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"Magnetkopf"
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Die Erfindung betrifft einen Magnetkopf mit einer durch einen amorphen
magnetischen dünnen Film aus einer Legierung eines Seltenerde- und einem Übergangselement
gebildeten magnetischelektrischen Wandler.
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Zur Detektion von auf einem magnetischen Aufnahmemedium gespeicherten
Informationen sind zwei Arten von Nagnetköpfen bekannt.
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Die eine Sorte weist einen hochpermeablen Kern mit einer um ihn herumgewickelten
Windung auf, der einen magnetischen Kreis bildet, während die andere Sorte ein Halbleiter-Halleleent
enthält, das in einen hinteren Spalt in dem magnetischen Kreis eingesetzt ist. Bei
dem eine Windung aufweisenden Magnetkopf ist das wiedergegebene Ausgangssignal proportional
zu der zeitlichen Veränderung d#/dt des detektierten magnetischen Flusses Demzufolge
wird Demzufolge wirddas Ausgangssignal kleiner, wenn die Frequenz des magnetischen
Flusses # herabgesetzt wird. Daher ist es nicht möglich, einen magnetischen Fluß
zu detektieren, der keinen zeitlichen Veränderungen unterliegt. Da der Nagnetkopf
Platz für die Wicklung erfordert, können die Spurabstände zwischen den Spuren bei
einem mehrkanaligen Magnetkopf nicht optimal angenähert werden. Demzufolge ist es
schwierig, die Spurdichte zu erhöhen.
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Bei einem Magnetkopf mit einem Hallelement ist dagegen das wiedergegebene
Ausgangs Signal proportional zur Größe des detektierten magnetischen Flusses selbst.
Demzufolge kann eine Frequenzänderung der Größe des magnetischen Flusses, der durch
den magnetischen Kreis fließt, vernachlässigt werden. DieAusgangssignalgröße wird
kaum von der Frequenz abhängen. Das bedeutet, daß eine gleichförmige Frequenzcharakteristik
über einen beträchtlichen Frequenzbereich vom Gleichstrombereich bis zum Hochfrequenzbereich
erzielt werden kann. Daher weist das Halbleiter-Hallelement für einenwiedergabekopf
eines Datenaufnahmegeräts wünschenswerte Eigenschaften auf, da dort Signalübertragungen
mit hoher Genauigkeit erforderlich sind.
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Die Frequenzcharakteristik eines Magnetkopfes hängt jedoch nicht nur
von dem Hallelement als dem magnetisch-elektrischen Wandler ab, sondern auch von
dem Kernmaterial, das den Magnetkreis bildet, der Breite des den magnetischen Fluß
detektierenden Spaltes (Frontspalt) und von anderen Faktoren. Insbesondere hat die
Spaltbreite einen großen Einfluß auf die Frequenzcharakteristik.
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Zur Erhöhung der Auflösung bei Hochfrequenzsignalen sollte die Spaltbreite
minimisiert werden. Bei den bekannten Halbleiter-Hallelementen stößt dies auf Schwierigkeiten,
da die Verringerung der Dicke des Hallelementes aufgrund kristalliner Effekte zu
einem Stromrauschen führt Wenn andererseits das Hallelement in den hinteren Spalt
eingesetzt wird, kann der Frontspalt ohne Rücksicht auf die Dicke des Hallelements
verkleinert werden. Die Verkleinerung des Frontspalts führt jedoch zu einer Verrirrqerung
dev magnetischen Widerstandes (der Reluktanz) des Frontspaltes, wodurch der Wirkungsgrad
für die Wiedergabe verschlechtert wird, weil ein großer Anteil des detektierten
magnetischen Flusses im Bereich des Frontspaltes mit der geringen Reluktanz kurzgeschlossen
wird,
so daß die Größe des zum Hallelement in dem hinteren Spalt übertragenen magnetischen
Flusses reduziert wird. Wenn daher der Frontspalt verkleinert wird, um die Frequenzcharakteristik
(Auflösung) des Magnetkopfes insgesamt zu erhöhen, ist es daher erforderlich, einen
sehr wirkungsvollen Kreis für den magnetischen Fluß zu erstellen. Insbesondere muß
die Reluktanz des magnetischen Kreises einschließlich des hinteren Spaltes mit dem
darin eingesetzten Hallelement klein genug sein.
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Die beste Methode zur Verringerung der Reluktanz des magnetischen
Kreises besteht darln, den hinteren Spalt zu verkleinern.
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Die Permeabilität des Halbleiter-Hallelementes ist wesentlich geringer
als die der hochpermeablen ferromagnetischen Substanz, die den magnetischen Kreis
bildet. Das bedeutet, daß die Dicke des Hallelementes verkleinert werden muß. Bei
einem Hallelement, das aus einem polykristallinen, dünnen Halbleiterfilm, beispielsweise
aus Indium-Antimonid (InSb) besteht, werden dann jedoch die Einflüsse der Grenzbereiche
des polykristallinen Aufbaus vorherrschen, wenn die Schichtdicke reduziert wird,
wodurch das Stromrauschen anwächst. Wenn in einem Magnetkopf ein durch einen dünnen
Film gebildetes Halbleiter-Hallelement zur Erzielung einer hohen Auflösung verwendet
wird, steigt das Stromrauschen so stark an, bis die Erzielung eines großen Signal-Rausch-Verhältnisses
unmöglich wird. Das Problem wird noch gravierender, wenn das Hallelement in den
Frontspalt eingesetzt wird.
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Bei der Verwendung eines Halbleiter-Hallelements als Wiedergabekopf
ist es darüber hinaus schwierig, eine gute -Rauschtoleranz zu erzielen. Bei der
Umwandlung (Demodulation) eines frequenzmodulierten Signales in ein Impulszählersystem,
werden beispielsweise differenzierte Impulse beim Nulldurchgang eines durch den
Wiedergabekopf detektierten Signals erzeugt, und es wird ein Signal mit einem Arbeitszyklus,
der dem Zwischenraum
zwischen den differenzierten Impulsen entspricht,
gebildet.
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Wenn dabei ein starkes Stromrauschen vorhanden ist, kann der Zeitpunkt
für die Erzeugung der differenzierten Impulse durch Rauschen in der Umgebung des
Nulldurchgangs versetzt werden.
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Eine solche Versetzung verzerrt das demodulierte Signal. Eine derartige
Verzerrung wird jedoch nicht auftreten, wenn die Rauschtoleranz des Magnetkopfes
groß genug ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Magnetkopf der
eingangs erwähnten Art zu erstellen, der verbesserte Eigenschaften hinsichtlich
des Signal-Rausch-Verhältnisses, der Frequenzcharakteristik und der Rauschtoleranz
aufweist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der amorphe
magnetische dünne Film aus einer Legierung aus Gadolinium und Kobalt besteht, in
der der Anteil von Gadolinium zwischen etwa 22 und 24 Atomprozent liegt.
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Wegen seines amorphen Aufbaus ist der GD-Co-Dünnfilm in der genannten
Zusammensetzung praktisch frei von jedem Stromrauschen, das auf Grenzregionen der
Kristalle zurückzuführen ist. Darüber hinaus weist der Film eine Achse der leichten
Magnetisierbarkeit auf, die senkrecht zu seiner Oberfläche steht, so daß ein Magnetkreis
mit einem hohen Wirkungsgrad der magnetisch-elektrischen Wandlung erstellt werden
kann. Demzufolge kann ein Magnetkopf mit einem großen Signal-Rausch-Verhältnis und
einer hohen Empfindlichkeit erzielt werden. Der Gd-Co-Dünnfilm weist in der beanspruchten
Zusammensetzung eine rechteckige Hysterese-Charakteristik in einem Einsatz-Temperaturbereich
von etwa -20° C bis +600 C auf. Obwohl er damit unbrauchbar für die Wiedergabe von
analogen Signalen, wie z.B. Audio-Signalen, ist, ist er wegen der rechteckigen Hysteresis-Charakteristik
vorteilhaft einsetzbar für die Wiedergabe von frequenzmodulierten
Signalen
und digitalen Signalen, weil das Ausgangssignal eines Bauteils mit einer rechteckigen
Hysterese nicht leicht durch von außen kommendes Rauschen verändert werden kann.
Da der durch die Gd-Co-Legierung gebildete magnetisch-elektrische Wandler ein Dünnfilm-Hallelement
ist, kann eine gleichmäßige Frequenzcharakteristik über einen weiten Frequenzbereich,
der vom Gleichstrombereich bis weit in den Hochfrequenzbereich hineinreicht, erzielt
werden. Demzufolge hat der erfindungsgemäße Magnetkopf eine große Rauschtoleranz,
ein gutes Signal-Rausch-Verhältnis und eine breite Frequenzcharakteristik.
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Die angegebenen Atomprozente für das Gadolinium sind tatsächliche
Anteile, die durch Röntgenanalysen usw. ermittelt worden sind. Daher ist nicht gemeint,
daß die Zusammensetzung des Targets bei der Herstellung des Dünnfilms z.B. durch
Kathodenzerstäubung im Bereich von 22 bis 24 Atomprozent liegt. Die Zusammensetzung
des Dünnfilms, der durch Kathodenzerstäubung hergestellt wird, variiert mit verschiedenen
Parametern (wie z.B.
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Umgebungsdruck und Entladestrom) für die Kathodenzerstäubung, so daß
sie nicht von der Zusammensetzung des Targets allein abgeleitet werden kann. Der
Atomprozentsatz der hier zur Charakterisierung der Zusammensetzung verwendet wird,
kann durch den molekularen Anteil ersetzt werden.
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Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen: Figur 1 eine magnetisch-elektrische
Umwandlungscharakteristik eines amorphen Dünnfilm-Hallelements, das 24 % Gd und
76 % Co aufweist Figur 2 eine magnetisch-elektrische Umwandlungscharakteristik eines
amorphen Dünnfilm-Hallelements, das 26 % Gd und 74 % Fe aufweist Figur 3 die Abhängigkeit
der Hysterere Schleifen eines amorphen Dünnfill-Hallelements von der Temperatur
Figur 4 eine durch einen erfindungsgemäßen Magnetkopf wiedergegebene Wellenform
einer aufgenommenen Sinuswelle Figur 5 eine Kurve zur Verdeutlichung der Temperaturcharakteristik
der gesättigten Hallspannung in einem Temperaturbereich, in dem die Kompensationstemperatur
liegt Figur 6 eine Kurve zur Verdeutlichung der Temperaturcharakteristik der gesättigten
Hall spannung in einem Temperaturbereich, der den Einsatz-Temperaturbereich umfaßt
Figur 7 den das Hallelement umfassenden Abschnitt des erfindungsgemäßen Magnetkopfes
Figur
8 einen Schnitt entlang der Linie VIII-VIII aus Fig.7 Figur 9 den Aufbau des Bereichs
eines Frontspalts, der durch Zufügung einer zweiten Kernhälfte zu dem Aufbau aus
Figur 8 hergestellt worden ist Figur 10 eine perspektivische Darstellung des Kopfaufbaus,
bei dem das Hallelement in den hinteren Spalt eingesetzt ist.
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Amorphe dünne Metall filme können, abhängig von ihrer Zusammensetzung,
von der Temperatur und von den Herstellungsbedingungen, eine rechteckige Hysteresis-Charakteristik
(Figur 1) oder eine lineare Charakteristik (Figur 2) aufweisen, die im wesentlichen
frei von einer Hysteresis ist. Die rechteckige Hysteresis-Charakteristik aus Figur
1 ist für die Wiedergabe von analogen Signalen ungeeignet. Der erfindungsgemäße
Magnetkopf benutzt im Gegensatz dazu in positiver Weise die rechteckige Hysteresis-Charakteristik,
um eine gute Rauschtoleranz zu erzielen.
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Die Ausbildung einer rechteckigen Hysteresis-Charakteristik bei einem
dünnen Film hängt u,a. von der Temperatur ab. So ist beispielsweise die Hysteresis-Charakteristik
eines Dünnfilms aus Gd-Co mit einer Kompensationstemperatur (Tcomp) von -27° C in
der Zeitschrift Transactions of The Society of Instrument and Control Engineers"
Vol. 12, No. 3, Juni 1976, auf Seite 120 in Figur 6 dargestellt. Diese Darstellung
verdeutlicht, daß die rechteckige Hystereris bei einer Temperatur nahe der Kompensationstemperatur
erreicht wird, bei der die Hall spannung Null wird. Figur 3 zeigt einige Hysterese
Schleifen, die aus der Figur 6 der Literaturstelle entnommen worden sind. Wenn der
Gd-Co-Film mit den Eigenschaften, die in Figur 3 dargestellt sind, verwendet wird,
lieqt die Temperatur, bei der die erfindungsgemäß
angestrebte
rechteckige Hysteresis-Charakteristik existiert, etwa im Temperaturbereich von -90°
C bis -40° C und von -20° C bis +300 C. Ein Magnetkopf wird in der Praxis innerhalb
eines Temperaturbereichs von etwa 200 bis +60" C eingesetzt. Daher muß eine spezielle
Zusammensetzung des Gd-Co-Films angestrebt werden, wenn eine rechteckige Hysteresis-Charakterist
in dem Einsatz-Temperaturbereich von etwa -20° C bis +60° C erhalten werden soll.
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Die spezielle Zusammensetzung muß so gewählt werden, daß die Kompensationstemperatur
Tcomp, an der die Hallspannung Null wird, nicht in dem Einsatz-Temperaturbereich
liegt und daß eine gute rechteckige Hysteresis erzielt wird. Bei einem amorphen
Dünnfilm aus Gd-Co, der beispielsweise durch Kathodenzerstäubung hergestellt wird,
liegt die Kompensationstemperatur in dem Einsatz-Temperaturbereich, wenn der Anteil
von Gadolinium bei etwa 20 bis 22 Atomprozent liegt. Andererseits wird eine gute
rechteckige Hysteresis in dem Einsatz--Temperaturbereich erreicht, wenn der Anteil
von Gadolinium etwa zwischen 20 und 24 Atomprozent liegt. Daher liegt der Anteilsbereich
von Gadolinium, in dem eine rechteckige Hysteresis innerhalb des Einsatz-Lemperaturbereichs
existiert und die Kompensationstemperatur außerhalb des Einsatz-Temperaturbereichs
liegt, bei ungefähr 22 bis 24 Atomprozent. Daher besteht die angestrebte Zusammensetzung
aus 22 bis 24 Atomprozent Gadolinium und 78 bis 76 Atomprozent Kobalt.
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Figur 4 zeigt die Wellenform, die durch Wiedergabe einer auf einem
magnetischen Aufnahmemedium aufgenommenen Sinuswelle mit Hilfe eines Magnetkopfes
entsteht, der ein amorphes Dünnfilm-Hallelement mit einer rechteckigen Hysteresis-Charakteristik
aufweist. Wegen der rechteckigen Hysteresis-Charakteristik sind die Spitzen der
Sinuswelle abgeschnitten und die wiedergegebene
Wellenform bildet
im wesentlichen eine Rechteckwelle. Demzufolge sind die Rauscheinflüsse in der Nachbarschaft
der Nulldurchgänge sehr klein (die Einflüsse wären Null, wenn die Ausgangswellenform
ideal rechteckig wäre). Da der Hysterese-Bereich groß ist, wird darüber hinaus der
Ausgangspegel auch dann kaum verändert, wenn dem detektierten Signal ein Rauschen
überlagert ist. Demzufolge kann bei der oben erwähnten FM Demodulation durch Impulsauszählung
die Zeitverschiebung bei der Erzeugung der differenzierten Impulse vermieden werden.
Wegen der großen Hysterese-Fläche sind auch bei der Wiedergabe von digitalen Signalen
Fehler in der Erkennung von 0/1-Signalen aufgrund der Überlagerung eines Rauschens
nicht sehr wahrscheinlich. Der erfindungsgemäße Magnetkopf weist daher wegen der
rechteckigen Hysteresis-Charakteristik in dem Einsatz-Temperaturbereich eine große
Rauschtoleranz im praktischen Gebrauch auf. Bei der Wiedergabe von digitalen Signalen
mit Hilfe von vorbekannten Magnetköpfen war es möglich, mit Hilfe eines zusätzlichen,
eine Hysteresis-Charakteristik aufweisenden Kreises, wie beispielsweise einen Schmitt-Trigger,
Fehler bei der Detektion von 0/1-Signalen aufgrund der Rauschüberlagerung zu vermeiden.
Mit dem erfindungsgemäßen Magnetkopf kann praktisch der zusätliche Kreis mit der
Hysteresis-Charakteristik eingespart werden.
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Figuren 5 und 6 zeigen den Verlauf der gesättigten Hall-EMK (Hallspannung
VH) des amorphen Dünnfilm-Hallelements über der Temperatur (Kl. Die für die Zeichnung
verwendeten Daten sind mit Hilfe eines Vorspannungsstromes von 1OmA bei einem amorphen
Film mit 23 Atomprozent Gd und 77 Atomprozent Co erhalten worden. Das Hallelement
war 1 mm lang in Richtung der Stromanschlüsse und 0,5 mm lang in Richtung der Hallspannungsanschlüsse,
wies also Abmessungen von 1 mm x 0,5 mm auf. Die Filmdicke war 4.000 A Die Zeichnungen
verdeutlichen, daß die gesättigte Hallspannung
mit der Temperatur
praktisch unveränderlich ist, mit Ausnahme des Bereiches in der Nachbarschaft der
Kompensationstemperatur (Tcomp). Daher kann eine gute Rauschtoleranz in dem Einsatz-Temperaturbereich
sichergestellt werden, wenn in dem Arbeitsbereich die Hall-EMK nicht mit der Temperatur
variiert, wie dies in Figur 6 dargestellt ist. Dies kann durch die Steuerung der
Zusammensetzung des Dünnfilms und des Vorspannungsstromes erreicht werden.
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Neben der beschriebenen rechteckigen Hysteresis-Charakteristik existiert
ein weiteres wichtiges Kriterium für die Herstellung eines Magnetkopfes. Eine Achse
der leichten Magnetisierbarkeit sollte im rechten Winkel zur Oberfläche des amorphen
Dünnfilms stehen. Eine derartige Achse ist vorgesehen, weil bei dem Aufbau des Magnetkopfes
mit dem Dünnfilm-Hallelement, das in einen Frontspalt oder einen hinteren Spalt
eingesetzt ist, der überwiegende Teil des magnetischen Flusses, der von dem Frontspalt
detektiert wird, im rechten Winkel durch die Oberfläches Hallelementes fließt. Ein
Dünnfilm aus einer Legierung eines Seltenerde-Elements mit einem Übergangsmetall,
wie beispielsweise Gd-Co, kann mit einer vertikalen Achse für die leichte Magnetisierbarkeit
erhalten werden, wenn der Anteil des Seltenerdeelements zwischen 10 und 40 Atomprozent
liegt.
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Im folgenden wird der Aufbau eines Magnetkopfes näher erläutert.
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In den Figuren 7 und 8 befindet sich eine aus einem dünnen Film mit
einer Dicke von etwa 2000 Å gebildeten Isolationsschicht 12 auf einem ferromagnetischen
Substrat 10, das die erste Kernhälfte bildet. Diese Anordnung wird beispielsweise
dadurch hergestellt, daß Si02 oder ein anderes Material auf einen Mn-Zn Ferritblock
aufgedampft oder durch Kathodenzerstäubung aufgebracht wird, wobei die Oberfläche
des Ferritblockes optisch
eben poliert ist. Ein dünner Film 14
aus Gd-Co oder Gd-Fe wird durch Vakuumverdampfung oder Hochfrequenz-Zerstäubung
aufgebracht. Die Dicke des auf diese Weise hergestellten amorphen dünnen Films 14
wird in einem Bereich von etwa 2.000 bis 10.000 A ( 0,2 bis 1,0 ) beispielsweise
gewählt.
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Gadolinium wird als Seltenerde-Element für den dünnen Film 14 benutzt,
sein Anteil an der Zusammensetzung des Dünnfilms 14 liegt bei etwa 22 bis 24 Atomprozent,
wobei der Einsatz-Temperaturbereich etwa 200 C bis +60° C beträgt. Der Anteil von
Gd ist so gewählt, daß der Dünnfilm 14 eine magnetische Anisotropie mit einer Achse
der leichten Magnetisierung im rechten Winkel zur Oberfläche des Films 14 aufweist.
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Der dünne Film 14 wird in eine vorgegebene Größe und Konfiguration,
wie sie in Figur 7 dargestellt ist, durch Foto-Ätzung oder ein ähnliches Verfahren
gebracht. Als Spannungsanschlüsse 16 und 18 und Stromanschlüsse 20 und 22 dienende
Muster werden auf dem dünnen Film 14 durch Verwendung von Aluminium oder Kupfer
gebildet. Auch die Bildung dieser Muster kann durch Vakuumverdampfung oder Zerstäubung
erfolgen. Die Anschlußmuster werden in vorbestimmte Formen durch Foto-Ätzung oder
ähnliches gebracht. Auf diese Weise wird ein amorphes Dünnfilm-Hallelement 15 erstellt.
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Danach wird, wie dies in Figur 9 dargestellt ist, ein eine zweite
Kernhälfte bildender ferromagnetischer Block 24 mit dem ferromagnetischen Substrat
gekoppelt, so daß das Dünnfilm-Hallelement 15 über eine Isolationsschicht 23 aus
Si02 oder anderem Material dazwischen gehalten wird. Die Kopplung kann durch Druckverspannung
oder durch eine Klebeverbindung erzielt werden. Ein in dieser Weise hergestellter
Kopfblock 26 wird in einem (nicht dargestellten) Abschirmgehäuse untergebracht und
durch Epoxidharze
o.ä. festgelegt. Vor dieser Festlegung werden
die Anschlußmuster 16 bis 22 mit (nicht dargestellten) externen Klemmen verbunden.
Die Kernoberflächen, einschließlich eines Spaltes 28, an denen die Aufzeichnungsmedien,
wie beispielsweise Magnetbänder, vorbeigleiten, werden in einer Kurvenform poliert,
wie dies durch eine gestrichelte Linie in Figur 9 angedeutet ist.
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In dem so gebildeten Magnetkopf ist die Weglänge des magnetischen
Flusses in dem magnetischen Flußkreislauf, der aus den ferromagnetischen Blöcken
10 und 24 mit dem dazwischen befidlichen Dünnfilm-Hallelement 15 gebildet ist, kurz.
Daher kann der magnetische Fluß + , der durch den Spalt 28 detektiert wird, durch
den dünnen Film 14 mit einem hohen Wirkungsgrad hindurchtreten. Dies ist für die
Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses sehr vorteilhaft. Zur Verbesserung
des Signal-Rausch-Verhältnisses des erfindungsgemäßen Magnetkopfes trägt auch die
amorphe Ausbildung des dünnen Films 14 erheblich bei. Da das auf die Grenzbereiche
der Kristalle verursachte Stromrauschen in einem amorphen Dünnfilm-Hallelement vermieden
wird, entsteht beim Magnetkopf auch dann ein nur geringes Rauschen, wenn die Dicke
des Filmes reduziert wird. Es konnte so ein Signal-Rausch-Verhältnis von ungefähr
50 dB bei der Verwendung einer Filmdicke von größenordnungsmäßig wenigen Tausend
Angström (z.B. ungefähr 2.000 bis 3.000 Å ) erzielt werden. Demzufolge kann die
Breite des Frontspaltes 28 unter 1 p auch dann gesenkt werden, wenn das Dünnfilm-Hallelement
15 in den Spalt 28 ei##ngesetzt wird, wie dies anhand der Figur 9 gezeigt ist. Auf
diese Weise kann ein Magnetkopf mit einer großen Auflösung und einem guten Signal-Rausch-Verhältnis
erstellt werden.
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Figur 10 zeigt eine Modifikation des erfindungsgemäßen Magnetkopfes.
Dabei ist das amorphe Dünnfilm-Hallelement 15 in den hinteren Spalt 30 eingesetzt.
Ein nicht magnetisches Abstandsstück 32 aus Berylliumkupfer, Keramik oder Glas ist
in den vorderen Spalt 28 eingeführt. Das Dünnfilm-Hallelement 15 und das Abstandsstück
32 werden zwischen einer ersten Kernhälfte 10A und einer zweiten Kernhälfte 24A
angeordnet. Der auf der Seite des vorderen Spaltes 28 detektierte magnetische Fluß
fließt durch einen magnetischen Kreis, der durch die Kernhälfte 10A, den hinteren
Spalt 30 und die Kernhälfte 24A gebildet ist. Durch das Dünnfilm-Hallelement 15
wird der durch den Kreis fließende magnetische Fluß in ein elektrisches Signal umgewandelt.
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In der Anordnung aus Figur 10 ist die Reluktanz des magnetischen Kreises
groß, da der Spalt 30 in Serie in dem Kreis liegt. Daher ist die Anordnung hinsichtlich
des Wirkungsgrades und des Signal-Rausch-Verhältnisses schlechter als die Anordnung
aus den Figuren 7 bis 9. Trotzdem ermöglicht die Verwendung des amorphen Dünnfilm-Hallelementes
eine Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses im Vergleich zu der Verwendung
von Halbleiter-Hallelementen. Darüber hinaus hat die Dicke des Dünnfilm-Hallelementes
15 in der Anordnung der Figur 10 keinen Einfluß auf die Breite des Frontspaltes
28, so daß die Herstellung des Hallelementes 15 erleichtert ist. Dabei kann die
Breite des Spaltes 28 durch die Wahl der Dicke des Abstandsstücks 32 frei gewählt
werden. Da die Kernhälften 10A und 24A sowohl jede geeignete Form als auch eine
beträchtliche Größe aufweisen können, ist es möglich, sie mit einer Windung 34 für
Aufnahmezwecke zu versehen, um einen Aufnahme-Wiedergabe-Kopf zu erstellen. Dabei
kann in vorteilhafter Weise das Dünnfilm-Hallelement 15, das besonders vorteilhaft
im tiefen Frequenzbereich arbeitet, für die Wiedergabe der tiefen Frequenzen und
die Windung 34, die besonders vorteilhaft im Hochfrequenzbereich arbeitet, für die
Wiedergabe
der hohen Frequenzen verwendet werden.
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Es ist eine Vielzahl von Variationen der beschriebenen Ausführungsbeispiele
möglich. So kann beispielsweise Permalloy, Sendust oder eine Kombination hiervon
statt der ferromagnetischen Ferrite für die ferromagnetischen Blöcke 10 und 24 verwendet
werden. Die Erfindung kann weiterhin bei mehrkanäligen Magnetköpfen Verwendung finden.
Eine weitere Anwendungsmöglichkeit ergibt sich für die Detektion von Steuersignalen
für Hallmotoren usw.
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Die in den Ansprüchen angegebenen Zahlenwerte geben Bereiche an, die
für die Serienfertigung benötigt werden. Die Grenzen für den Anteil von Gadolinium,
von 22 bis 24 Atomprozent sind Zielbereiche, von denen bei der Serienfertigung Abweichungen
entstehen können. Magnetköpfe mit derartigen Abweichungen, ausgenommen solche, die
im Bereich von rechteckigen Hysterese-Charakteristiken liegen, sind vom Erfindungsgedanken
umfaßt. Aus diesem Grunde sind die Zahlenangaben etwas unscharf und mit der Charakterisierung
etwa versehen.