DE3607501C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3607501C2 DE3607501C2 DE3607501A DE3607501A DE3607501C2 DE 3607501 C2 DE3607501 C2 DE 3607501C2 DE 3607501 A DE3607501 A DE 3607501A DE 3607501 A DE3607501 A DE 3607501A DE 3607501 C2 DE3607501 C2 DE 3607501C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- layer
- recording
- magnetic
- magnetization
- head
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims description 180
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 165
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 27
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 24
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 22
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 229910000702 sendust Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 8
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000889 permalloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 2
- -1 amorphous alloys Chemical class 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 384
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 156
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 142
- 239000010408 film Substances 0.000 description 95
- 229910000684 Cobalt-chrome Inorganic materials 0.000 description 58
- 239000010952 cobalt-chrome Substances 0.000 description 58
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 55
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 39
- 230000005347 demagnetization Effects 0.000 description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 13
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 11
- 230000008859 change Effects 0.000 description 9
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 5
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 4
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- WAIPAZQMEIHHTJ-UHFFFAOYSA-N [Cr].[Co] Chemical compound [Cr].[Co] WAIPAZQMEIHHTJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005330 Barkhausen effect Effects 0.000 description 2
- 229910003271 Ni-Fe Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- TZVJRPRFJIXRGV-UHFFFAOYSA-N [Cr].[Co].[Ta] Chemical compound [Cr].[Co].[Ta] TZVJRPRFJIXRGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HUESMFSDXNMSKD-UHFFFAOYSA-N [Nb].[Cr].[Co] Chemical compound [Nb].[Cr].[Co] HUESMFSDXNMSKD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229940000425 combination drug Drugs 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- UGKDIUIOSMUOAW-UHFFFAOYSA-N iron nickel Chemical compound [Fe].[Ni] UGKDIUIOSMUOAW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/1278—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive specially adapted for magnetisations perpendicular to the surface of the record carrier
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/02—Recording, reproducing, or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/62—Record carriers characterised by the selection of the material
- G11B5/64—Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent
- G11B5/66—Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent the record carriers consisting of several layers
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B2005/0002—Special dispositions or recording techniques
- G11B2005/0026—Pulse recording
- G11B2005/0029—Pulse recording using magnetisation components of the recording layer disposed mainly perpendicularly to the record carrier surface
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10S428/922—Static electricity metal bleed-off metallic stock
- Y10S428/9265—Special properties
- Y10S428/928—Magnetic property
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Magnetic Record Carriers (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Recording Or Reproducing By Magnetic Means (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Quermagnetisierungsaufzeichnungs-
und -wiedergabeanordnungen und geht
aus von einer Anordnung mit den Merkmalen im Oberbegriff
des Patentanspruchs 1, wie sie aus IEEE Transactions on
Magnetics, Vol. MAG-20, No. 5, September 1984, Seiten
774, 775 ableitbar sind.
Wenn ein Signal mit einem Ringkernkopf als Magnetkopf
auf einem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet wird
oder von diesem mit dem Ringkernkopf abgetastet wird, so
magnetisiert der Ringkernkopf eine Magnetschicht des magnetischen
Aufzeichnungsmediums in Längsrichtung des magnetischen
Aufzeichnungsmediums (d. h. in einer Schichtebenen-
Richtung), wenn aufgezeichnet wird, und nimmt diese
Aufzeichnung bei der Wiedergabe wieder auf. Jedoch ist
im Zusammenhang mit diesem Längsrichtungsmagnetaufzeichnungssystem
bekannt, daß das Entmagnetisierungsfeld mit
wachsender Aufzeichnungsdichte hoch wird, und das Entmagnetisierungsfeld
bewirkt unerwünschte Effekte bei der
magnetischen Aufzeichnung mit hoher Dichte. Um diese
unerwünschten Effekte bezüglich der Entmagnetisierung
zu beseitigen, sind eine Reihe von Quermagnetisierungsaufzeichnungssysteme
vorgeschlagen worden, bei denen
der Ringkernkopf die magnetische Schicht des Aufzeichnungsmediums
in einer Richtung senkrecht zur magnetischen
Schicht magnetisiert. Entsprechend dieser Quermagnetisierungsaufzeichnungssysteme
wird das Entmagnetisierungsfeld
mit wachsender Dichte der magnetischen
Aufzeichnung gering, und es ist theoretisch möglich,
eine zufriedenstellende magnetische Aufzeichnung hoher
Dichte zu realisieren, in der keine Abnahme der remanenten
Magnetisierung auftritt.
Ein gebräuchliches Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium,
das in diesen Quermagnetisierungsaufzeichnungssystem
benutzt wird, ist ein Aufzeichnungsmedium,
das einen Kobalt-Chrom (Co-Cr)-Film aufweist, der mit
einem Bedampfungs- oder Sputterverfahren auf einem
Basisfilm ausgebildet wird. Es ist allgemein bekannt,
daß dieser Co-Cr-Film außerordentlich geeignet für
Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedien ist, weil der
Co-Cr-Film eine relativ hohe Sättigungsmagnetisierung
(Ms) aufweist und die Magnetisierung in einer Richtung
senkrecht zu dem Co-Cr-Film begünstigt (d. h., die Koerzitivfeldstärke
in Richtung senkrecht zum Co-Cr-Film
ist groß, und die Achse der leichten Magnetisierung
ist senkrecht zu dem Co-Cr-Film).
Führt jedoch der Ringkernkopf bezüglich eines
Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums mit einem aufgedampften
Co-Cr-Film diese Quermagnetisierungsaufzeichnung-
und Wiedergabe aus, so ist es unmöglich, den magnetischen
Fluß an einer vorbestimmten magnetischen
Aufzeichnungsposition auf dem Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium
zu konzentrieren. Infolgedessen ergibt
sich ein Nachteil darin, daß es unmöglich ist,
eine starke Magnetisierung zu erzielen, die senkrecht
zu dem Co-Cr-Film gerichtet ist und die in Längsrichtung
des Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums nicht
streut. Wird mit anderen Worten der Ringkernkopf zur Durchführung
der Aufzeichnung auf dem Co-Cr-Film des Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums
benutzt, weicht
die Magnetisierungsrichtung in Längsrichtung des Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums
geringfügig ab,
da das von dem Ringkernkopf erzeugte Magnetfeld beträchtliche
Komponenten in Schichtebenenrichtung einschließt.
Um entsprechend die Magnetisierungsrichtung
in der senkrechten Richtung aufrecht zu erhalten, muß
das Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium eine hohe
senkrechte Anisotropiemagnetfeldstärke aufweisen, und
eine Sättigungsmagnetisierung, die auf einen bestimmten
Umfang unterdrückt ist. Jedoch weist der Co-Cr-
Film derartige Eigenschaften nicht auf, und es besteht
der Nachteil, daß es unmöglich ist, mit dem Ringkernkopf
eine zufriedenstellende Quermagnetisierungsaufzeichnung
auszuführen. Darüber hinaus muß die Koerzitivfeldstärke
in der senkrechten Richtung oder in der Querrichtung groß
sein, um ein hohes Wiederausgabeausgangssignal von dem Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium
mit dem Co-Cr-Film
zu erhalten. Andererseits ist es wünschenswert, die Dicke
des Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums groß zu
machen, um das Entmagnetisierungsfeld zu vermindern.
Jedoch kann der Ringkernkopf nicht in ausreichendem
Maße mit dem Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium
in Kontakt geraten, wenn die Dicke des Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums
groß ist, weil das Aufzeichnungsmedium
seine Flexibilität einbüßt und unelastisch
wird. Weiterhin bestehen in diesem Fall Nachteile darin,
daß dieses unelastische und starre Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium
leicht beschädigt werden kann.
Aus den oben beschriebenen Gründen wurde ein (z. B.
in der EP 00 91 812 A1 Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium
vorgeschlagen, das eine Doppelschichtanordnung
mit einer Queraufzeichnungsschicht aufweist, beispielsweise
in Form einer Co-Cr-Schicht, und einer unter dieser
Schicht liegenden inneren Schicht, die zwischen einer
Basisschicht und der Queraufzeichnungsschicht liegt. Die
innere Schicht ist aus einem weichmagnetischen Material
wie Permalloy hergestellt und weist eine hohe Permeabilität
auf.
Aus den folgenden Gründen sind diese Doppelschichtaufzeichnungsmedien
jedoch nur schlecht mit einem Ringkernkopf
verwendbar.
Der magnetische Fluß, der sich innerhalb der Schicht
hoher Permeabilität ausbreitet, wird an einer vorbestimmten
magnetischen Aufzeichnungsposition zu dem
Magnetpol des Ringkernkopfes hin konzentriert, um eine
starke Magnetisierung zu erzielen, die in Querrichtung
oder Senkrechtrichtung liegt und nicht in die
Längsrichtung des Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums
streut. Jedoch ist in diesem Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium
mit der Doppelschicht die Koerzitivfeldstärke
der Schicht mit hoher Permeabilität außerordentlich
klein im Vergleich zur Koerzitivfeldstärke des Co-
Cr-Filmes, so daß nachteiligerweise Berkhausenrauschen
erzeugt wird. Beispielsweise beträgt die Koerzitivfeldstärke
der Co-Cr-Schicht über 5,571 × 10⁴ A/m (700 Oe),
und die Koerzitivfeldstärke der Schicht hoher Permeabilität
beträgt weniger als 795,9 A/m (10 Oe). Weiterhin
wird zur Erzeugung dieses Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums
mit Doppelschichtanordnung eine amorphe
(Eisen-Nickel) Fe-Ni-Legierung oder ähnliche Legierungen
auf der Basisschicht mit einem Sputterverfahren bei vorbestimmten
Sputterbedingungen angelagert, die geeignet
sind, eine Schicht hoher Permeabilität zu erzeugen. Danach
wird auf dieser Schicht hoher Permeabilität Co-Cr mit
einem Sputterverfahren bei einer bestimmten Sputterbedingung
aufgedampft, die geeignet ist, um die Co-Cr-
Schicht auszubilden. Folglich muß die Sputterbedingung
für die Bildung einer jeden Schicht geändert werden, und
es muß jeweils das Target ausgetauscht werden. Daher
kann das Sputterverfahren nicht kontinuierlich ausgeführt
werden. Infolgedessen sind die Verfahren zur Herstellung
des obigen Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums kompliziert
und für die Massenproduktion ungeeignet.
Aus den obigen Gründen wird gemäß der EP 00 91 812 A1
kein Ringkernkopf sondern ein Magneto-Widerstandskopf
mit einem MR-Element verwendet, um auch bei einer Wiedergabe
mit kurzer Wellenlänge eine zufriedenstellende
Wiedergabe bei geringem Spaltverlust des MR-Elements
zu erzielen.
Ferner wird als Magnetkopf auch eine Art eines
Hilfspolkopfes benutzt. Bei diesem Hilfspolkopf ist
ein magnetischer Hilfspol gegenüberliegend einem magnetischen
Hauptpol vorgesehen. Darüber hinaus sind Quermagnetisierungsköpfe
mit einem einseitigen Hauptpol bekannt,
die im folgenden der Einfachheit halber als einseitige
Hauptpolköpfe bezeichnet werden und die keinen
Hilfsmagnetpol benötigen, sondern stattdessen einen
Hauptmagnetpol aufweisen, der nur einer Oberfläche des
Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums gegenüberliegt.
Bei Aufzeichnungs- und Wiedergabeanordnungen, die den
Hilfspolkopf benutzen, muß jedoch das Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium
zwischen den Hauptmagnetpol und den
Hilfsmagnetpol des Hilfsmagnetpolkopfes eingeführt werden,
und die Anwendung dieser Anordnung ist eingeschränkt.
Bei dem einseitigen Hauptpolkopf ist zwar dieser Nachteil
des Hilfspolkopfes beseitigt, jedoch ist der Aufbau des
einseitigen Hauptpolkopfes komplex. Darüber hinaus weist
der einseitige Hauptpolkopf den Nachteil auf, daß die
magnetische Feldverteilung nicht in dem Maße in die
senkrechte Richtung oder die Querrichtung gerichtet werden
kann wie im Falle des Hilfspolkopfes.
Im Gegensatz zur EP 00 91 812 A1 stellt zwar der Artikel aus
IEEE Spectrum, Bd. 20, 1983, Seiten 32 bis 38 den Ringkernkopf
für die Vertikalaufzeichnung als Möglichkeit heraus, weist
jedoch gleichzeitig auf die Schwierigkeiten hin, passende
Aufzeichnungsmedien zu finden. Unter anderem wird vorgeschlagen,
Materialien hoher Koerzitivfeldstärke wie Co-
Cr auf Materialien geringer Koerzitivfeldstärke wie NiFe
abzuscheiden, wobei die hartmagnetische Oberschicht als
Speichermedium und die Unterschicht als Rückschluß für
den Magnetfluß dienen sollen. Doch auch hiermit werden
die genannten Schwierigkeiten nicht überwunden.
Auch der Artikel IEEE Transactions on Magnetics,
September 1984, Vol. MAG-20, No. 5, Seiten 774, 775 ergibt
keine praktikablen Anregungen dafür, wie Ringkernköpfe
und Doppelschicht-Quermagnetisierungsmedien mit Erfolg
kombinierbar wären. So besagt diese Schrift zwar, daß
sich beim Sputtern einer Co-Cr-Schicht magnetisch voneinander
verschiedene obere und untere Schichten ausbilden.
Betrachtet man jedoch die zum prinzipiellen Nachweis
dieser Tatsache gewonnen Meßergebnisse, so fallen dem
Fachmann folgende Tatsachen auf, die zum Teil weiter unten
an Hand von Untersuchungsergebnissen belegt sind:
- (1) Die angegebene Gesamtschichtdicke (1 µm), bei der dieser Effekt beobachtet wurde, ist für eine vernünftige Kontaktierung mit einem Kopf viel zu dick.
- (2) Wird, um dies zu vermeiden, die Dicke der Gesamtschicht reduziert, so muß der Fachmann feststellen, daß die erste, anfängliche magnetische weiche Schicht typischerweise eine Schichtdicke von 0,1 bis 0,15 µm aufweist - und zwar offensichtlich unabhängig von der Gesamtschichtdicke. Somit nimmt der relative Anteil der ersten Schicht bei Reduzierung der Gesamtschichtdicke zu, und die senkrechte Magnetisierbarkeit wird folglich schlechter.
- (3) Auch liefert offenbar die erste Kristallschicht überhaupt keine für die senkrechte Magnetisierung geeignete und ausreichende Koerzitivfeldstärke, so daß sie für diesen Zweck als Störfaktor angesehen werden muß.
Somit mußten die Erfinder zur Ansicht gelangen, daß
sich die anfänglich ausbildende Schicht als störend
erweisen würde.
Ausgehend von diesem Stand der Technik stellten sich
die Erfinder dennoch die Aufgabe, eine Quermagnetisierungsaufzeichnungs-
und -wiedergabeanordnung zu schaffen, bei
der mit einem einfachen, in Massenproduktion herstellbaren
Aufzeichnungsmedium nur einer insgesamt aufzusputternden
Schicht und einer ebenfalls einfachen Magnetkopfeinrichtung
in Form eines Ringkernkopfes eine zufriedenstellende
Aufzeichnungs- und Wiedergabequalität erzielt wird.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des
Patentanspruchs 1 gelöst.
Danach wurde herausgefunden, daß bei Hinzufügen zumindest
eines der Elemente Niob oder Tantal bei ganz
bestimmten Schichtdicken bzw. Grenzen hierfür unerwartet
optimale Eigenschaften für die Verwendung eines Ringkernkopfes
auftraten. Auch wurde überraschend gefunden, daß
eine direkt mit der Quermagnetisierung in Beziehung
stehende Abhängigkeit der Koerzitivfeldstärke von der
Schichtdicke besteht. Hingegen lehrt die in Anspruch 1
gewürdigte Schrift, daß ein Sprung der Koerzitivfeldstärke
in Schichtebene lediglich in Abhängigkeit des
angelegten Feldes auftritt. Demgegenüber ermittelten die
Erfinder, daß Koerzitivfeldstärkensprünge in Schichtebene
und senkrecht dazu in Abhängigkeit von der Schichtdicke
auftreten, wobei sich Anwendungsmöglichkeiten für
die Quermagnetisierung ebenfalls in Abhängigkeit von
der Schichtdicke ergeben. Die in Anspruch 1 angegebenen
Koerzitivfeldstärkenwerte mit den zugehörigen Schichtdickengrenzen
ergeben sich aus den hierbei gefundenen
Zusammenhängen.
In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß
früher angenommen wurde, daß ein Verhältnis von remanenter
Magnetisierung zu Sättigungsmagnetisierung (Mr (//)/Ms)
über 0,2, welches bei Zusatz von Ta bzw. Nb im Gegensatz
zu reinem CoCr auftritt, an sich ungünstig für die
Aufzeichnung mit dem Ringkernkopf sei. Gerade bei Werten
deutlich über 0,2 stellten die Erfinder jedoch für ihr
Aufzeichnungsmedium die Relationen für Hc // und Hc ⟂,
Ms usw. fest, die zu vorteilhaften Effekten führten.
Diese Vorteile sind: Verhinderung von Barkhausen-
Effekt und Entmagnetisierungsphänomenen auch bei hoher
Aufzeichnungsdichte und kurzen Aufzeichnungswellenlängen,
geringer Leistungsverbrauch des Kopfes, gute Kopfkontaktierung
durch geringe Gesamtschichtdicke, gute Überschreibungseigenschaften
und letztlich günstige Herstellung
durch die Verwendung eines einzigen Materials.
Diese Vorteile treten vor allem wegen den bestimmten
Verhältnissen von Hc // und Hc ⟂ in den beiden Schichten
auf.
Da in der Erfindung tatsächlich nur eine einzige
magnetische Schicht, d. h. nur ein entsprechendes Material
auf die Trägerbasisschicht gesputtert wird und sich in
dieser Schicht aufgrund von besonderen Effekten bei der
anfänglichen Schichtbildung zwei verschiedene Bereiche
ausbilden, ist die Herstellung des Aufzeichnungsmediums
extrem vereinfacht.
Die Schichtdicke δ der erfindungsgemäßen Schicht
liegt insgesamt stets über 0,1 µm. Dann ergibt sich eine
für die gesamte Schicht gemessene große senkrechte
Koerzitivfeldstärke. Es bildet sich der untere Bereich
der Magnetschicht mit leichter Magnetisierungsachse in
Schichtebene und geringer senkrechter Koerzitivfeldstärke
in einer Schichtdicke unter 0,05 µm aus. Am Übergang
zum Bereich mit höherer senkrechter Koerzitivfeldstärke
schließt sich dann ein anomaler Bereich in den Drehmomentkurven
an. Für Schichtdicken bis zu 0,05 µm wurde
ferner in Versuchen bewiesen, daß die Permeabilität dieser
Schicht außerordentlich hoch ist und bei einer Dicke der
Schicht unter 0,05 µm im wesentlichen eine gleichmäßige
Kristallstruktur vorliegt.
Die Magnetisierungs(M-H)-Hystereseschleife für die
Richtung in Schichtebene der gesamten erfindungsgemäßen
Magnetschicht in der Nähe des Ursprungs steigt steil
und anomal an, und es tritt der sogenannte Magnetisierungssprung
auf. In der vorliegenden Anmeldung wird eine
plötzliche Änderung oder steile Neigung in der M-H-
Hystereseschleife in Schichtebene stets als Magnetisierungssprung
bezeichnet, und die Höhe des Magnetisierungssprungs
wird als Magnetisierungssprunggröße bezeichnet.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen angegeben. Im folgenden wird
die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine M-H-Hystereseschleife in Schichtebene
für den Fall, daß eine Magnetschicht entsprechend
einem Ausführungsbeispiel für das in der erfindungsgemäßen
Anordnung benutzte Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium
aus einer Kobalt-Chrom-Niob
(Co-Cr-Nb)-Dünnschicht besteht, die eine Dicke von 0,2 µm
aufweist, wobei ein Magnetfeld von 1,194 × 10³ kA/m
15 kOe) angelegt ist;
Fig. 2 eine M-H-Hystereseschleife in Schichtebene
für den Fall, daß die Magnetschicht entsprechend
dem Ausführungsbeispiel für das in der erfindungsgemäßen
Anordnung benutzte Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium
aus einer Co-Cr-Nb-Dünnschicht besteht, die eine
Dicke von 0,05 µm aufweist, wobei ein Magnetfeld von
1,19 × 10³ kA/m (15kOe) angelegt ist;
Fig. 3 bis 5 jeweils M-H-Hystereseschleifen in
Schichtebene, die dazu dienen, das Auftreten eines Magnetisierungssprunges
zu erklären;
Fig. 6 eine graphische Darstellung, die eine
Koerzitivfeldstärke Hc (//) in Schichtebene, eine senkrechte
Koerzitivfeldstärke Hc (⟂) und eine Magnetisierungssprunggröße
σj für jede Schichtdicke darstellt,
wobei die Schichtdicke der dünnen Co-Cr-Nb-Schicht
durch Änderung der Sputterzeit gesteuert eingestellt
wird;
Fig. 7 eine graphische Darstellung, die eine
Koerzitivfeldstärke Hc (//) in Schichtebene, eine senkrechte
Koerzitivfeldstärke Hc (⟂) und eine Magnetisierungssprunggröße
σj für jede Schichtdicke anzeigt,
wobei die Schichtdicke einer dünnen Schicht aus Kobalt-
Chrom-Tantal (Co-Cr-Ta) durch Änderung der Sputterzeit
gesteuert eingestellt wird;
Fig. 8A bis 8C graphische Darstellungen jeweils
einer Schichtebenen M-H-Hystereseschleife der dünnen
Co-Cr-Nb-Schicht, wobei in diesen Schleifen kein Magnetisierungssprung
auftritt;
Fig. 9 eine graphische Darstellung, die die
Beziehung des Schwingkurvenhalbwertes (ΔR₅₀) der
hcp (002) Ebene jeder dünnen Kobalt-Chrom (Co-Cr)-
Schicht und dünnen Co-Cr-Nb-Schicht in Abhängigkeit
von der jeweiligen Filmdicke zeigt,
Fig. 10A bis 10C graphische Darstellungen, die
jeweils Drehmomentkurven für die dünnen Co-Cr-Schichten
für Schichtdicken von 0,50, 0,20 und 0,05 µm zeigen;
Fig. 11A bis 11C graphische Darstellungen, die
jeweils Drehmomentkurven der dünnen Co-Cr-Nb-Schichten
für entsprechende Schichtdicken von 0,50, 0,18 und
0,05 µm zeigen;
Fig. 12A bis 12E graphische Darstellungen, die
Schichtebenen M-H-Hystereseschleifen von in einer
Tabelle I gezeigten dünnen Schichten darstellen;
Fig. 13 eine graphische Darstellung, die die
Beziehung zwischen der Aufzeichnungswellenlänge und
dem wiedergegebenen Ausgangssignal für den Fall zeigt,
bei dem die Quermagnetisierungsaufzeichnung und
Wiedergabe bezüglich der dünnen Co-Cr-Nb-Schichten
und der dünnen Co-Cr-Schichten durchgeführt werden;
Fig. 14A bis 14C graphische Darstellungen, die
jeweils Schichtebenen M-H-Hystereseschleifen von in Tabelle
II gezeigten dünnen Schichten darstellen;
Fig. 15 eine graphische Darstellung, die die
Beziehung zwischen der Aufzeichnungswellenlänge und
des wiedergegebenen Ausgangssignals für den Fall zeigen,
bei dem die Quermagnetisierungsaufzeichnung und
Wiedergabe bezüglich der dünnen Co-Cr-Nb-Schicht und
der dünnen Co-Cr-Schicht ausgeführt werden,
Fig. 16 und 17 graphische Darstellungen, die
jeweils die Beziehung zwischen der Aufzeichnungswellenlänge
und dem wiedergegebenen Ausgangssignal für
den Fall zeigen, daß die Quermagnetisierungsaufzeichnung
und Wiedergabe bezüglich von in Tabelle III gezeigten
dünnen Schichten ausgeführt werden;
Fig. 18 eine schematische Darstellung zur Erklärung
des Verlaufsmusters der magnetischen Kraftlinien
innerhalb des in der erfindungsgemäßen Anordnung
benutzten Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums, und
zwar von der magnetischen Kraftlinie eines Magnetkopfes
für den Fall, bei dem die Dicke des Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums
klein ist;
Fig. 19 eine schematische Darstellung zur Erklärung
des Verlaufsmusters der magnetischen Kraftlinie
innerhalb des in der erfindungsgemäßen Anordnung benutzten
Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums, und
zwar von der magnetischen Kraftlinie des Magnetkopfes
für den Fall, bei dem die Dicke des Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums
groß ist;
Fig. 20 eine schematische Darstellung zur Erklärung,
daß ein tieferer Bereich des remanenten Magnetfeldes,
das in einer zweiten Kristallschicht grober
Körnung gebildet ist, durch eine erste Kristallschicht
feiner Körnung übertragen wird;
Fig. 21 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen
der Aufzeichnungswellenlänge und dem Wiedergabeausgangssignal
für den Fall zeigt, daß die Quermagnetisierungsaufzeichnung
und Wiedergabe mittels eines
Sendust-(registriertes Warenzeichen)-Ringkopfkernes
bezüglich eines Co-Cr-Nb-Dünnfilmes ausgeführt wird,
in welchem der Magnetisierungssprung auftritt, oder
auch bezüglich des Co-Cr-Dünnfilmes ausgeführt wird;
Fig. 22 ein Diagramm, welches die Beziehung
zwischen der Aufzeichnungswellenlänge und dem Wiederausgangssignal
für den Fall zeigt, daß die Quermagnetisierungsaufzeichnung
und Wiedergabe bezüglich
des Co-Cr-Nb-Dünnfilmes, in welchem der Magnetsprung
auftritt, durch den Sendust-Ringkernkopf und einen
Ferrit-Ringkernkopf ausgeführt wird;
Fig. 23 ein Diagramm, welches die Beziehung
zwischen der Aufzeichnungswellenlänge und dem Wiederausgabeausgangssignal
für den Fall zeigt, daß die Quermagnetisierungsaufzeichnung
und Wiedergabe bezüglich
des Co-Cr-Ta-Dünnfilmes, in dem der Magnetisierungssprung
auftritt, und des Co-Cr-Dünnfilmes mit einem Sendust-
Ringkernkopf durchgeführt wird;
Fig. 24 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen
der Aufzeichnungswellenlänge und dem Wiedergabeausgangssignal
für den Fall zeigt, daß die Quermagnetisierungsaufzeichnung
und Wiedergabe bezüglich des Co-Cr-Ta-Dünnfilmes,
in dem der Magnetisierungssprung auftritt, mit
einem Sendust-Ringkernkopf und dem Ferrit-Ringkernkopf
durchgeführt wird;
Fig. 25A bis 25C schematische Darstellungen, die
zur Erklärung der Aufzeichnungs- und Wiedergabecharakteristiken
für die jeweiligen Kombinationen des Ringkernkopfes
und der verschiedenen Aufzeichnungsmedien dienen;
Fig. 26A bis 26C schematische Darstellungen, die
zur Erklärung der Aufzeichnungs- und Wiedergabecharakteristiken
für entsprechende Kombinationen eines Dünnfilmringkernkopfes
und verschiedene Aufzeichnungsmedien
dienen;
Fig. 27A bis 27C schematische Darstellungen, die
zur Erklärung der Aufzeichnungs- und Wiedergabecharakteristiken
für entsprechende Kombinationen eines einseitigen
Hauptpolkopfes und verschiedener Aufzeichnungsmedien
dienen;
Fig. 28A bis 28C schematische Darstellungen,
die zur Erklärung der Aufzeichnungs- und Wiedergabecharakteristiken
für entsprechende Kombinationen eines
Hilfspolkopfes und verschiedener Aufzeichnungsmedien
dienen;
Fig. 29 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen
der magnetomotorischen Kraft oder magnetischen Spannung
und dem Wiedergabeausgangssignal für entsprechende Aufzeichnungswellenlängen
in der erfindungsgemäßen Quermagnetisierungsaufzeichnungs-
und Wiedergabeanordnung zeigt;
Fig. 30 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen
der magnetomotorischen Kraft und dem Wiedergabeausgangssignal
für entsprechende Aufzeichnungswellenlängen in
der erfindungsgemäßen Quermagnetisierungsaufzeichnungs-
und Wiedergabeanordnung im Vergleich zu einer denkbaren
Quermagnetisierungsaufzeichnungs- und Wiedergabeanordnung
zeigt;
Fig. 31A bis 31C schematische Darstellungen, die
zur Erklärung der Änderungen in dem Bereich dienen, der
zur Quermagnetisierung beiträgt, wenn die magnetomotorische
Kraft des Ringkernkopfes in der denkbaren Quermagnetisierungsaufzeichnungs-
und Wiedergabeanordnung aufeinanderfolgend
erhöht wird; und
Fig. 32A bis 32C schematische Darstellungen, die
zur Erklärung der Änderung in dem Bereich dienen, der zur
Quermagnetisierung beiträgt, wenn die magnetomotorische
Kraft des Ringkernkopfes in der erfindungsgemäßen Quermagnetisierungsaufzeichnungs-
und Wiedergabeanordnung
aufeinanderfolgend vergrößert wird.
Das in der erfindungsgemäßen Anordnung benutzte
Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium (im
folgenden der Einfachheit halber als Aufzeichnungsmedium
bezeichnet) wird hergestellt, indem auf einer
Trägerschicht oder einem Band, das zu einer Basisschicht
ausgebildet wird, ein magnetisches Material, das als
Target benutzt wird, aufgedampft oder gesputtert wird.
Dabei ist die Trägerschicht oder das Band beispielsweise
aus einem Polyimidharz hergestellt, und das magnetische
Material enthält Kobalt (Co), Chrom (Cr) und
zumindest ein Element von Niob (Nb) und Tantal (Ta).
Wenn ein Metall, beispielsweise eine Co-Cr-Legierung
auf eine Basisschicht gesputtert wird, so ist
bekannt, daß die aufgedampfte oder aufgesputterte
Schicht nicht dieselbe Kristallstruktur in senkrechter
Richtung zur Schichtfläche aufweist. Aus verschiedensten
Experimenten und aus Rasterelektronenmikroskopbildern
(SEM), die die Oberfläche darstellen, ist bekannt,
daß eine erste Kristallschicht feiner Körnung
benachbart zu der Basisschicht über eine außerordentlich
kleine Dicke ausgebildet wird und daß eine zweite
Kristallschicht grober Körnung auf dieser ersten Kristallschicht
erzeugt wird. Beispielsweise wird die
Tatsache, daß die erste Kristallschicht im Bodenbereich
des aufgedampften Filmes keine gut definierte
säulenförmige Struktur aufweist, während die zweite
Kristallschicht, die auf dieser ersten Kristallschicht
ausgebildet ist, eine gut definierte und ausgebildete
Säulenstruktur aufweist, von Edward R. Wuori und
Professor J. H. Judy im "Initial Layer effects in Co-Cr
films", IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, Vol. MAG-20,
No. 5, September 1984, Seiten 774-775 und von William
G. Haines, "VSM Profiling of CoCr Films: A New Analytically
Technique", IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS,
Vol. MAG-20, No. 5, September 1984, Seiten 812-814
beschrieben.
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung schenkten
den oben beschriebenen Punkten ihre Aufmerksamkeit und
dampften verschiedene Metalle auf, die eine Co-Cr-Legierung
als Basisschicht aufwiesen und denen jeweils
ein drittes Element hinzugefügt war. Dann wurden die
physikalischen Eigenschaften der ersten Kristallschicht
feiner Körnung, die sich im Bodenbereich des aufgedampften
Metallfilmes gebildet hatte, und die zweite
Kristallschicht grober Körnung, die sich auf dieser
ersten Kristallschicht gebildet hatte, für jede der
verschiedenen aufgedampften Metallfilme und Schichten
untersucht. Es ergab sich bei diesen Untersuchungen
als Ergebnis, daß bei Hinzufügen von Nb oder Ta als
drittes Element zu dem Metall die senkrechte Koerzitivfeldstärke
oder Koerzitivkraft der ersten Kristallschicht
außerordentlich klein im Vergleich zu der senkrechten
Koerzitivfeldstärke der zweiten Kristallschicht
war. Die erfindungsgemäße Anordnung zeichnet sich dadurch
aus, daß die erste Kristallschicht mit der geringen
senkrechten Koerzitivfeldstärke als Schicht hoher Permeabilität
benutzt wird und daß die zweite Kristallschicht
mit großer senkrechter Koerzitivfeldstärke als
eine Quermagnetisierungsschicht oder Senkrechtmagnetisierungsschicht
des benutzten Aufzeichnungsmediums
verwendet wird und daß ein Ringkernkopf als Magnetkopf
benutzt wird.
Im folgenden werden die experimentellen Ergebnisse,
die bei der Messung der Koerzitivfeldstärken von der
ersten und zweiten Kristallschicht, die sich bei der
Besputterung oder Bedampfung der Basisschicht ergaben,
beschrieben. Hierzu wurde eine dünne Schicht aus Co-Cr-
Nb oder aus Co-Cr-Ta (im folgenden der Einfachheit halber
als Dünnschicht bezeichnet) durch ein Sputterverfahren
auf einer Basisschicht unter folgenden Bedingungen
aufgebracht:
- (1) Sputtergerät:
RF Magnetronsputtergerät, - (2) Sputterverfahren:
Kontinuierliches Besputtern bei einem anfänglichen Verdichtungsdruck von 1,33 × 10-4 Pa (1 × 10-6 Torr) und Zuführen von Argon (Ar)-Gas, bis der Druck 0,133 Pa (1 × 10-3 Torr) erreicht. - (3) Basisschicht:
Eine Polyimidkunstharzschicht mit einer Dicke von 20 µm. - (4) Target:
Ein zusammengesetztes Target, das durch Plazieren kleiner Stücke von Nb oder Ta auf der Co-Cr-Legierung gewonnen wird. - (5) Abstand zwischen Target und Basisschicht:
110 mm.
Die magnetischen Eigenschaften der dünnen Filme
wurden mit Hilfe eines schwingenden Abtastmagnetometers
gemessen, das von Riken Denshi in Japan hergestellt wird,
wobei die Zusammensetzung des dünnen Filmes mit Hilfe
eines Energiedispersions-Mikroanalysators gemessen wurde,
der von KEVEX in den Vereinigten Staaten hergestellt
wird. Ferner wurde die Kristallorientierung der dünnen
Filme durch einen X-Strahlanalysator gemessen, der von
Rigaku Denki in Japan hergestellt wird.
Die Fig. 1 zeigt eine M-H-Hystereseschleife in
Schichtebene oder auch Schichtebenen-M-H-Hystereseschleife
für den Fall, bei dem ein Magnetfeld von 1,194 ×
10³ kA/m (15 kOe) an ein Aufzeichnungsmedium gelegt wird,
welches hergestellt wird, indem Nb als drittes Element
Co-Cr hinzugefügt wird (das gleiche Phänomen ergibt sich,
wenn Nb mit einer Verteilung von 2 bis 10 Atomgewichtsprozent
hinzugefügt wird) und diese Co-Cr-Nb-Mischung
auf der Polyimidkunstharzbasisschicht mit einer Schichtdicke
von 0,2 µm aufgedampft wird. Wie aus der Fig. 1
hervorgeht, steigt die Schichtebenen-M-H-Hystereseschleife
steil und anormal in der Nähe des Ursprungs
an, wie dies durch einen Pfeil A angezeigt ist, und es
tritt der sogenannte Magnetisierungssprung (im folgenden
der Einfachheit halber als Sprung bezeichnet) auf.
Geht man davon aus, daß ein gleichförmiges Kristallwachstum
konstantermaßen auftritt, wenn Co-Cr-Nb auf
der Basisschicht zur Bildung der Co-Cr-Nb-Dünnschicht
aufgedampft wird, so würde der in Fig. 1 gezeigte
Sprung nicht auftreten. Es kann folglich hieraus hypothetisch
geschlossen werden, daß mehrere Kristallschichten
verschiedener magnetischer Eigenschaften innerhalb
der Co-Cr-Nb-Dünnschicht nebeneinander vorliegen.
Die Fig. 2 zeigt eine Schichtebenen-M-H-Hystereseschleife
für den Fall, bei dem ein Magnetfeld von
1,194 × 10³ kA/m (15 kOe) an ein Aufzeichnungsmedium
gelegt wird, das gewonnen wird, indem die Co-Cr-Nb-
Mischung auf der Polyimidkunstharzbasisschicht mit
einer Schichtdicke von 0,05 µm bei gleichen Besputterungsbedingungen
aufgedampft wird. Entgegen dem in
Fig. 1 gezeigten Fall, tritt in der Hystereseschleife
aus Fig. 2 kein Sprung auf. Folglich ergibt sich, daß
der Co-Cr-Nb-Dünnfilm mit einer Dicke im Bereich von
0,05 µm im wesentlichen durch eine gleichmäßige Kristallschicht
gebildet ist. Außerdem kann der Fig. 2
entnommen werden, daß eine Schichtebenen-Koerzitivfeldstärke
Hc (//) (im folgenden der Einfachheit halber
als Koerzitivfeldstärke Hc (//) bezeichnet, im Fall,
bei dem die Filmdicke im Bereich von 0,05 µm liegt,
außerordentlich klein ist und daher die Schichtebenen-
Permeabilität außerordentlich hoch ist. Es ergibt sich
hieraus, daß die Koerzitivfeldstärke Hc (//) einer Anfangsschicht,
die im Anfangsstadium in unmittelbarer
Nähe auf der Basisschicht bei der Bedampfung wächst,
klein ist, und diese Anfangsschicht kann als die erste
Kristallschicht feiner Körnung (im folgenden der Einfachheit
halber als erste Kristallschicht bezeichnet)
betrachtet werden, wobei diese Tatsache durch SEM-
Bilder bestätigt wird, wie weiter oben erläutert ist.
Eine Schicht, die auf dieser Anfangsschicht aufwächst,
weist eine Koerzitivfeldstärke Hc (//) auf, die größer
als die Koerzitivfeldstärke Hc (//) der Anfangsschicht
ist, und diese Schicht kann als die zweite Kristallschicht
grober Körnung (im folgenden der Einfachheit
halber als zweite Kristallschicht bezeichnet) betrachtet
werden, wobei diese Tatsache ebenfalls durch die
SEM-Bilder belegt ist.
Im folgenden wird nun an Hand der Fig. 3 bis 5
begründet, warum der Sprung in dem dünnen Co-Cr-Nb-
Film auftritt, in dem die erste und zweite Kristallschicht
koexistieren. Es soll an dieser Stelle darauf
hingewiesen werden, daß dieser Sprung nicht für alle
Co-Cr-Nb-Dünnfilme der verschiedenen Zusammensetzungen
und bei verschiedenen Sputterbedingungen auftritt, wie
weiter unten näher erläutert werden wird. Wird der
Co-Cr-Nb-Dünnfilm bei vorbestimmten Sputterbedingungen
ausgebildet und die Schichtebenen-M-H-Hystereseschleife
für diesen Dünnfilm aus der Messung gewonnen, so weist
diese Hystereseschleife in der Nähe des Ursprungs einen
in Fig. 3 gezeigten steilen Anstieg auf, und der Sprung
tritt auf. Eine in Fig. 4 gezeigte Schichtebenen-M-H-
Hystereseschleife für einen Dünnfilm, der nur aus der
ersten Kristallschicht besteht, kann aus der Messung
gewonnen werden, indem ein dünner Film mit einer kleinen
Filmdicke hergestellt wird. Die zweite Kristallschicht
kann als eine Schicht mit gleichmäßiger Kristallstruktur
betrachtet werden, und darüber hinaus kann die
Schichtebenen-M-H-Hystereseschleife aus Fig. 3 als
eine Zusammensetzung der Schichtebenen-M-H-Hystereseschleife
der ersten Kristallschicht und einer Schichtebenen-
M-H-Hystereseschleife der zweiten Kristallschicht
angesehen werden. Folglich kann die Schichtebenen-
M-H-Hystereseschleife der zweiten Kristallschicht
mit einer glatten, in Fig. 5 gezeigten Hystereseschleife
gleichgesetzt werden, wobei in dieser Hystereseschleife
die Koerzitivfeldstärke Hc (//) größer ist als die der
ersten Kristallschicht und in dieser Hystereseschleife
kein Sprung auftritt. Mit anderen Worten zeigt die Existenz
des Sprunges in Fig. 3 an, daß beide Schichten,
die unterschiedliche magnetische Eigenschaften aufweisen,
in demselben Dünnfilm gemeinsam vorliegen. Aus
diesem Grund ist es auch verständlich, daß die beiden
Schichten mit verschiedenen magnetischen Eigenschaften
auch im Fall des Co-Cr-Nb-Dünnfilms gemeinsam vorliegen,
der die in Fig. 1 gezeigte Schichtebenen-M-H-
Hystereseschleife aufweist. Die Koerzitivfeldstärke
der zweiten Kristallschicht kann aus einer Hystereseschleife
gewonnen werden, die man erhält, indem man
die Schichtebenen-M-H-Hystereseschleife des Co-Cr-Nb-
Dünnfilms, der nur aus der ersten Kristallschicht besteht,
von der Schichtebenen-M-H-Hystereseschleife des
Co-Cr-Nb-Dünnfilms subtrahiert, in dem die erste und
die zweite Kristallschicht koexistieren. Die experimentellen
Ergebnisse belegen, daß zwei Schichten mit
verschiedenen magnetischen Eigenschaften in dem Co-Cr-Nb-
Dünnfilm koexistieren, wenn die Schichtebenen-M-H-
Hystereseschleife des Co-Cr-Nb-Dünnfilms einen steilen
Anstieg in der Nähe des Ursprungs aufweist und der
Sprung auftritt.
Im folgenden werden die magnetischen Eigenschaften
der beiden Schichten beschrieben, die den Co-Cr-Nb-
Dünnfilm bilden, welcher auf die Basisschicht aufgedampft
ist, wobei die Beschreibung der magnetischen Eigenschaften
in Abhängigkeit von der Filmdicke an Hand der Fig. 6
näher erläutert wird. Fig. 6 ist eine graphische Darstellung,
die die Koerzitivfeldstärke Hc (//), eine senkrechte
Koerzitivfeldstärke Hc (⟂) (im folgenden der
Einfachheit halber als Koerzitivfeldstärke Hc (⟂) bezeichnet)
und eine Magnetisierungssprunggröße (im
folgenden der Einfachheit halber als Sprunggröße bezeichnet)
σj für alle Filmdicken angibt, die durch gesteuerte
Variation der Sputterzeiten des Co-Cr-Nb-Dünnfilms
eingestellt werden.
Dabei ist die Koerzitivfeldstärke Hc (//) für Filmdicken
unter 0,15 µm kleiner als 1,433 × 10⁴ A/m
(180 Oe), und es kann davon ausgegangen werden, daß
die Schichtebenen-Permeabilität groß ist. Weiterhin
ist aus der Fig. 6 entnehmbar, daß die Koerzitivfeldstärke
Hc (//) sich auch dann nicht merklich ändert, wenn
die Filmdicke vergrößert wird. Demgegenüber steigt die
Sprunggröße σj bei einer Filmdicke von angenähert 0,075 µm
steil an und beschreibt für Dicken über 0,05 µm eine
nach oben hin offene Parabel. Weiterhin steigt die Koerzitivfeldstärke
Hc (⟂) bei Filmdicken vn 0,05 bis
0,15 µm von 180 Oe steil an und beträgt bei Filmdicken
über 0,15 µm mehr als 7,163 × 10⁴ A/m (900 Oe).
Aus den obigen Ergebnissen resultiert, daß zwischen der
ersten und zweiten Kristallschicht bei einer Filmdicke
von angenähert 0,05 bis 0,15 µm eine Grenze vorliegt.
Mit anderen Worten sind die Koerzitivfeldstärken Hc (//)
und Hc (⟂) der ersten Kristallschicht bei den Filmdicken
unter 0,05 µm beide unterhalb 1,433 × 10⁴ A/m (180 Oe)
und klein, während die Koerzitivfeldstärke Hc (//) der
zweiten Kristallschicht bei Filmdicken über 0,15 µm
unter ungefähr 1,433 × 10⁴ A/m liegt und klein ist und
die Koerzitivfeldstärke Hc (⟂) dieser zweiten Schichtdicke
über 7,163 × 10⁴ A/m (900 Oe) liegt und groß ist.
Daher ist die zweite Kristallschicht eine Schicht hoher
Koerzitivfeldstärke, die für die Quermagnetisierungsaufzeichnung
und Wiedergabe geeignet ist. Bei solchen
Filmdicken, bei denen dieser Sprung nicht auftritt,
betragen die Koerzitivfeldstärken Hc (//) und Hc (⟂)
beide weniger als 1,433 × 10⁴ A/m (180 Oe) und sind
gering. Jedoch nimmt bei einer derart großen Filmdicke,
bei der der Sprung auftritt, die Koerzitivfeldstärke
Hc (⟂) stark zu. Folglich zeigt auch dieser Gesichtspunkt,
daß die Co-Cr-Nb-Dünnfilmschicht aus zwei Schichten
mit verschiedenen magnetischen Eigenschaften besteht,
wenn der Sprung auftritt. Entsprechend den von
den vorliegenden Erfindern ausgeführten Experimenten
ergab sich, wenn die Zusammensetzung und/oder die
Sputterbedingungen geringfügig geändert wurden, daß
eine geringfügige Änderung in der Filmdicke, bei der
die Sprunggröße σj und die Koerzitivfeldstärke Hc (⟂)
jeweils steil ansteigen, auftritt. Diese geringfügige
Änderung in dieser Filmdicke tritt innerhalb des Bereiches
von 0,05 bis 0,15 µm auf. Das bedeutet, daß
davon ausgegangen werden kann, daß der Sprung auftritt,
wenn die erste Kristallschicht eine Dicke im
Bereich von 0,05 bis 0,15 µm aufweist.
Im folgenden werden die Ergebnisse, die in Fig. 7
dargestellt sind, näher erläutert, die ähnliche Experimente
zeigen, die für den Fall durchgeführt wurden,
daß Tantal (Ta) dem Co-Cr als drittes Element hinzugefügt
wurde. (Dabei traten die gleichen Phänomene
auf, wenn das Ta in einem Bereich von 2 bis 10 Atomgewichts-%
hinzugefügt wurde). Wiederum wurde die Co-Cr-Ta-Mischung
mit verschiedenen Filmdicken auf der Polyimidkunstharzbasisschicht
aufgedampft. Die Fig. 7 zeigt
eine graphische Darstellung, in der die Koerzitivfeldstärke
Hc (//), die senkrechte Koerzitivfeldstärke
Hc (⟂) und die Sprunggröße σj für alle Filmdicken
dargestellt sind, die durch eine gesteuerte Änderung
der Besputterungszeit für die Co-Cr-Ta-Schicht eingestellt
wurden. Es ergaben sich bei dem Hinzufügen des
Ta zu dem Co-Cr ähnliche Ergebnisse wie im Fall, bei
dem das Nb zu dem Co-Cr hinzugefügt wurde. Aus der
Fig. 7 geht hervor, daß die Grenze zwischen der ersten
und zweiten Kristallschicht bei Filmdicken von 0,05
bis 0,15 µm vorkommt. Bei Filmdicken unterhalb 0,05 µm
sind in der ersten Kristallschicht sowohl die Koerzitivfeldstärke
Hc (//) und Hc (⟂) unterhalb 1,353 ×
10⁴ A/m (170 Oe) und klein, so daß eine Schicht
geringer Koerzitivfeldstärke bei Filmdicken unterhalb
von 0,05 µm vorliegt. Andererseits ist bei Filmdicken
über 0,075 µm, d. h. in der zweiten Kristallschicht,
die Koerzitivfeldstärke Hc (//) gering, und die Koerzitivfeldstärke
Hc (⟂) steigt von 1,592 × 10⁴ A/m bis
auf 5,969 × 10⁴ A/m (200 Oe bis auf über 750 Oe) in
dem Bereich der Filmdicken an, in denen der Sprung
auftritt. Anschließend nimmt die Koerzitivfeldstärke
Hc (⟂) der zweiten Schicht allmählich mit der Filmdicke
zu. Mit anderen Worten liegt eine Schicht hoher
Koerzitivfeldstärke bei Filmdicken von über 0,075 µm
vor.
Zu den zuvor beschriebenen Experimenten muß erwähnt
werden, daß der Sprung nicht auftritt, wenn die
Sputterbedingung und die Menge des hinzugefügten Nb
oder Ta (2 bis 10 Atomgewichtsprozent im Fall des Nb
und 1 bis 10 Atomgewichtsprozent im Fall des Ta) von
den zuvor erwähnten Werten abweichen. Jedoch werden
die erste und zweite Kristallschicht innerhalb des
Co-Cr-Nb-Dünnfilms und des Co-Cr-Ta-Dünnfilms, in
dem kein Sprung auftritt, auch ausgebildet, wie insbesondere
aus den am Anfang der Figurenbeschreibung
zitierten Schriften hervorgeht. Ein Beispiel für eine
Schichtebenen M-H-Hystereseschleife des Co-Cr-Nb-Dünnfilms,
in dem kein Sprung auftritt, wird an Hand der
Fig. 8A bis 8C erläutert. Die Fig. 8A zeigt eine
Schichtebenen M-H-Hystereseschleife sowohl für die erste
als auch für die zweite Schicht, die Fig. 8B zeigt
eine Schichtebenen M-H-Hystereseschleife nur für die
erste Kristallschicht und die Fig. 8C zeigt eine Schichtebenen
M-H-Hystereseschleife nur für die zweite Kristallschicht.
Aus den Fig. 8A bis 8C geht hervor, daß die
remanente Magnetisierung in Schichtebene MrB (//) der
ersten Kristallschicht größer als die remanente Magnetisierung
in Schichtebene MrC der zweiten Kristallschicht
ist. Ferner ist die remanente Magnetisierung in
Schichtebene MrA (//) von beiden zusammen, der ersten
und der zweiten Kristallschicht, im Vergleich zu der
remanenten Magnetisierung in Schichtebene MrC (//) der
zweiten Kristallschicht ungünstig, so daß die anisotrope
magnetische Feldstärke Mk klein ist. Darüber hinaus ist
bekannt, daß die Orientierung der ersten Kristallschicht
schlecht ist (der ΔR₅₀-Wert ist groß), und die erste
Kristallschicht ist für die senkrechte Magnetisierungsaufzeichnung
oder die Quermagnetisierungsaufzeichnung
ungeeignet.
Fig. 9 zeigt eine graphische Darstellung, die die
Beziehung des Schwingkurvenhalbwerts, d. h. der Halbwertsbreite
der vom Analysator gelieferten Kurve, (ΔR₅₀) der
hcp (002)-Ebene (hexagonal closed packed) jeweils für
einen Kobalt-Chrom (Co-Cr)-Dünnfilm (Zusammensetzung
von Co₈₁Cr₁₉ Atomgewichtsprozent und den Co-Cr-Nb-Dünnfilm in Abhängigkeit
von den Filmdicken darstellt. Der Co-Cr-Dünnfilm
ist, abgesehen von der unter (4) beschriebenen Bedingung,
bei denselben Sputterbedingungen hergestellt, wie
diese weiter oben beschrieben wurden. In diesem Fall
wurde die Co-Cr-Legierung allein als Target benutzt.
Aus der Fig. 9 geht hervor, daß die Orientierung des
Co-Cr-Nb-Dünnfilms im Anfangsstadium der Filmformation
außerordentlich schlecht ist, während die Orientierung
des Co-Cr-Dünnfilms im Anfangsstadium der Filmformation
zufriedenstellend ist. Jedoch verbessert sich die Orientierung
des Co-Cr-Nb-Dünnfilms rapide mit zunehmender
Filmdicke. Insbesondere ist die Orientierung des
Co-Cr-Nb-Dünnfilmes bei Filmdicken über ungefähr 0,15 µm
zufriedenstellender und besser als die des Co-Cr-Dünnfilmes.
Mit anderen Worten ist die Orientierung des
Co-Cr-Nb-Dünnfilmes im Anfangsstadium der Filmformation
schlecht, d. h. während der Ausbildung der ersten Kristallschicht,
jedoch verbessern sich die Orientierungen
des Co-Cr-Nb-Dünnfilmes schlagartig, wenn die Filmdicke
über 0,15 µm zunimmt, wenn die zweite Kristallschicht
gebildet wird. Folglich ist verständlich, daß
in dem Fall des Co-Cr-Nb-Dünnfilmes zwei Schichten mit
verschiedenen magnetischen Eigenschaften in Abhängigkeit
von der Filmdicke gebildet werden, und daß die
Orientierung der zweiten Kristallschicht zufriedenstellender
und besser als die des Co-Cr-Dünnfilmes
ist.
Im folgenden wird der Co-Cr-Nb-Dünnfilm im Hinblick
auf die magnetische Anisotropie untersucht. Die
Fig. 10A bis 10C zeigen graphische Darstellungen, in
denen jeweils Drehmomentkurven des Co-Cr-Dünnfilmes
in Abhängigkeit von Filmdicken 0,50, 0,20 und 0,05 µm
gezeigt sind. Die Fig. 11A bis 11C zeigen graphische
Darstellungen, in denen Drehmomentkurven des Co-Cr-Nb-
Dünnfilmes jeweils entsprechend für Filmdicken von 0,50,
0,18 und 0,05 µm gezeigt sind. In den graphischen Darstellungen
der Fig. 10 und 11 ist auf der Abszisse
jeweils der Winkel R abgetragen, der zwischen der Filmoberflächennormalen
und dem angelegten magnetischen
Feld vorliegt. Auf der Ordinate ist das Drehmoment abgetragen
und das an den Dünnfilm angelegte Magnetfeld
beträgt 795,9 kA/m (10 kOe). Darüber hinaus weisen die
Co-Cr-Dünnfilme und die Co-Cr-Nb-Dünnfilme jeweils
die Zusammensetzung von entsprechend Co₈₁CR₁₉ Atomgewichtsprozent und
Co77,9Cr16,0Nb6,1 Atomgewichtsprozent sowie die Sättigungsmagnetisierung
Ms von 400 emu/cc und 350 emu/cc (4,0 × 10⁵ A/m
und 3,5 × 10⁵ A/m) auf.
Im Fall des in Fig. 10A bis 10C dargestellten
Co-Cr-Dünnfilms ist die Polarität der Drehmomentkurven
für alle drei Filme dieselbe, und die Achse
der leichten Magnetisierung ist senkrecht zur Filmoberfläche.
Im Fall des Co-Cr-Nb-Dünnfilms in den
Fig. 11A und 11B mit den jeweiligen Filmdicken 0,50
und 0,18 µm ist die Polarität der Drehmomentkurven
dieselbe für diese beiden Dünnfilme, und die Achse
der leichten Magnetisierung ist senkrecht zu der
Filmoberfläche. Jedoch ist im Fall des Co-Cr-Nb-Dünnfilms
mit der Filmdicke von 0,05 µm (Fig. 11C) die
Polarität der Drehmomentkurve zu der Polarität der
Drehmomentkurven der anderen beiden Filmdicken entgegengesetzt,
und die Achse der leichten Magnetisierung
ist in Schichtebene des Dünnfilmes. Wie weiter
oben schon beschrieben wurde, kann davon ausgegangen
werden, daß nur die erste Kristallschicht ausgebildet
ist, wenn der Co-Cr-Nb-Dünnfilm mit einer Filmdicke
von 0,05 µm hergestellt wird. Dabei ist die Achse der
leichten Magnetisierung der ersten Kristallschicht
in Schichtebene dieser ersten Kristallschicht. Mit
wachsender Filmdicke wird die Achse der leichten Magnetisierung
senkrecht zur Filmoberfläche, und es kann
davon ausgegangen werden, daß die zweite Kristallschicht
eine starke Achse der leichten Magnetisierung aufweist,
die senkrecht zu der Filmoberfläche ist. Ferner sei
erwähnt, daß in den Drehmomentkurven des Co-Cr-Nb-
Dünnfilmes mit den Filmdicken von mehr als 0,05 µm
anormale Bereiche auftreten, die in den Fig. 11A und
11B durch die Pfeile B angezeigt sind. Es kann davon
ausgegangen werden, daß diese anormalen Bereiche in
den Drehmomentkurven aufgrund der magnetischen Eigenschaften
der ersten Kristallschicht auftreten. Das
bedeutet, daß bei anwachsender Dicke des dünnen Films
über einen vorbestimmten Wert die zweite Kristallschicht,
die eine Achse der leichten Magnetisierung senkrecht zu
der Filmoberfläche aufweist, auf der leichten Kristallschicht
gebildet wird, welche eine leichte Magnetisierungsachse
in Schichtebene der ersten Kristallschicht
aufweist. Es kann hieraus geschlossen werden, daß die
erste und zweite Kristallschicht mit den verschiedenen
magnetischen Eigenschaften sich gegenseitig beeinflussen,
so daß die anormalen Bereiche in den Drehmomentkurven
des als ganzes gemessenen Dünnfilms auftreten.
Somit ist auch an Hand der Drehmomentkurven
belegt, daß in dem einzigen Co-Cr-Nb-Dünnfilm zwei
Schichten mit verschiedenen magnetischen Eigenschaften
koexistieren.
Werden der Co-Cr-Nb- oder Co-Cr-Ta-Dünnfilm, der
durch die erste und zweite Kristallschicht gebildet
ist, als magnetische Schicht des Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums
benutzt und wird versucht, den
gesamten dünnen Film in Richtung senkrecht zur Filmoberfläche
entsprechend dem üblichen Konzept zu magnetisieren,
so liegt durch die Existenz der ersten
Kristallschicht ein außerordentlich ungünstiger primärer
Faktor für die senkrechte Magnetisierung vor.
Daher ist die Existenz der ersten Kristallschicht für
beide Fälle, d. h. für Anordnungen mit und ohne Sprung,
ein ungünstiger primärer Faktor. Tritt der oben beschriebene
Sprung auf, so sind die Koerzitivfeldstärken
Hc (//) und Hc (⟂) der ersten Kristallschicht
außerordentlich klein, und es kann davon ausgegangen
werden, daß in der ersten Kristallschicht scheinbar
keine senkrechte Magnetisierung vorhanden ist. Tritt
auf der anderen Seite kein Sprung auf, so ist die
Koerzitivfeldstärke Hc (//) der ersten Kristallschicht
größer als im Fall, bei dem der Sprung auftritt, jedoch
ist die Koerzitivfeldstärke Hc (⟂) der ersten
Kristallschicht unzureichend für die Realisierung
einer senkrechten Magnetisierungsaufzeichnung. Folglich
muß geschlossen werden, daß es unmöglich ist, eine
zufriedenstellende senkrechte Magnetisierungsaufzeichnung
auszuführen. Entsprechend kann auch bei
Durchführung der Magnetisierung in der senkrechten
Richtung zur Filmoberfläche scheinbar keine senkrechte
Magnetisierung oder Quermagnetisierung in der ersten
Kristallschicht auftreten. Infolgedessen ist die Wirksamkeit
und Effizienz der senkrechten Magnetisierung
der dünnen Schicht insgesamt verschlechtert. Eine solche
Verschlechterung in der Effizienz der Quermagnetisierung
ist insbesondere bei Benutzung von Magnetköpfen,
wie beispielsweise dem Ringmagnetkopf, zu beobachten,
der ein Magnetfeld erzeugt, das beträchtliche Komponenten
in der Schichtebeneneinrichtung einschließt. Wird
darüber hinaus die Filmdicke mit in Betracht gezogen,
so beträgt die Dicke der ersten Kristallschicht weniger
als 0,15 µm und ist angenähert konstant und unabhängig
von der Filmdicke des gesamten dünnen Films. Wird
folglich die Filmdicke des Dünnfilms vermindert, um
die Flexibilität des Aufzeichnungsmediums nicht einzubüßen,
so nimmt die relative Dicke der ersten Kristallschicht
bezüglich der Filmdicke des gesamten Dünnfilmes
zu, und die senkrechte Magnetisierungscharakteristik
oder Quermagnetisierungscharakteristik wird
weiterhin verschlechtert.
Jedoch fanden die Erfinder der vorliegenden Anmeldung
heraus, daß die erste Kristallschicht eine
solche magnetische Charakteristik hat, daß die Koerzitivfeldstärke
Hc (//) gering ist und die Permeabilität
relativ hoch ist, so daß die magnetische Eigenschaft
der ersten Kristallschicht ähnlich der einer Schicht
hoher Permeabilität (beispielsweise einem Fe-Ni-Dünnfilm)
ist, die zwischen der Basisschicht und dem Co-Cr-
Dünnfilm des gebräuchlichen Aufzeichnungsmediums vorgesehen
ist. Folglich kann die erste Kristallschicht
mit geringer Koerzitivfeldstärke Hc (//) als Schicht
hoher Permeabilität benutzt werden, und die zweite
Kristallschicht mit großer Koerzitivfeldstärke Hc (⟂)
kann als die senkrechte Magnetisierungsschicht oder
Quermagnetisierungsschicht benutzt werden. Daher kann
das Aufzeichnungsmedium mit einem einzigen Dünnfilm,
der auf der ersten und zweiten Kristallschicht aufgebaut
ist, als Film gelten, der dieselben Funktionen
wie ein gebräuchliches Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium
aufweist, das eine Doppelfilmanordnung
oder Doppelschichtanordnung aufweist.
Im folgenden wird beschrieben, wie sich die magnetischen
Eigenschaften ändern und die Wiedergabeausgangssignale
unterscheiden, wenn die Zusammensetzung
und die Dicke des Co-Cr-Nb-Dünnfilmes und des Co-Cr-Ta-
Dünnfilmes geändert werden. Die Beschreibung erfolgt
an Hand der Tabellen I bis III und der Fig. 12A bis 17.
Die Tabelle I zeigt verschiedene magnetische Eigenschaften
für Fälle bei denen die Zusammensetzung und
die Filmdicken des Co-Cr-Dünnfilmes und des Co-Cr-Nb-
Dünnfilmes geändert sind. Die Fig. 12A bis 12E sind
graphische Darstellungen, die die Schichtebenen M-H-
Hystereseschleifen des dünnen Filmes aus Tabelle I
darstellen. In der Tabelle I gibt δ die Filmdicke an,
Ms die Sättigungsmagnetisierung, Hc (⟂) die senkrechte
Magnetisierung Hc (//) die Schichtebenenmagnetisierung,
Mr (//)/Ms das Schichtebenenrechteckigkeitsverhältnis
und Mr (//) die remanente Magnetisierung des Dünnfilms
in Schichtebene. In der letzten Spalte gibt Hk die
senkrechte anisotrope magnetische Feldstärke an.
Aus den Fig. 12A bis 12E und der Tabelle kann
geschlossen werden, daß auch dann, wenn das Nb als
drittes Element dem Co-Cr hinzugefügt wird, die Koerzitivfeldstärke
Hc (⟂), die zur senkrechten Magnetisierung
beiträgt, groß ist, wenn der Sprung auftritt,
wie dies durch die Pfeile C und D in den Fig.
12A und 12D angezeigt ist. Jedoch ist die Koerzitivfeldstärke
Hc (⟂) klein, wenn der Sprung nicht auftritt.
Tritt der Sprung auf, so ist darüber hinaus
die Koerzitivfeldstärke Hc (//) der ersten Kristallschicht
geringer als angenähert 1,433 × 10⁴ A/m
(180 Oe), die Koerzitivfeldstärke Hc (⟂) der zweiten
Schicht ist angenähert größer als 1,592 × 10⁴ A/m
(200 Oe), die senkrechte Anisotropiemagnetfeldstärke
Hk ist klein, und das Schichtebenenrechteckigkeitsverhältnis
Mr (//) ist im Vergleich zu dem des
Co-Cr-Dünnfilmes groß, der angenähert dieselbe Filmdicke
aufweist. Das Schichtebenenrechteckigkeitsverhältnis
Mr (//)/Ms nimmt allmählich von einer unteren
Grenze 0,2 mit abnehmender Filmdicke δ zu. Mit anderen
Worten tritt der Sprung auf, wenn das Schichtebenenrechteckigkeitsverhältnis
Mr (//)/Ms des magnetischen Dünnfilmes insgesamt über 0,2 ist. Eine solche
Eigenschaft wurde bislang allgemein als eine ungünstige
Bedingung bewertet, wenn der Ringkern mit einer
großen magnetischen Flußverteilung als Magnetkopf benutzt
wurde. Wird jedoch die Wiedergabeausgangscharakteristik
in Abhängigkeit von der Aufzeichnungswellenlänge
von diesem Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium
mit Co-Cr-Nb-Dünnfilm an Hand der Fig. 13 untersucht,
so geht aus dieser Figur hervor, daß das Wiedergabeausgangssignal,
welches mit dem Co-Cr-Nb-Dünnfilm,
in dem der Sprung auftritt, erhalten wird,
zufriedenstellender als das Wiedergabeausgangssignal
ist, welches mit einem Co-Cr-Nb-Dünnfilm, bei dem
kein Sprung auftritt, gewonnen wird. Insbesondere ist
das Wiedergabeausgangssignal in dem Bereich, in dem
die Aufzeichnungswellenlänge kurz ist, besser und
zufriedenstellend. Im Bereich kurzer Wellenlängen,
d. h. im Bereich, in dem die Aufzeichnungswellenlänge
im Bereich von 0,2 bis 1,0 µm liegt, nimmt das
Wiederausgangssignal für den Co-Cr-Dünnfilm und
auch für den Co-Cr-Nb-Dünnfilm, in dem kein Sprung
auftritt, zu. Jedoch ist in dem Fall des Co-Cr-Nb-
Dünnfilmes, in dem der Sprung auftritt, die Rate, mit
der das Wiedergabeausgangssignal zunimmt, größer als
die Rate, mit der das Wiedergabeausgangssignal im
Fall der Dünnfilme mit den zuvor beschriebenen Filmdicken
zunimmt. Es kann gefolgert werden, daß der
Co-Cr-Nb-Dünnfilm, in dem der Sprung auftritt, insbesondere
für die Quermagnetisierung mit kurzer Aufzeichnungswellenlänge
geeignet ist. Der Verlauf des
Wiedergabeausgangssignals ist eine im kurzen Wellenlängenbereich
nach unten offene Parabel, jedoch ist
im Fall des Co-Cr-Nb-Dünnfilms, bei dem der Sprung
auftritt, das Wiederausgabeausgangssignal größer als
diejenigen, die mit dem Co-Cr-Dünnfilm und dem
Co-Cr-Nb-Dünnfilm gewonnen werden, bei denen kein
Sprung auftritt, wobei das Ausgangssignal im ganzen
Wellenlängenbereich größer ist.
Ähnliche Ergebnisse wie im Fall des beschriebenen
Co-Cr-Nb-Dünnfilmes wurden auch für den Co-Cr-Ta-Dünnfilm
erhalten. Die Tabelle II zeigt verschiedene magnetische
Eigenschaften für Fälle, bei denen die Filmdicke
des Co-Cr-Dünnfilmes und des Co-Cr-Ta-Dünnfilmes
geändert wurden. Die Tabelle II weist dieselben Bezeichnungen
wie die Tabelle I auf. Die Fig. 14A bis
14E zeigen entsprechend die graphischen Darstellungen
der Schichtebenen M-H-Hystereseschleifen für die in
Tabelle II aufgeführten Dünnfilme. Die Fig. 15 zeigt
den Verlauf des wiedergegebenen Ausgangssignals in Abhängigkeit
von der Aufzeichnungswellenlänge für das
Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium mit dem Co-Cr-Ta-
Dünnfilm.
Wie bereits beschrieben wurde, kann davon ausge
gangen werden, daß die Verbesserung in der Wiederga
beausgangscharakteristik im kurzen Wellenlängenbereich
aufgrund des Sprungs auftritt. Die Koerzitivffeldstär
ke Hc (//) der ersten Kristallschicht im Magnetfilm,
in dem der Sprung auftritt, ist geringer als die Ko
erzitivfeldstärke Hc (//) der ersten Kristallschicht
in dem Magnetfilm, in dem kein Sprung auftritt.
Im folgenden wird an Hand der Tabelle III und
der Fig. 16 und 17 der Bereich des Koerzitivfeld
stärkenverhältnisses beschrieben, bei dem der Sprung
auftritt. Hierbei entspricht das Koerzitivfeldstärken
verhältnis dem Verhältnis Hc (//)/Hc (⟂) zwischen
der Koerzitivfeldstärke Hc (//) der ersten Kristall
schicht und der Koerzitivfeldstärke Hc (⟂) der
zweiten Kristallschicht. Die Tabelle III zeigt einen
Vergleich von verschiedenen magnetischen Eigenschaf
ten der Co-Cr-Nb-Dünnfilme und der Co-Cr-Ta-Dünnfilme,
in denen jeweils der Magnetisierungssprung auftritt,
und die verschiedenen magnetischen Eigenschaften des
Co-Cr-Nb-Dünnfilmes und des Co-Cr-Dünnfilmes, in denen
kein solcher Sprung auftritt. Die Bezeichnungen in
der Tabelle III entsprechenden bereits in Tabelle I
und II benutzten Bezeichnungen. Darüber hinaus zeigen
in Tabelle III die römischen Ziffern I bis VI in der
linken Spalte der Tabelle die sechs verschiedenen Fälle
an, und diese Bezeichnung ist auch in den Fig. 16 und
17 benutzt. Die Fälle I bis VI repräsentieren jeweils
die Fälle, bei denen die Zusammensetzung des Dünnfilmes
den folgenden Atomgewichtsprozenten entspricht: Co84,8Cr13,4Ta1,8,
Co84,1Cr13,2Nb2,7, Co83,3Cr13,1Nb3,6, Co83,3Cr13,1Nb3,6,
Co85,3Cr13,4Nb1,3 und Co81Cr19. Ferner zeigt das
Wort "ja" der letzten Zeile "Sprung" an, daß der Sprung
auftritt und entsprechend das Wort "nein", daß der
Sprung jeweils nicht auftritt. Die angegebenen Daten für
die Fälle II, V und VI entsprechen den Daten in Tab. I.
Die Fig. 16 und 17 zeigen graphische Darstel
lungen, die jeweils die Beziehung zwischen der Auf
zeichnungswellenlänge und dem wiedergegebenen Aus
gangssignal verdeutlichen, wobei die Quermagnetisie
rungsaufzeichnung und Wiedergabe jeweils mit den in
Tabelle III aufgeführten dünnen Filmen durchgeführt
wurde.
Werden Nb oder Ta dem Co-Cr als drittes Element
hinzugefügt, wie in der Tabelle III aufgeführt ist,
so ist die Koerzitivfeldstärke Hc (⟂), die zu der
senkrechten Magnetisierung beiträgt, groß, wenn der
Sprung auftritt, jedoch ist die Koerzitivfeldstärke
Hc (⟂) klein, wenn der Sprung nicht auftritt. Wird
der Verlauf des Ausgangssignals in Abhängigkeit von
der aufgezeichneten Wellenlänge für den Co-Cr-Nb-Dünn
film und den Co-Cr-Ta-Dünnfilm (im folgenden der
Einfachheit halber als Co-Cr-Nb(Ta)-Dünnfilme be
zeichnet) an Hand der Fig. 16 und der Fig. 17 vergli
chen, so wird deutlich, daß die wiedergegebenen Aus
gangssignale, die mit den Co-Cr-Nb(Ta)-Dünnfilmen ge
wonnen werden, zufriedenstellender sind als die wie
dergegebenen Ausgangssignale, die mit Co-Cr-Nb(Ta)-
Dünnfilmen, in denen kein Sprung auftritt, und dem
Co-Cr-Dünnfilm gewonnen werden.
Andererseits beträgt, wie in der Tabelle III auf
geführt ist, das Koerzitivverhältnis Hc (//)/Hc (⟂)
für den Dünnfilm, bei dem der Sprung auftritt, weniger
als 1/5. Ferner weist der Dünnfilm, in dem kein Sprung
auftritt, ein großes Koerzitivfeldstärkenverhältnis
Hc (//)/Hc (⟂) in der Größenordnung von 1,6 auf, entspre
chend den experimentellen Ergebnissen, die die Er
finder der vorliegenden Anmeldung ermittelten, kann
davon ausgegangen werden, daß die Obergrenze für
das Koerzitivfeldstärkenverhältnis Hc (//)/Hc (⟂), bei
dem der Sprung auftritt, angenähert 1/5 ist. Im allge
meinen kann angenommen werden, daß die Koerzitivfeld
stärke Hc (⟂) der für die Quermagnetisierungsauf
zeichnung und Wiedergabe geeigneten Quermagnetisie
rungsschicht angenähert 1,194×10⁵ A/m (1500 Oe) be
trägt. Die Koerzitivfeldstärke Hc (//) der ersten für
die Funktion als Schicht hoher Permeabilität geeigneten
Kristallschicht liegt im Mittel in der Größenordnung
2,388×10³ A/m (30 Oe). Folglich kann davon ausgegan
gen werden, daß die untere Grenze des Koerzitivfeld
stärkenverhältnisses Hc (//)/Hc (⟂) nahezu 1/50 ist.
Es ist mit anderen Worten nötig, ein Quermagnetisierungs
aufzeichnungsmedium zu realisieren, das insbesondere im
kurzen Wellenlängenbereich ein zufriedenstellendes
Wiedergabeausgangssignal liefert, indem das Koerzitiv
feldstärkenverhältnis Hc (//)/Hc (⟂) zu einem ausge
wählten Wert angesetzt ist, der größer oder gleich 1/50
ist und kleiner oder gleich 1/5, wenn die Magnetschicht
gebildet wird, so daß der Sprung auftritt. Der Wert
des Koerzitivfeldstärkenverhältnisses Hc (//)/Hc (⟂)
kann eingestellt werden, indem die Zusammensetzung des
magnetischen Materials verändert wird und die Sputter
bedingungen geeignet ausgewählt werden.
Im folgenden wird näher begründet, warum das
wiedergegebene Ausgangssignal verbessert ist, wenn der
Sprung in der Magnetschicht auftritt. Wird die Magnet
schicht durch Aufsputtern des Co-Cr-Nb oder Co-Cr-Ta
gebildet, so ensteht eine erste Kristallschicht 12
feiner Körnung mit einer kleinen Koerzitivfeldstärke
Hc (//) von weniger als 1,433×10⁴ A/m (180 Oe) in
unmittelbarer Nähe auf einer Basisschicht 11. Ferner
bildet sich eine zweite Kristallschicht 13 grober
Körnung mit einer hohen Koerzitivfeldstärke Hc (⟂)
von angenähert über 1,592×10⁴ A/m (200 Oe) auf der
ersten Kristallschicht 12, wie dies in Fig. 18 darge
stellt ist. Folglich ist die magnetische Schicht
aus der ersten und zweiten Kristallschicht 12 und 13
aufgebaut. Da das Koerzitivfeldstärkenverhältnis
Hc (//)/Hc (⟂) zwischen der Koerzitivfeldstärke Hc (//)
der ersten Kristallschicht 12 und der Koerzitivfeld
stärke Hc (⟂) der zweiten Kristallschicht 13 auf
einen Wert größer oder gleich 1/50 und kleiner oder
gleich 1/5 festgesetzt ist, tritt der Sprung in der
Magnetschicht auf, die aus der ersten und zweiten
Kristallschicht 12 und 13 gebildet ist. Aus diesem
Grund kann davon ausgegangen werden, daß der magneti
sche Fluß von einem Ringkernkopf 14 die zweite Kristall
schicht 13 durchdringt, die erste Kristallschicht 12
erreicht und in Schichtebenenrichtung innerhalb der
ersten Kristallschicht 12, die die geringe Koerzitiv
feldstärke Hc (//) und die hohe Permeabilität aufweist,
fortschreitet. Dabei wird die zweite Kristallschicht 13
in der Querrichtung oder in der senkrechten Richtung
durch den magnetischen Fluß magnetisiert, der außer
ordentlich schnell den Magnetpolbereich des Ringkern
kopfes 14 erreicht. Folglich beschreibt das Verlaufs
muster der magnetischen Kraftlinien vom Ringkernkopf 14
einen im wesentlichen U-förmigen Verlauf, wie durch
die Pfeile in Fig. 18 angedeutet ist. Da der magneti
sche Fluß die zweite Kristallschicht 13 bei einer vor
bestimmten Quermagnetisierungsaufzeichnungsposition
scharf und deutlich durchdringt, wird die zweite Kri
stallschicht 13 der Quermagnetisierung unterworfen,
die eine große remanente Magnetisierung bewirkt. Be
trachtet man die Koerzitivfeldstärke Hc (//) der ersten
Kristallschicht 12 für den Fall, bei dem der Sprung
auftritt und für den Fall, bei dem der Sprung nicht
auftritt, wenn die Schichtebenen M-H-Hysteresecharak
teristik so ist, daß das Schichtebenenrechteckigkeits
verhältnis Mr (//)/Ms über 0,2 ist, so ist die Koerzi
tivfeldstärke Hc (//) für den Fall des auftretenden
Sprunges kleiner als die Koerzitivfeldstärke Hc (//)
für den Fall, bei dem kein Sprung auftritt. Es ist
wünschenswert, daß die erste Kristallschicht 12 eine
hohe Permeabilität aufweist, so daß die erste Kri
stallschicht 12 die zuvor beschriebene Funktion einer
Schicht hoher Permeabilität aufweist. Folglich kann
man davon ausgehen, daß ein zufriedenstellendes Wie
dergabeausgangssignal mit der magnetischen Schicht,
die beispielsweise aus den Co-Cr-Nb(Ta)-Dünnfilmen
besteht, erhalten werden kann, wobei diese magnetische
Schicht eine Inschichtebene M-H-Hysteresecharakteristik
aufweist, in der ein steiler Anstieg in der Umgebung
des Ursprungs vorliegt und der Sprung auftritt. Ent
sprechend den von den Erfindern durchgeführten Ex
perimenten wurde ein zufriedenstellendes Wiedergabe
ausgangssignal gewonnen, wenn die Koerzitivfeldstär
ke Hc (//) der ersten Kristallschicht 12 unter
1,433×10⁴ A/m (180 Oe) betrug und die Koerzitivfeld
stärke Hc (⟂) der zweiten Kristallschicht 13 über
1,592×10⁴ A/m (200 Oe) war, wobei der Meßfehler und
andere Einflüsse in Betracht gezogen wurden.
Betrachtet man andererseits die Dicke der dünnen
Co-Cr-Nb(Ta)-Filme, so nimmt die Dicke der zweiten
Kristallschicht 13 zu, wenn die Filmdicke des Dünn
filmes ansteigt, wohingegen die Dicke der ersten Kri
stallschicht 12 angenähert konstant bleibt. Infolgedes
sen nimmt der Abstand zwischen dem Ringkernkopf 14 und
der ersten Kristallschicht 12 zu, wenn die Filmdicke
des Dünnfilmes vergrößert wird. Infolgedessen erreichen
die magnetischen Kraftlinien des Ringkernkopfes 14 bei
einer großen Dicke des Dünnfilmes die erste Kristall
schicht 12 nicht, sondern erreichen den Magnetpol des
Kopfes 14 lediglich, indem sie durch die zweite
Kristallschicht 13 hindurchgehen, wie dies in Fig. 19
dargestellt ist. Folglich ist die Magnetisierungsrich
tung gestreut, und es ist nicht möglich, eine starke
senkrechte Magnetisierung zu erzielen.
Wie weiter oben bereits beschrieben wurde, be
trägt die untere Grenze für die Filmdicke der Magnet
schicht insgesamt, bei welcher die Sprunggröße σj
und die Koerzitivfeldstärke Hc (⟂) noch steil an
steigen, d. h. der Sprung auftritt, ungefähr 0,05 µm
bis 0,15 µm. Andererseits weist die erste Kristall
schicht 12 eine außerordentlich geringe Dicke in dem
Bereich 0,05 bis 0,15 µm auf, und die zweite Kristall
schicht 13 funktioniert zufriedenstellend als Quer
magnetisierungsschicht, wenn die Dicke der zweiten
Kristallschicht 13 in der Größenordnung 0,2 µm liegt.
Folglich kann die Filmdicke der magnetischen Schicht,
die durch die erste und zweite Kristallschicht 12 und 13
aufgebaut ist, außerordentlich gering, d. h. unter 0,3 µm
sein.
Ist die Filmdicke der Co-Cr-Nb(Ta)-Dünnfilme klein
ausgebildet, so ist der Abstand zwischen dem Ringkernkopf
14 und der ersten Kristallschicht 12 ebenfalls gering.
Infolgedessen erreichen die magnetischen Kraftlinien
vom Magnetkopf mit Sicherheit die erste Kristallschicht
12 und dringen in diese ein, und das Verlaufsmuster
der magnetischen Kraftlinien beschreibt die im wesent
lichen U-förmige Verlaufsform, wie sie zuvor in Ver
bindung mit Fig. 18 bereits erläutert wurde. In diesem
Fall ist der magnetische Fluß, der zur Quermagnetisie
rung beiträgt, in der senkrechten Richtung außerordnet
lich scharf ausgebildet, und es ist daher möglich, eine
zufriedenstellende Quermagnetisierungsaufzeichnung
aufgrund der großen remanenten Magnetisierung durchzu
führen. Folglich kann eine zufriedenstellendere Quer
magnetisierungsaufzeichnung erzielt werden, wenn die
Filmdicke der Co-Cr-Nb(Ta)-Dünnfilme klein ist.
Darüber hinaus kann die Dicke des Aufzeichnungsmediums
klein ausgebildet sein, um sicherzustellen, daß die
erwünschte Flexibilität des Aufzeichnungsmediums ge
währleistet ist, so daß stets ein zufriedenstellender
Kontaktzustand zwischen dem Magnetkopf und dem Auf
zeichnungsmedium aufrechterhalten werden kann. Ent
sprechend den durchgeführten Experimenten war es mög
lich, ein zufriedenstellendes Wiedergabeausgangssignal
auch dann zu erhalten, wenn die Filmdicke des Dünn
filmes im Bereich von 0,1 bis 0,3 µm lag.
Da die Koerzitivfeldstärke Hc (//) der ersten
Kristallschicht 12 nicht Null ist, sondern in der
Größenordnung von 1,433×10⁴ A/m (180 Oe) liegt, ist
es möglich, die erste Kristallschicht 12 bis zu einem
Ausmaß zu magnetisieren, welches dieser kleinen Ko
erzitivfeldstärke Hc (//) entspricht. Wird die Quer
magnetisierung ausgebildet, so werden eine Vielzahl von
Magneten, die in Übereinstimmung mit einem vorbestimm
ten Bitintervall umgekehrte Magnetisierungsrichtungen
aufweisen, alternierend in der zweiten Kristallschicht 12
ausgebildet, wie dies in Fig. 20 angezeigt ist. Anderer
seits bildet sich ein magnetischer Fluß in der ersten
Kristallschicht 12 aus, der durch die Pfeile in Fig. 20
angedeutet ist und der die unteren Enden von aneinander
grenzenden Magneten verbindet. Infolgedessen tritt kein
Demagnetisierungsphänomen zwischen den aneinandergren
zenden Magneten in der zweiten Kristallschicht 13 auf,
wobei dieses Phänomen insbesondere zu beobachten ist,
wenn die Dichte zwischen den aneinandergrenzenden Ma
gneten hoch ist. Mit anderen Worten tritt dieses Phänomen
insbesondere dann auf, wenn die Aufzeichnungswellenlänge
kurz ist, und aus diesem Grund ist es möglich, das Wie
dergabeausgangssignal im kurzen Wellenlängenbereich be
trächtlich zu verbessern. Darüber hinaus werden die
Co-Cr-Nb(Ta)-Dünnfilme, die jeweils aus der Schicht hoher
Koerzitivfeldstärke und der Schicht geringer Koerzitiv
feldstärke aufgebaut sind, durch ein kontinuierliches
Sputterverfahren hergestellt. Folglich ist es unnötig,
die Sputterbedingungen zu variieren, noch ist es nötig,
das Target zur Ausbildung dieser beiden Schichten,
die den Dünnfilm bilden, auszutauschen. Infolgedessen
sind die Verfahren zur Herstellung des Co-Cr-Nb(Ta)-
Dünnfilms vereinfacht, die Sputterzeit kann redu
ziert werden, und es ist möglich, das Quermagnetisie
rungsaufzeichnungsmedium mit geringen Kosten und einer
hohen Produktivität herzustellen. Darüber hinaus wird
das Barkhausenrauschen nicht erzeugt, und es ist mög
lich, eine zufriedenstellende Quermagnetisierungsauf
zeichnung und Wiedergabe zu erzielen, weil das Koerzitiv
feldstärkenverhältnis Hc (//)/Hc (⟂) auf einen Wert
festgesetzt ist, der größer oder gleich 1/50 und klei
ner oder gleich 1/5 ist und die Koerzitivfeldstärke
Hc (//) der ersten Kristallschicht 12 im Vergleich zu
der Koerzitivfeldstärke Hc (⟂) der zweiten Kristall
schicht 13 nicht beträchtlich klein ist.
Im folgenden wird der Ringkernkopf 14 näher be
schrieben. Dieser Ringkernkopf ist aus Sendust (re
gistriertes Warenzeichen) hergestellt, welches in den
zu den in Fig. 13 und 15 gezeigten Ergebnissen durch
geführten Experimenten als Metallkernmaterial benutzt
wurde. Der Ringkernkopf weist einen einfachen Aufbau
auf und kann mit relativ geringen Kosten hergestellt
werden. Darüber hinaus muß der Ringkernkopf lediglich
bezüglich einer Oberfläche des Aufzeichnungsmediums
einen Schleifkontakt herstellen, und aus diesem Grund
kann der Ringkernkopf für verschiedenste magnetische
Aufzeichnungs- und Wiedergabegeräte, wie beispiels
weise Videobandrecorder, in denen eine hohe Aufzeich
nungsdichte erzielt werden soll, benutzt werden.
Sendust weist eine hohe magnetische Sättigungsfluß
dichte von mehr als 0,7 T (7000 G) auf, wie allgemein
bekannt ist, so daß davon ausgegangen werden kann,
eine zufriedenstellende und ausreichende Quermagneti
sierung zu erzielen.
Die Fig. 21 zeigt ein Diagramm, welches die Be
ziehung zwischen der Aufzeichnungswellenlänge und dem
Wiedergabeausgangssisgnal für den Fall zeigt, daß ein
Sendustringkernkopf als der Ringkernkopf 14 zur Durch
führung der Quermagnetisierungsaufzeichnung und Wieder
gabe bezüglich des Co-Cr-Nb-Dünnfilmes, in dem der
Sprung auftritt, und des Co-Cr-Dünnfilmes benutzt wird.
Fig. 22 zeigt ein Diagramm, das die Beziehung zwischen
der Aufzeichnungswellenlänge und dem Wiedergabeausgangs
signal für den Fall zeigt, daß der Sendustringkernkopf
und ein Ferritringkernkopf als Ringkernkopf 14 benutzt
werden, um die Quermagnetisierungsaufzeichnung - und
Wiedergabe bezüglich des Co-Cr-Nb-Dünnfilmes durchzu
führen, in dem der Sprung auftritt. In der Fig. 22 ist
das mit dem Sendustringkernkopf erhaltene Wiedergabeaus
gangssignal durch eine Kurve VII angezeigt, und das mit
dem Ferritringkernkopf erhaltene Wiedergabeausgangssi
gnal ist durch eine Kurve VIII angezeigt. Die Fig. 23
zeigt ein Diagramm, in dem die Beziehung zwischen der
Aufzeichnungswellenlänge und dem Wiedergabeausgangssignal
für einen Fall dargestellt ist, bei dem der Sendustring
kernkopf als der Ringkernkopf 14 zur Ausführung der
Quermagnetisierungsaufzeichnung und Wiedergabe bezüglich
des Co-Cr-Ta-Dünnfilmes, in dem der Sprung auftritt, und
des Co-Cr-Dünnfilmes benutzt wird. Fig. 24 zeigt ein
Diagramm, welches die Beziehung zwischen der Aufzeich
nungswellenlänge und dem Wiedergabeausgangssignal für den
Fall darstellt, daß der Sendustringkernkopf und der
Ferritringkernkopf als Ringkernkopf 14 zur Durchführung
der Quermagnetisierungsaufzeichnung und Wiedergabe be
züglich des Co-Cr-Ta-Dünnfilmes, in dem der Sprung auf
tritt, benutzt werden. In der Fig. 24 ist das von dem
Sendustringkernkopf gelieferte Wiedergabeausgangssignal
durch die Kurve IX gekennzeichnet, und das vom Ferrit
ringkernkopf gelieferte Ausgangssignal ist durch die
Kurve X angezeigt.
An Hand der Fig. 21 bis 24 wird deutlich, daß das
Wiedergabeausgangssignal über den gesamten Wellenlängen
bereich groß ist, wenn die Aufzeichnung und Wiedergabe
mit der Kombination des Sendustringkernkopfes und des
Co-Cr-Nb(Ta)-Dünnfilmes durchgeführt werden, bei dem
der Sprung auftritt, verglichen mit dem Fall, bei dem
die Aufzeichnung und Wiedergabe mit anderen Kombinatio
nen durchgeführt werden. Dieses Phänomen ist besonders
auffällig im kurzen Wellenlängenbereich von 1 bis 0,2 µm.
Obwohl aus den Tabellen I und II hervorgeht, daß die
magnetischen Eigenschaften (Sättigungsmagnetisierung Ms
und senkrechte Koerzitivfeldstärke Hc (⟂)) des Co-Cr-
Dünnfilmes und des Co-Cr-Nb(Ta)-Dünnfilmes sich nicht
sehr stark unterscheiden, tritt ein starker Unterschied
in den wiedergegebenen Ausgangssignalen auf. Wie bereits
beschrieben wurde, weisen die Co-Cr-Nb(Ta)-Dünnfilme,
in denen der Sprung auftritt, jeweils eine Zweischich
tenanordnung auf mit einer ersten Kristallschicht 12
geringer Koerzitivfeldstärke und der zweiten Kristall
schicht 13 hoher senkrechter Koerzitivfeldstärke. Es
kann davon ausgegangen werden, daß der starke und große
Unterschied im Wiedergabeausgangssignal dadurch zustande
kommt, daß die erste Kristallschicht 12 die senkrechte
Komponente des magnetischen Flusses des Sendustringkern
kopfes erhöht und ebenfalls das Entmagnetisierungsfeld
innerhalb der zweiten Kristallschicht 13 verringert.
Bei Beachtung des Materials des Ringkernkopfes 14
wird an Hand der Fig. 22 und 24 ersichtlich, daß insbe
sondere auch im kurzen Wellenlängenbereich keine Ver
besserung des Wiedergabeausgangssignales vorliegt, wenn
der Ferritringkernkopf als Ringkernkopf 14 benutzt wird.
Die Verschlechterung im Wiedergabeausgangssignal im
kurzen Wellenlängenbereich ist im Vergleich für den Fall,
bei dem der Sendustringkernkopf als Ringkernkopf 14
benutzt wird, deutlich festzustellen. Die magnetische
Sättigungsflußdichte von Ferrit ist im Vergleich zu
der von Sendust gering, und es kann daher vermutet
werden, daß die Verschlechterung des Wiedergabeaus
gangssignals bewirkt wird, weil die magnetischen Kraft
linien des Ferritringkernkopfes nicht die erste Kri
stallschicht 12 erreichen.
Es kann davon ausgegangen werden, daß die Kombina
tion des Co-Cr-Nb(Ta-Dünnfilmes und des Sendustring
kernkopfes mit der hohen magnetischen Sättigungsfluß
dichte effektiv dazu führt, ein zufriedenstellendes
und ausreichendes Wiedergabeausgangssignal zu erhalten,
wenn die erste Kristallschicht als eine Schicht gerin
ger Koerzitivfeldstärke Hc (//) wirkt, d. h., wenn das
magnetische Feld des Sendustringkernkopfes die erste
Kristallschicht 12 in ausreichendem Maße erreicht.
Entsprechend wird das Wiedergabeausgangssignal groß,
wenn die Filmdicke des Co-Cr-Nb(Ta)-Dünnfilmes bezüg
lich der Spaltbreite des Sendustringkernkopfes klein
ist und wenn die magnetische Sättigungsflußdichte des
Ringkernkopfes ausreichend groß ist. Aus diesen Grün
den ist die Verwendung des Aufzeichnungsmediums mit dem
Co-Cr-Nb(Ta)-Dünnfilm, in dem der Sprung auftritt, sowie
die Verwendung des Sendustringkernkopfes mit der hohen
magnetischen Sättigungsflußdichte nicht nur außeror
dentlich wirksam bei der Erzielung einer zufriedenstel
lenden Quermagnetisierungsaufzeichnung und Wiedergabe,
sondern auch im Hinblick darauf sehr effektvoll,
daß die Dicke des Aufzeichnungsmediums gering gestaltet
werden kann, so daß das Wiedergabeausgangssignal infolge
eines guten Kontaktes zwischen dem Kopf und dem Auf
zeichnungsmedium verbessert wird. In diesem Ausführungs
beispiel wird Sendust als Material für den Ringkernkopf
benutzt, jedoch können auch andere Metallkernmaterialien
wie Permalloy und amorphe Verbindungen benutzt werden.
Ferner ist es auch möglich, als Ringkernkopf 14 einen
zusammengesetzten oder Compositringkernkopf zu be
nutzen, der aus den Metallkernmaterialien aufgebaut ist.
Im folgenden werden die Kombinationsmöglichkeiten
von Magnetköpfen verschiedenen Aufbaues und Quermagneti
sierungsaufzeichnungsmedien verschiedener Anordnungen
näher erläutert. Es ist allgemein bekannt, daß (i) ein
Ringkernkopf, (ii) ein Dünnfilmringkernkopf, (iii) ein
einseitiger Hauptpolkopf und (iv) ein Hilfspolkopf als
Magnetkopf für die Durchführung der Quermagnetisie
rungsaufzeichnung und Wiedergabe benutzt werden können.
Andererseits kann das als Quermagnetisierungsaufzeich
nungsmedium benutzte Medium (a) das erfindungsgemäße
Aufzeichnungsmedium mit der ersten Kristallschicht
feiner Körnung, der zweiten Kristallschicht grober Kör
nung sein, welche beide aus demselben Material herge
stellt sind und die magnetische Schicht des Aufzeich
nungsmediums darstellen. Ferner ist der Fall (b) des
gebräuchlichen Aufzeichnungsmediums möglich mit der
einzigen Schicht aus einer Co-Cr-Legierung als magneti
scher Schicht des Aufzeichnungsmediums und es kann (c)
das gebräuchliche Aufzeichnungsmedium mit der Doppel
filmanordnung benutzt werden, welche eine Schicht hoher
Permeabilität aus Ni-Fe und anderen Materialien auf
weist und eine Schicht senkrechter Magnetisierung oder
Quermagnetisierung aus Co-Cr oder ähnlicher Materialien,
welche auf der Oberseite der Ni-Fe-Schicht angeordnet ist.
In den im folgenden beschriebenen Fig. 25A bis 28C ist
der magnetische Fluß des Magnetkopfes durch die Pfeile
angedeutet, und es wird nun die magnetische Aufzeich
nungs- und Wiedergabecharakteristik für jede Kombina
tion des Magnetkopfes und des Quermagnetisierungsauf
zeichnungsmediums beschrieben. In den Fig. 25A bis 28C
werden ein Ringkernkopf 21, ein Dünnfilmringkernkopf 22,
ein einseitiger Hauptpolkopf 23 oder ein Hilfspolkopf 24
als Magnetköpfe benutzt. Ferner sind Spalte 21a, 22a
und 23a der Magnetköpfe jeweils durch punktierte Be
reiche angedeutet. Ein Aufzeichnungsmedium 25 ist von
der Art (a), die oben beschrieben wurde, und weist eine
erste Kristallschicht 25a feiner Körnung und eine zwei
te Kristallschicht 25b grober Körner auf. Ein Aufzeich
nungsmedium 26 entspricht dem Typ (b), ein Aufzeich
nungsmedium 27 dem Typ (c), wobei dieses Aufzeichnungs
medium 27 eine Schicht 27a hoher Permeabilität und eine
Schicht 27b senkrechter Magnetisierung aufweist. In
den Fig. 25A bis 28C ist auf die Darstellung der Basis
schicht des Aufzeichnungsmediums verzichtet.
Zunächst wird das Kombinationsbeispiel des Ring
kernkopfes 21 mit jedem der Aufzeichnungsmedien 25 bis
27 beschrieben.
(A1) Wird der Ringkernkopf 21 mit dem Aufzeich
nungsmedium 25 kombiniert, wie dies in Fig. 25A darge
stellt ist, so wirkt die erste Kristallschicht 25a als
Schicht hoher Permeabilität, wie oben erläutert ist, und
die senkrechte Komponente des Magnetfeldes vom Ringkern
kopf 21 nimmt zu. Da darüber hinaus die Dicke der ersten
Kristallschicht 25a gering ist und die Koerzitivfeldstär
ke Hc der ersten Kristallschicht 25a relativ groß im
Vergleich zu der Schicht 27a hoher Permeabilität des
Aufzeichnungsmediums 27 ist, so ist der Bereich, der zur
senkrechten Magnetisierung oder Quermagnetisierung bei
trägt, eingeschränkt, und es ist möglich, einen schmalen
Aufzeichnungsbereich zu erzielen, wie dies weiter unten
näher erläutert wird. Entsprechend erhält man eine zu
friedenstellende Aufzeichnungsempfindlichkeit, und sowohl
die Aufzeichnung als auch die Wiedergabe sind mit zufrie
denstellender Charakteristik durchführbar. Darüber hinaus
ist die Wiedergabecharakteristik im Vergleich zu den
Köpfen 22 bis 24 mit anderem Aufbau zufriedenstellender.
(B1) Wird der Ringkernkopf 21 mit dem Aufzeich
nungsmedium 26 kombiniert (Fig. 25B), so weist das
Magnetfeld des Ringkernkopfes 21 beträchtliche Komponen
ten in Schichtebene auf. Aus diesem Grund muß das Auf
zeichnungsmedium 26 eine exzellente Querorientierung
oder senkrechte Orientierung aufweisen, und die senk
rechte Anisotropiemagnetfeldstärke Hk muß hoch sein.
Für diesen Fall ist die Wiedergabeempfindlichkeit zu
friedenstellend, jedoch muß das Aufzeichnungsmedium 26
den oben erläuterten scharfen Bedingungen genügen, um
eine zufriedenstellende Quermagnetisierungsaufzeich
nung ausführen zu können.
(C1) Wird der Ringkernkopf 21 mit dem Aufzeich
nungsmedium 27 kombiniert (Fig. 25C), so nimmt die Quer
komponente des Magnetfeldes vom Ringkernkopf 21 aufgrund
der Existenz der Schicht 47a hoher Permeabilität zu. Da
jedoch die Koerzitivfeldstärke Hc der Schicht hoher Per
meabilität 27a unter einigen Oe (79,59 A/m) liegt und
gering ist und die Dicke der Schicht hoher Permeabilität
27a groß ist, so ist der Bereich, der zur Quermagneti
sierung beiträgt, groß, und die Entmagnetisierung bei
der Aufzeichnung ist entsprechend stark. Infolgedessen
ist die Aufzeichnungsempfindlichkeit schlecht.
Im folgenden werden die Kombinationsmöglichkeiten
des Dünnfilmringkernkopfes 22 mit jedem Aufzeichnungs
medium 25 bis 27 näher erläutert.
(A2) Wird der Dünnfilmringkernkopf 22 mit dem
Aufzeichnungsmedium 25 kombiniert (Fig. 26A), so erhält
man ähnliche Resultate wie im Fall (A1), bei der Auf
zeichnung, so daß es möglich ist, eine zufriedenstel
lende Aufzeichnungscharakteristik zu erzielen. Da je
doch die Länge L des Poles vom Dünnfilmringkernkopf 22 im
Vergleich zu der des Ringkernkopfes 21 klein ist, ist
in die Wiedergabecharakteristik des Dünnfilmringkern
kopfes 22 eine für diesen Kopf eigentümliche Senkung
eingeführt. Infolgedessen ist hierbei von Nachteil,
daß die Wiedergabeempfindlichkeit nicht zufriedenstel
lend ist.
(B2) Wird der Dünnfilmringkernkopf 22 mit dem Auf
zeichnungsmedium 26 kombiniert (Fig. 26B), so gewinnt man
ähnliche Ergebnisse wie im Falle (B1), der zuvor be
schrieben wurde, bei der Aufzeichnung, und die Aufzeich
nungscharakteristik ist nicht zufriedenstellend. Ande
rerseits tritt auch der Nachteil der unzureichenden
Wiedergabeempfindlichkeit wie im Falle (B1) auf, da die
Länge L des Poles vom Dünnfilmringkernkopf 22 klein
ist.
(C2) Wird der Dünnfilmringkernkopf 22 mit dem
Aufzeichnungsmedium 27 kombiniert (Fig. 26C), so nimmt
die Querkomponente im Magnetfeld des Dünnfilmringkern
kopfes 22 aufgrund des Vorhandenseins der Schicht 27a
hoher Permeabilität zu. Ferner ist der Bereich, der zur
Quermagnetisierung beiträgt, beschränkt, und es ist
möglich, einen schmalen Aufzeichnungsbereich zu erzie
len, weil die Länge L des Poles vom Dünnfilmringkern
kopf 22 klein ist. Infolgedessen ist es möglich, eine
zufriedenstellende Quermagnetisierungsaufzeichnung
durchzuführen. Jedoch tritt wie im Fall (A2) eine Sen
kung in der Wiedergabecharakteristik auf, die oben be
schrieben wurde, und die Wiedergabeempfindlichkeit ist
unzureichend.
Im folgenden werden die Kombinationsbeispiele des
einseitigen Hauptpolkopfes 23 mit jedem der Aufzeich
nungsmedien 25 bis 27 beschrieben.
(A3) Wird der einseitige Hauptpolkopf 23 mit
dem Aufzeichnungsmedium 25 kombiniert (Fig. 27A), so
wirkt die erste Kristallschicht 25a nicht ausreichend
als Schicht hoher Permeabilität bezüglich des einsei
tigen Hauptpolkopfes 23, weil die Dicke der ersten
Kristallschicht 25a gering ist und die Koerzitivfeld
stärke Hc (//) und die Koerzitivfeldstärke Hc (⟂) der
ersten Kristallschicht 25a relativ groß im Vergleich
zu denen der Schicht hoher Permeabilität 27a des Auf
zeichnungsmediums 27 sind. Infolgedessen wird davon
ausgegangen, daß es unmöglich ist, die Quermagnetisie
rungsaufzeichnung und Wiedergabe in diesem Fall durch
zuführen.
(B3) Wird der einseitige Hauptpolkopf 23 mit
dem Aufzeichnungsmedium 26 kombiniert (Fig. 27B), so
ist der magnetische Fluß am vorderen Ende eines Haupt
magnetpoles 23b des einseitigen Hauptpolkopfes 23 nicht
konzentriert, da keine Schicht hoher Permeabilität
existiert. Infolgedessen ist es scheinbar unmöglich,
die Quermagnetisierungsaufzeichnung und Wiedergabe
durchzuführen.
(C3) Wird der einseitige Hauptpolkopf 23 mit dem
Aufzeichnungsmedium 27 kombiniert (Fig. 27C), so ist
der magnetische Fluß am vorderen Ende des Hauptmagnet
poles 23b des einseitigen Hauptpolkopfes 23 konzentriert,
weil die Schicht hoher Permeabilität 27a vorgesehen ist.
Die Aufzeichnungs- und Wiedergabeempfindlichkeiten sind
daher im gewissen Maße zufriedenstellend, jedoch im
Vergleich zu denen im Fall (A1), der eingangs beschrie
ben wurde, schlecht.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele für die
Kombination des Hilfspolkopfes 24 mit jedem der Aufzeich
nungsmedien 25 bis 27 beschrieben.
(A4) Wird der Hilfspolkopf 24 mit dem Aufzeich
nungsmedium 25 kombiniert (Fig. 28A), so liegt ein Haupt
magnetpol 24a des Hilfspolkopfes 24 einem Hilfsmagnet
pol 24b des Hilfspolkopfes 24 gegenüber, wobei das
Aufzeichnungsmedium 25 zwischen Haupt- und Hilfsmagnet
pol 24a und 24b angeordnet ist. Infolgedessen besteht
ein fundametales Problem darin, daß ein großer Strom
erforderlich ist, um einen ausreichenden Magnetfluß für
die Durchführung der Quermagnetisierung zu erzeugen.
Darüber hinaus ist es nicht möglich, den Hilfspolkopf
24 durch das aufgezeichnete remanente Magnetfeld des
Aufzeichnungsmediums 25 bei der Wiedergabe ausreichend
anzuregen, wodurch die Wiedergabeempfindlichkeit ent
sprechend schlecht ist. Aus diesem Grund ist es bei
diesem Kombinationsbeispiel zwar möglich, die Querma
gnetisierungsaufzeichnung durchzuführen, jedoch ist die
Wiedergabeempfindlichkeit schlecht.
(B4) Wird der Hilfspolkopf 24 mit dem Aufzeich
nungsmedium 26 kombiniert (Fig. 28B), so ist es möglich,
die Quermagnetisierungsaufzeichnung durchzuführen, je
doch ist die Wiedergabeempfindlichkeit aus den bereits
für den Fall (A4) beschriebenen Gründen schlecht.
(C4) Wird der Hilfspolkopf 24 mit dem Aufzeich
nungsmedium 27 kombiniert (Fig. 28C), so wird der ma
gnetische Fluß am vorderen Ende des Hauptmagnetpoles 24a
konzentriert, weil die Schicht 27a hoher Permeabilität
des Aufzeichnungsmediums 27 vorhanden ist, und es ist
möglich, eine zufriedenstellende Quermagnetisierungs
aufzeichnung durchzuführen. Jedoch ist aus den bereits
im Zusammenhang mit den Kombinationsbeispielen (A4) und
(B4) beschriebenen Gründen die Wiedergabeempfindlichkeit
nicht gut.
Wie aus den obigen Beschreibungen klar hervorgeht,
gewährleistet die Kombination, die in der erfindungsge
mäßen magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabeanordnung
vorgesehen ist, d. h. die Kombination des Ringkernkopfes 21
und des Aufzeichnungsmediums 25, die zufriedenstellend
ste und beste Quermagnetisierungsaufzeichnung und Wie
dergabe von allen verschiedenen Kombinationen der Ma
gnetköpfe und der Aufzeichnungsmedien. Es kann ferner
davon ausgegangen werden, daß dieses zufriedenstellende
Resultat für das erfindungsgemäße Aufzeichnungs- und
Wiedergabesystem deshalb vorliegt, weil die Entmagneti
sierung der Aufzeichnung effektiv unterdrückt ist. Im
folgenden wird im Vergleich zur Quermagnetisierungs
aufzeichnung und Wiedergabe mit den übrigen Kombina
tionsanordnungen für die erfindungsgemäße Quermagneti
sierungsaufzeichnungs- und Wiedergabenaordnung die Be
ziehung zwischen den Quermagnetisierungsaufzeichnungs-
und Wiedergabecharakteristiken und der Entmagnetisierung
der Aufzeichnung beschrieben. Die Verschlechterung in
der Quermagnetisierungsaufzeichnungs- und Wiedergabecha
rakteristik in den Fig. 26A bis 28C wird hauptsächlich
durch den Aufbau des Magnetkopfes bewirkt. Deshalb wird
der obige Vergleich nur bezüglich der Kombinationsbei
spiele aus den Fig. 25A bis 25C beschrieben, in denen
der Ringkernkopf 21 benutzt ist.
Fig. 29 zeigt ein Diagramm, das die Beziehung
zwischen der magnetomotorischen Kraft NI und dem Wie
dergabeausgangssignal für entsprechende Aufzeichnungs
wellenlängen λ in der Quermagnetisierungsaufzeichnungs-
und Wiedergabeanordnung der vorliegenden Erfindung,
welche die Kombination des Ringkernkopfes 21 und des
Aufzeichnungsmediums 25 aus Fig. 25A benutzt, zeigt.
Die in Fig. 29 dargestellten Ergebnisse wurden mit
einem Ringkernkopf aus Sendust als Aufzeichnungs- und
Wiedergabekopf gewonnen. Die Spaltlänge des Ringkern
kopfes 21 beträgt 0,22 µm und die Relativgeschwindig
keit zwischen dem Ringkernkopf 21 und dem Aufzeichnungs
medium 25 beträgt 2,07 m/s. Die Aufzeichnungswellenlänge
ist auf 10, 2, 0,5, 0,3 und 0,25 µm festgesetzt. Ist
in der Fig. 29 die Aufzeichnungswellenlänge 10 oder 2 µm,
so nimmt das Wiedergabeausgangssignal allmählich ab,
wenn die magnetomotorische Kraft NI über 0,18 Aw (AT)
liegt, d. h. über 0,18 Amperewindungen. Der Grund hierfür
liegt darin, daß die Aufzeichnungswellenlänge groß ist
und die erste Kristallschicht 25a nicht ausreichend als
Schicht hoher Permeabilität wirkt, wodurch die Auf
zeichnungsentmagnetisierung bewirkt wird. Liegt ande
rerseits die Aufzeichnungswellenlänge unter 0,5 µm und
damit im kurzen Wellenlängenbereich, so verläuft das
Wiedergabeausgangssignal in durch E bis G angezeigten
Bereichen angenähert flach. Die Bereiche E bis G ent
sprechen den Bereichen, in denen das Wiedergabeausgangs
signal in den Fig. 13 und 15 bis 17 ansteigt. Infolge
dessen wird deutlich, daß die erste Kritallschicht 25a
im Bereich kurzer Wellenlängen effektiv als Schicht
hoher Permeabilität wirkt und die Entmagnetisierung der
Aufzeichnung außerordentlich gering ist.
Die Größe der magnetomotorischen Kraft NI in
Fig. 29 ist bemerkenswert. Es ist bekannt, daß bei Be
nutzung des Ringkernkopfes zur Ausführung der Querma
gnetisierungsaufzeichnung eine große magnetomotorische
Kraft erforderlich ist, um die Aufzeichnung im kurzen
Wellenlängenbereich durchzuführen. Jedoch ist in Fig. 29
eine Sättigungsmagnetomotorische-Kraft NImax für jede
Aufzeichnungswellenlänge zwischen 0,15 bis 0,18 Aw,
womit diese Sättigungsmagnetomotorische-Kraft außer
ordentlich klein ist und sich merklich nicht ändert.
D. h., daß die Quermagnetisierungsaufzeichnung ungeach
tet der Wellenlänge mit einer geringen magnetomotori
schen Kraft NI durchgeführt werden kann. Infolgedessen
ist es möglich, eine stabile Quermagnetisierung her
zustellen und den Leistungsverbrauch des Ringkern
kopfes 21 zu reduzieren.
Die oben beschriebenen Eigenschaften sind insbe
sondere im Hinblick auf die Wiedereinschreibungs-(oder
Überschreibungs-)-Eigenschaften bei der digitalen Auf
zeichnung von Vorteil. Wird eine Aufzeichnung zunächst
im Bereich kurzer Wellenlänge auf einem Aufzeichnungs
medium vorgenommen und danach eine Aufzeichnung auf
diesem Aufzeichnungsmedium mit der langen Aufzeichnungs
wellenlänge des gebräuchlichen Quermagnetisierungsauf
zeichnungs- und Wiedergabesystems vorgenommen, so ist
es allgemein bekannt, daß die mit der kurzen Wellen
länge vorgenommene Aufzeichnung nicht leicht löschbar
ist. Jedoch ergibt sich bei der erfindungsgemäßen
magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabeanordnung ein
derartiges Problem nicht, weil die magnetomotorische
Sättigungskraft NI angenähert konstant ungeachtet der
Aufzeichnungswellenlänge ist, so daß es infolgedessen
möglich ist, die Wiedereinschreibungseigenschaften zu
verbessern.
Fig. 30 zeigt ein Diagramm, in dem die Beziehung
zwischen der magnetomotorischen Kraft und dem Wieder
gabeausgangssignal für entsprechende Aufzeichnungswellen
längen im Quermagnetisierungsaufzeichnungs- und Wieder
gabesystem der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu
dem denkbaren Quermagnetisierungsaufzeichnungssystem be
schrieben wird, das die Kombination des Ringkernkopfes 21
mit dem Aufzeichnungsmedium 26 aus Fig. 25B benutzt. Da
bei sind die Ergebnisse in Fig. 30 mit einem Ringkern
kopf aus Sendust als Aufzeichnungs- und Wiedergabekopf
gewonnen worden. Die Spaltlänge des Ringkernkopfes 21
beträgt 0,22 µm, und die Relativgeschwindigkeit zwischen
dem Ringkernkopf 21 und dem Aufzeichnungsmedium 26 be
trägt 2,07 m/s. Die Aufzeichnungswellenlänge ist auf
0,5 µm festgelegt. Ferner ist ein Aufzeichnungsmedium
vorgesehen, das den Co-Cr-Nb-Dünnfilm als Aufzeichnungs
medium 25 benutzt, und ein Aufzeichnungsmedium mit dem
Co-Cr-Dünnfilm ist als Aufzeichnungsmedium 26 verwendet
worden. In Fig. 30 gibt die Ordinate das Wiedergabeaus
gangssignal als relativen logarithmischen Wert an, wobei
das Sättigungsausgangssignal zu eins angesetzt ist.
Ferner wird das Wi 10174 00070 552 001000280000000200012000285911006300040 0002003607501 00004 10055edergabeausgangssignal, welches sich
auf das Aufzeichnungsmedium 25 bezieht, durch eine
Kurve XI angegeben, und das Wiedergabeausgangssignal,
welches sich auf das Aufzeichnungsmedium 26 bezieht,
ist durch eine Kurve XII angegeben. Die magnetischen
Eigenschaften dieser Aufzeichnungsmedien 25 und 26
sind in der folgenden Tabelle IV zusammengestellt.
Aus dieser Tabelle geht hervor, daß die Koerzitiv
feldstärken Hc (⟂) der Aufzeichnungsmedien 25 und 26
auf angenähert dieselben Werte gesetzt wurden.
Aus der Fig. 30 ist ersichtlich, daß das Auf
zeichnungsmedium 25 eine solche Ausgangscharakteristik
hat, daß das Sättigungsausgangssignal über einen weiten
Bereich der magnetomotorischen Kraft NI aufrechterhalten
ist. Andererseits weist das Aufzeichnungsmedium 26 im
Vergleich zum Aufzeichnungsmedium 25 eine Ausgangscha
rakteristik auf, in der das Sättigungsausgangssignal nur
für einen außerordentlich schmalen Bereich der magneto
motorischen Kraft NI erreicht wird. Wird die magnetomoto
rische Kraft NI über den Wert, bei dem sich das Sätti
gungsausgangssignal ergibt, weiterhin erhöht, so ist die
Abnahme im Wiedergabeausgangssignal in der erfindungs
gemäßen Anordnung mit der in Fig. 25A gezeigten Kombina
tion im Vergleich zu der Abnahme gering, die sich für
das Wiedergabeausgangssignal in dem denkbaren System
ergibt, welches die in Fig. 25B gezeigte Kombination
benutzt. Infolgedessen wird an Hand der Fig. 30 deut
lich, daß es möglich ist, eine zufriedenstellende Quer
magnetisierungsaufzeichnung und Wiedergabe mit der er
findungsgemäßen Anordnung zu erzielen, die die in Fig. 25A
gezeigte Kombination benutzt, wobei das denkbare System
mit der in Fig. 25B gezeigten Anordnung vergleichsweise
schlecht ist. Wird der Wert der magnetomotorischen Kraft,
mit der ein Wiedergabeausgangssignal gewonnen werden
kann, welches 90% vom Sättigungsausgangssignal ent
spricht, mit NI(90) bezeichnet, so weist die erfindungs
gemäße Anordnung mit der Kombination aus der Fig. 25A
einen NI(90)-Wert H1 auf, der kleiner ist als ein
NI(90)-Wert H2 des denkbaren Systems mit der Kombination
aus Fig. 25B.
Die mit der erfindungsgemäßen Kombination erziel
ten Eigenschaften und Ausgangscharakteristiken können
deshalb erzielt werden, weil die erste Kristallschicht
25a des Aufzeichnungsmediums 25 als Schicht hoher Per
meabilität wirkt und die senkrechte Komponente oder
Querkomponente im magnetischen Fluß des Ringkernkopfes
21 erhöht, welcher die hohe magnetische Flußdichte
aufweist. Darüber hinaus sind solche Charakteristiken
erzielbar, weil das Entmagnetisierungsfeld in der zwei
ten Kristallschicht 25b des Aufzeichnungsmediums 25 ver
mindert ist.
Mit Hilfe der Fig. 29 und 30 wird belegt, daß
die Quermagnetisierungsaufzeichnungs- und Wiedergabe
charakteristiken der erfindungsgemäßen Anordnung auf
grund der Unterdrückung der Entmagnetisierung der
Aufzeichnung verbessert sind. Im folgenden wird nun
näher erläutert, warum die Entmagnetisierung in der
erfindungsgemäßen Anordnung unterdrückt ist, indem die
erfindungsgemäße Anordnung mit der denkbaren Anordnung,
welche die Kombination aus Fig. 25C benutzt, verglichen
wird. Die Fig. 31A bis 31C zeigen schematische Darstel
lungen zur Erklärung der Änderung in dem Bereich, wel
cher zur Quermagnetisierung beiträgt, wenn die magneto
motorische Kraft NI des Ringkernkopfes 21 im denkbaren
System mit der Kombination aus Fig. 25C erhöht wird.
Die Fig. 32A bis 32C zeigen schematische Darstellungen
zur Erklärung der Änderung im Bereich, welcher zur
Quermagnetisierung beiträgt, wenn die magnetomotorische
Kraft NI des Ringkernkopfes 21 in der erfindungsgemäßen
Anordnung mit der Kombination aus Fig. 25A aufeinander
folgend erhöht wird.
Im Fall eines idealen Aufzeichnungsmediums 27,
in welchem die Dicke der Schicht hoher Permeabilität
27a ausreichend groß ist und die Koerzitivfeldstärke Hc
der Schicht 27a hoher Permeabilität außerordentlich ge
ring ist, ist es möglich, die Querkomponente im Magnet
feld des Ringkernkopfes 21 zu intensivieren. Wie jedoch
aus den Fig. 31A bis 31C hervorgeht, werden Bereiche
J1 bis J3, die zur Quermagnetisierung beitragen, mit
wachsender magnetommotorischer Kraft NI größer. Diese
Zunahme geht auf die außerordentlich geringe Koerzitiv
feldstärke Hc der Schicht hoher Permeabilität 27a zurück.
Wie allgemein bekannt ist, wird die Aufzeichnungsent
magnetisierung durch Streuung der Magnetfeldverteilung
bewirkt, und daher nimmt die Entmagnetisierung der
Aufzeichnung zu und wird groß, wenn der Bereich, der
zur Quermagnetisierung beiträgt, streut und ebenfalls
groß wird. Die Folge dieses Streuens vom zur Quermagne
tisierung beitragenden Bereich ist eine Abnahme des
Wiedergabeausgangssignals, wodurch der Bereich der
magnetomotorischen Kraft NI, in welchem das Sättigungs
ausgangssignal aufrechterhalten werden kann, schmal wird.
Jedoch kann in der erfindungsgemäßen Anordnung
die erste Kristallschicht 25a des Aufzeichnungsmediums 25
leicht magnetisch gesättigt werden, weil im Vergleich
zur Schicht hoher Permeabilität 27a die Dicke der ersten
Kristallschicht 25a gering ist und die Koerzitivfeld
stärke Hc der ersten Kristallschicht 25a relativ groß
ist. Nimmt infolgedessen die magnetomotorische Kraft NI
zu, so wird die erste Kristallschicht 25a von der Umge
bung des Spalts 21a aus gesättigt, und die Komponente
des Magnetfeldes vom Ringkernkopf 21 in Schichtebene
nimmt zu. Im Bereich, der geringfügig vom Spalt 21a
getrennt oder entfernt ist, welcher letztlich die Ma
gnetisierungsrichtung des Aufzeichungsmediums 25 be
stimmt, ist die erste Kristallschicht 25a nicht gesät
tigt, und die erste Kristallschicht 25a wirkt als
Schicht hoher Permeabilität zur Intensivierung der
Querkomponente im Magnetfeld des Ringkernkopfes 21. Dies
bedeutet, daß Bereiche K1 bis K3, die zur Quermagneti
sierung beitragen, auch dann nicht zu groß werden, wenn
die magnetomotorische Kraft NI groß wird.
Um den oben beschriebenen Sachverhalt näher zu
erläutern, sei erwähnt, daß im Fall einer kleinen
magnetomotorischen Kraft NI in Fig. 32A die erste
Kristallschicht 25a magnetisch nicht gesättigt wird
und die erste Kristallschicht 25a als die Schicht hoher
Permeabilität in dem schmalen Bereich in der Umgebung
der Kante des Spaltes 21a wirkt. Aus diesem Grund ist
die Querkomponente im Magnetfeld des Ringkernkopfes 21
in diesem schmalen Bereich intensiviert, und eine Quer
magnetisierungsaufzeichnung, in der die Streuung des
magnetischen Flusses gering ist, wird ausgeführt, d. h.,
die Entmagnetisierung der Aufzeichnung ist gering.
Wird darüber hinaus die magnetomotorische Kraft NI
sukzessive erhöht, wie dies in den Fig. 32B und 32C
dargestellt ist, so ist die erste Kristallschicht 25a
in der Umgebung des Spaltes 21a gesättigt, und die
erste Kristallschicht 25a wirkt nicht ausreichend als
Schicht hoher Permeabilität. Infolgedessen nimmt das
magnetische Feld des Ringkernkopfes 21 in Schichtebene
in diesem gesättigten Bereich zu. Jedoch ist die erste
Kristallschicht 25a in dem Bereich, der geringfügig
vom Spalt 21a entfernt ist, immer noch nicht gesättigt,
und in diesem Bereich arbeitet die erste Kristallschicht
25a ausreichend als Schicht hoher Permeabilität. Mit
anderen Worten dehnen sich die Bereiche K1 bis K3, die
zur Quermagnetisierung beitragen, bei anwachsender
magnetomotorischer Kraft NI geringfügig in eine Rich
tung aus, die sich vom Spalt 21a entfernt. Obwohl daher
der zur Quermagnetisierung beitragende Bereich gering
fügig in seiner Größe zunimmt, wenn die magnetomotori
sche Kraft NI größer wird, so ist doch diese Zunahme
außerordentlich gering, so daß der zur Quermagnetisie
rung beitragende Bereich als angenähert konstant und
unabhängig von der Zunahme der magnetomotorischen Kraft
NI angesehen werden kann. Infolgedessen ist eine Ver
minderung der Entmagnetisierung der Aufzeichnung ge
währleistet.
Die vorhergehende Beschreibung macht deutlich,
daß die erfindungsgemäße Anordnung mit dem Aufzeich
nungsmedium, welches eine aus der ersten und zweiten
Kristallschicht aufgebaute magnetische Schicht auf
weist, deren Schichten aus demselben Material herge
stellt sind, in Kombination mit dem Ringkernkopf die
effektivste Wirkung zeigt. Da die erfindungsgemäße
Anordnung die Kombination des Aufzeichnungsmediums und
des Ringkernkopfes benutzt, ist eine Verbesserung der
Wiedergabecharakteristik möglich; ferner kann die
Entmagnetisierung der Aufzeichnung unterdrückt werden,
und es kann eine Quermagnetisierungsaufzeichnung und
Wiedergabe realisiert werden, in welcher die magneto
motorische Kraft NI klein sein kann.
Die vorliegende Erfindung, d. h. das erfindungs
gemäße Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium und
das Herstellungsverfahren hierfür, sind nicht auf
die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt,
sondern es sind statt dessen zahlreiche Abwandlungen
und Änderungen denkbar, ohne von der Erfindungsidee
abzuweichen oder den Schutzumfang der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.
Claims (4)
1. Quermagnetisierungsaufzeichnungs- und -wiedergabe
anordnung zur Aufzeichnung und zum Wiedergeben eines
Signals auf und von einem Quermagnetisierungsaufzeich
nungsmedium mittels eines Ringkernkopfes, wobei das
Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium eine Aufzeichnungs
trägerbasisschicht und eine auf dieser Aufzeichnungs
trägerbasisschicht ausgebildete magnetische Schicht auf
weist, die eine auf der Trägerbasisschicht ausgebildete
untere Schicht und eine auf dieser unteren Schicht ausge
bildete obere Schicht umfaßt und die als Resultat eines
einzigen kontinuierlichen Sputtervorgangs aus einem einzi
gen magnetischen Material gebildet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das einzige magnetische Material aus Kobalt, Chrom und zumindest einem der Elemente Tantal und Niob besteht,
daß die magnetische Schicht (12, 13, 25a, 25b) aus dem einzigen Material eine Dicke aufweist, die größer als etwa 0,1 µm ist,
daß die magnetische Schicht (12, 13, 25a, 25b) insgesamt eine große senkrechte Koerzitivfeldstärke aufweist,
daß die Koerzitivfeldstärke senkrecht zur Schichtebene (Hc ⟂) in der unteren Schicht (12, 25a) weniger als unge fähr 1,4 · 10⁴ A/m (180 Oe) und die Koerzitivfeldstärke in Schichtebene (Hc //) in der unteren Schicht weniger als ungefähr 4 · 10³ A/m (50 Oe) betragen, so daß das Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium (25) für die Quer magnetisierungsaufzeichnung- und -wiedergabe unter Ver wendung des Ringkernkopfes (14, 21) geeignet ist, und daß die untere Schicht (12, 25a) der magnetischen Schicht eine Schichtdicke von weniger als angenähert 0,05 µm aufweist.
daß das einzige magnetische Material aus Kobalt, Chrom und zumindest einem der Elemente Tantal und Niob besteht,
daß die magnetische Schicht (12, 13, 25a, 25b) aus dem einzigen Material eine Dicke aufweist, die größer als etwa 0,1 µm ist,
daß die magnetische Schicht (12, 13, 25a, 25b) insgesamt eine große senkrechte Koerzitivfeldstärke aufweist,
daß die Koerzitivfeldstärke senkrecht zur Schichtebene (Hc ⟂) in der unteren Schicht (12, 25a) weniger als unge fähr 1,4 · 10⁴ A/m (180 Oe) und die Koerzitivfeldstärke in Schichtebene (Hc //) in der unteren Schicht weniger als ungefähr 4 · 10³ A/m (50 Oe) betragen, so daß das Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium (25) für die Quer magnetisierungsaufzeichnung- und -wiedergabe unter Ver wendung des Ringkernkopfes (14, 21) geeignet ist, und daß die untere Schicht (12, 25a) der magnetischen Schicht eine Schichtdicke von weniger als angenähert 0,05 µm aufweist.
2. Aufzeichnungs- und Wiedergabeanordnung nach
Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Herstellung des Ringkernkopfes (14; 21) ein Metall benutzt wird.
daß zur Herstellung des Ringkernkopfes (14; 21) ein Metall benutzt wird.
3. Aufzeichnungs- und Wiedergabeanordnung nach
Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das für diesen Ringkernkopf (14; 21) benutzte Metall aus Metallen wie amorphen Legierungen, Sendust und Permalloy ausgewählt wird.
daß das für diesen Ringkernkopf (14; 21) benutzte Metall aus Metallen wie amorphen Legierungen, Sendust und Permalloy ausgewählt wird.
4. Aufzeichnungs- und Wiedergabeanordnung nach
Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das für den Ringkernkopf (14; 21) benutzte Metall eine magnetische Sättigungsflußdichte von mehr als 0,7 T (7000 G) aufweist.
daß das für den Ringkernkopf (14; 21) benutzte Metall eine magnetische Sättigungsflußdichte von mehr als 0,7 T (7000 G) aufweist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60045327A JPH0640361B2 (ja) | 1985-03-07 | 1985-03-07 | 垂直磁気記録再生方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3607501A1 DE3607501A1 (de) | 1986-09-11 |
DE3607501C2 true DE3607501C2 (de) | 1992-10-15 |
Family
ID=12716214
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863607501 Granted DE3607501A1 (de) | 1985-03-07 | 1986-03-07 | Quermagnetisierungsaufzeichnungs- und wiedergabeanordnung |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4745510A (de) |
JP (1) | JPH0640361B2 (de) |
DE (1) | DE3607501A1 (de) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5147732A (en) * | 1988-09-28 | 1992-09-15 | Hitachi, Ltd. | Longitudinal magnetic recording media and magnetic memory units |
US4860152A (en) * | 1989-01-30 | 1989-08-22 | Delco Electronics Corporation | Two stage protection circuit for a power MOSFET driving an inductive load |
US5001589A (en) * | 1989-05-31 | 1991-03-19 | Seagate Technology, Inc. | Tungsten and tantalum diffusion barriers for Metal-In-Gap magnetic heads |
WO1991000593A1 (de) * | 1989-06-28 | 1991-01-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Magnetische speichereinrichtung mit aufzeichnungsmedium und dünnfilm-magnetkopf |
JP3104328B2 (ja) * | 1991-10-22 | 2000-10-30 | ソニー株式会社 | 垂直磁気記録装置及び垂直磁気記録再生装置 |
JP2715783B2 (ja) * | 1992-01-30 | 1998-02-18 | 日本ビクター株式会社 | 磁気記録媒体 |
US5815342A (en) * | 1992-07-13 | 1998-09-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Perpendicular magnetic recording/reproducing apparatus |
US6195233B1 (en) * | 1993-03-15 | 2001-02-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Perpendicular thin-film magnetic head |
DE69431815D1 (de) * | 1993-05-31 | 2003-01-09 | Tdk Corp | Magnetische Aufzeichnungs-/Wiedergabemethode |
JP2688568B2 (ja) * | 1994-11-30 | 1997-12-10 | 花王株式会社 | 磁気記録媒体 |
US6117282A (en) * | 1997-09-23 | 2000-09-12 | Kuo; Po-Cheng | Method of producing amorphous Co-Tb magnetic recording thin films |
JP3919047B2 (ja) * | 1998-09-30 | 2007-05-23 | 日本ビクター株式会社 | 垂直磁気記録媒体 |
US7687157B2 (en) * | 2005-02-04 | 2010-03-30 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Perpendicular recording media having an exchange-spring structure |
US7846564B2 (en) | 2005-09-27 | 2010-12-07 | Seagate Technology Llc | Perpendicular magnetic recording media with magnetic anisotropy/coercivity gradient and local exchange coupling |
US20080090106A1 (en) * | 2006-10-13 | 2008-04-17 | David Braunstein | Soft underlayer for perpendicular media with mechanical stability and corrosion resistance |
US9311948B2 (en) * | 2008-12-31 | 2016-04-12 | Seagate Technology Llc | Magnetic layering for bit-patterned stack |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5843815B2 (ja) * | 1975-10-23 | 1983-09-29 | 富士写真フイルム株式会社 | ジキキロクテ−プ |
JPS5816248B2 (ja) * | 1975-11-05 | 1983-03-30 | 富士写真フイルム株式会社 | シンキナジキキロクタイ |
JPS5354002A (en) * | 1976-10-26 | 1978-05-17 | Sony Corp | Magnetic recording medium |
JPS5891B2 (ja) * | 1977-09-30 | 1983-01-05 | 俊一 岩崎 | 磁気記録媒体 |
US4237506A (en) * | 1978-04-03 | 1980-12-02 | Graham Magnetics Inc. | Polymodal magnetic recording member |
JPS5733435A (en) * | 1980-07-31 | 1982-02-23 | Tdk Corp | Magnetic recording medium |
JPS5864634A (ja) * | 1981-10-13 | 1983-04-18 | Hitachi Maxell Ltd | 磁気記録媒体 |
US4613918A (en) * | 1982-04-14 | 1986-09-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Perpendicular magnetic playback head and a perpendicular magnetic recording and reproducing device |
JPS5914101A (ja) * | 1982-07-14 | 1984-01-25 | Hitachi Ltd | 磁気記録再生方式 |
JPH0619809B2 (ja) * | 1982-11-11 | 1994-03-16 | ソニー株式会社 | 垂直磁気記録方式 |
JPS59172144A (ja) * | 1983-03-20 | 1984-09-28 | Hitachi Maxell Ltd | 磁気記録媒体 |
JPS60157715A (ja) * | 1984-01-26 | 1985-08-19 | Tdk Corp | 磁気記録媒体 |
JPS60211618A (ja) * | 1984-04-05 | 1985-10-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁気記録媒体 |
JPS6150211A (ja) * | 1984-08-20 | 1986-03-12 | Res Dev Corp Of Japan | 垂直磁気記録媒体およびその製法 |
-
1985
- 1985-03-07 JP JP60045327A patent/JPH0640361B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-02-28 US US06/835,045 patent/US4745510A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-03-07 DE DE19863607501 patent/DE3607501A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4745510A (en) | 1988-05-17 |
JPH0640361B2 (ja) | 1994-05-25 |
JPS61204819A (ja) | 1986-09-10 |
DE3607501A1 (de) | 1986-09-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69104671T2 (de) | Strukturen von Dünnschichten für Magnetköpfe. | |
DE3607501C2 (de) | ||
DE19820462C2 (de) | Magnetowiderstandseffektkopf | |
DE3850833T2 (de) | Magnetischer Aufzeichnungsträger. | |
DE3876849T2 (de) | Magnetkopfzusammenbau fuer senkrechte magnetaufzeichnung. | |
DE3226937C2 (de) | ||
DE2842609C2 (de) | ||
DE2841633C2 (de) | Magnetaufzeichnungs- und wiedergabegerät | |
DE3707522A1 (de) | Magnetischer nitridfilm | |
DE69727261T2 (de) | Element mit magnetoresistivem Effekt, sein Herstellungsverfahren und Magnetkopf daraus | |
DE19700506A1 (de) | Magnetisches Speichermedium | |
DE3434225C2 (de) | ||
DE3607500C2 (de) | ||
DE69200169T3 (de) | Magnetresistive Materialien. | |
DE3610432C2 (de) | ||
DE3886569T2 (de) | Magnetkopf. | |
DE69123487T2 (de) | Dünnfilmmagnetkopf | |
DE19649859A1 (de) | Induktiver Dünnfilmkopf, Verfahren zum Herstellen desselben und magnetisches Schreib/Lese-Laufwerk | |
DE4322698A1 (de) | Dünnfilm-Magnetkopf | |
DE3888287T2 (de) | Film-Magnetkopf. | |
DE69516215T2 (de) | Magneto-Widerstandseffekt-Dünnfilmmagnetkopf | |
DE3610431C2 (de) | ||
DE3440386C2 (de) | ||
DE10022372A1 (de) | Co-Fe-Ni-Magnetfilm mit hoher magnetischer Sättigungsflußdichte, den Film verwendender Dünnfilm-Verbundmagnetkopf und den Kopf verwendende Magnetspeichervorrichtung | |
DE69610453T2 (de) | Weichmagnetischer dünner Film und Dünnfilmmagnetelement unter Verwendung desselben |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: PATENTANWAELTE REICHEL UND REICHEL, 60322 FRANKFURT |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |