JPH04351708A - ホール素子および磁気ヘッド - Google Patents
ホール素子および磁気ヘッドInfo
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- JPH04351708A JPH04351708A JP12572991A JP12572991A JPH04351708A JP H04351708 A JPH04351708 A JP H04351708A JP 12572991 A JP12572991 A JP 12572991A JP 12572991 A JP12572991 A JP 12572991A JP H04351708 A JPH04351708 A JP H04351708A
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- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 20
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Landscapes
- Magnetic Heads (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁界検出用のホール素
子、および、ＨＤＤ、ＶＴＲ、ＦＤＤ等の磁気記録媒体
の情報を再生する磁気ヘッドの構成に関するものである
。
子、および、ＨＤＤ、ＶＴＲ、ＦＤＤ等の磁気記録媒体
の情報を再生する磁気ヘッドの構成に関するものである
。
【０００２】
【従来の技術】図８は、例えば松本光功著「磁気ヘッド
と磁気記録」（総合電子出版）に示された従来のホール
素子を示す構成図である。図において、１は半導体や金
属導体や磁性体からなり、ホール効果を利用したホール
素子である。ホール効果とはホ−ル素子１に電流Ｉを流
し、外部磁界Ｈを印加すると、電流Ｉと外部磁界Ｈに比
例する大きさの起電力ＶＨ が、電流Ｉと外部磁界Ｈに
直交する方向に発生する現象である。
と磁気記録」（総合電子出版）に示された従来のホール
素子を示す構成図である。図において、１は半導体や金
属導体や磁性体からなり、ホール効果を利用したホール
素子である。ホール効果とはホ−ル素子１に電流Ｉを流
し、外部磁界Ｈを印加すると、電流Ｉと外部磁界Ｈに比
例する大きさの起電力ＶＨ が、電流Ｉと外部磁界Ｈに
直交する方向に発生する現象である。
【０００３】一般に起電力Ｖは、
【０００４】ＶＨ ＊ｔ／Ｉ＝Ｒ０ ＊Ｈ （数
式１）
式１）
【０００５】の式で表される。ここでｔは素子厚
、Ｒ０ はホール係数である。
、Ｒ０ はホール係数である。
【０００６】また、磁性体では磁化Ｍに比例する異常ホ
ール効果が重畳される。
ール効果が重畳される。
【０００７】この場合の起電力ＶＨ は、
【０００８】
ＶＨ ＊ｔ／Ｉ＝Ｒ０ ＊Ｈ＋Ｒ１ ＊Ｍ （数
式２）
ＶＨ ＊ｔ／Ｉ＝Ｒ０ ＊Ｈ＋Ｒ１ ＊Ｍ （数
式２）
【０００９】の式で表される。ここでＲ１ は異常ホー
ル係数である。
ル係数である。
【００１０】一般に磁性体では、ホール電圧ＶＨ は異
常ホール効果の方が大きく、係数の大きさはＲ０ ＜Ｒ
１ である。
常ホール効果の方が大きく、係数の大きさはＲ０ ＜Ｒ
１ である。
【００１１】磁界検出用のホール素子としては一般に、
Ｇｅ、Ｓｉ、ＩｎＳｂ、ＩｎＡｓ、ＧａＡｓ等の半導体
が主に使用されており、磁界検出用に磁性体を使用する
場合はホール効果を利用するのではなく、磁気抵抗効果
効果を利用していた。
Ｇｅ、Ｓｉ、ＩｎＳｂ、ＩｎＡｓ、ＧａＡｓ等の半導体
が主に使用されており、磁界検出用に磁性体を使用する
場合はホール効果を利用するのではなく、磁気抵抗効果
効果を利用していた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記半
導体は磁気抵抗効果素子と比べて微少な磁界変化に対す
る検出感度が低く、また、磁気抵抗効果素子は膜面に垂
直な磁界に対しては検出感度が低いという問題点があっ
た。
導体は磁気抵抗効果素子と比べて微少な磁界変化に対す
る検出感度が低く、また、磁気抵抗効果素子は膜面に垂
直な磁界に対しては検出感度が低いという問題点があっ
た。
【００１３】この発明は上記のような従来のものの問題
点を解決するためになされたものであり、微少な磁界変
化に対する検出感度が高く、しかも膜面に垂直な磁界に
対しても検出感度が高いホール素子を提供することを目
的としている。
点を解決するためになされたものであり、微少な磁界変
化に対する検出感度が高く、しかも膜面に垂直な磁界に
対しても検出感度が高いホール素子を提供することを目
的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明に係るホール素子
は、外部磁界を検出する手段として、垂直磁気異方性を
有する磁化膜の異常ホール効果を利用するものである。
は、外部磁界を検出する手段として、垂直磁気異方性を
有する磁化膜の異常ホール効果を利用するものである。
【００１５】さらに、垂直磁気異方性を有する磁化膜の
膜面方向にバイアス磁界を印加する手段を有するもので
ある。
膜面方向にバイアス磁界を印加する手段を有するもので
ある。
【００１６】また、本発明に係る磁気ヘッドは、外部磁
界を検出する手段として垂直磁気異方性を有する磁化膜
の異常ホール効果を利用するホール素子を用いたもので
ある。
界を検出する手段として垂直磁気異方性を有する磁化膜
の異常ホール効果を利用するホール素子を用いたもので
ある。
【００１７】
【作用】上記のように構成されたホール素子では、垂直
磁気異方性を有する磁化膜の異常ホール効果を利用して
いるので、半導体を利用するものに比べて微少な磁界変
化に対する検出感度が高く、さらに磁化用容易軸方向が
膜面に垂直にあり、膜面に垂直な磁界に対しても検出感
度が高い。
磁気異方性を有する磁化膜の異常ホール効果を利用して
いるので、半導体を利用するものに比べて微少な磁界変
化に対する検出感度が高く、さらに磁化用容易軸方向が
膜面に垂直にあり、膜面に垂直な磁界に対しても検出感
度が高い。
【００１８】また、磁化膜の膜面方向にバイアス磁界を
印加する手段は、微小な外部磁界に対する感度を改善す
る。
印加する手段は、微小な外部磁界に対する感度を改善す
る。
【００１９】さらに、磁気記録媒体の情報を再生する手
段として上記のようなホール素子を用いれば、磁気ヘッ
ドの検出感度を改善できる。
段として上記のようなホール素子を用いれば、磁気ヘッ
ドの検出感度を改善できる。
【００２０】
【実施例】実施例１．図１はこの発明の一実施例を示す
構成図である。２が垂直磁気異方性を有する磁化膜であ
る点を除き、構成は従来と全く同一である。
構成図である。２が垂直磁気異方性を有する磁化膜であ
る点を除き、構成は従来と全く同一である。
【００２１】図２は垂直磁気異方性を有する磁化膜２の
膜面に垂直に外部磁界を印加した時の磁化の変化を示す
磁化曲線図の一例である。この磁化膜はフェリ磁性体で
あるＨｏＣｏ合金であり、膜厚は１５００オングストロ
ーム、保持力は５０Ｏｅである。
膜面に垂直に外部磁界を印加した時の磁化の変化を示す
磁化曲線図の一例である。この磁化膜はフェリ磁性体で
あるＨｏＣｏ合金であり、膜厚は１５００オングストロ
ーム、保持力は５０Ｏｅである。
【００２２】なお、垂直磁気異方性を有する磁化膜２と
しては、フェロ磁性体よりフェリ磁性体を使用した方が
、膜内の反磁界が少なく磁界の検出感度の点で有利であ
る。また、保持力も小さなものが作成できる。フェリ磁
性体としては、希土類と遷移金属の合金が有効で、希土
類としてＧｄやＨｏが挙げられる。
しては、フェロ磁性体よりフェリ磁性体を使用した方が
、膜内の反磁界が少なく磁界の検出感度の点で有利であ
る。また、保持力も小さなものが作成できる。フェリ磁
性体としては、希土類と遷移金属の合金が有効で、希土
類としてＧｄやＨｏが挙げられる。
【００２３】図３は上記垂直磁気異方性を有する磁化膜
２の膜面に垂直に外部磁界を印加した時の起電力ＶＨ
の変化を示す図である。電流値１０ｍＡの時、起電力Ｖ
Ｈ として４．２ｍＶが得られた。図２と図３の比較か
ら明らかなように、両者は非常によく一致した形状を示
している。
２の膜面に垂直に外部磁界を印加した時の起電力ＶＨ
の変化を示す図である。電流値１０ｍＡの時、起電力Ｖ
Ｈ として４．２ｍＶが得られた。図２と図３の比較か
ら明らかなように、両者は非常によく一致した形状を示
している。
【００２４】図４（ａ）（ｂ）は外部磁界を時間変化さ
せた場合の起電力ＶＨの時間変化を示した図である。外
部磁界が保持力ＨＣ より大きくなった時点で磁化反転
が起こり、これに対応して起電力ＶＨ の符号が反転す
る。 本構成では、外部磁界の大きさによらず一定の大きさの
起電力ＶＨ が常に得られるという利点がある。特に、
磁化の向きのみを判定すればよいようなデジタル信号処
理に適している。また、磁気ヘッドとして利用した場合
、磁気記録媒体との相対速度に依存しない起電力ＶＨ
が得られるというホール効果の特徴も有している。
せた場合の起電力ＶＨの時間変化を示した図である。外
部磁界が保持力ＨＣ より大きくなった時点で磁化反転
が起こり、これに対応して起電力ＶＨ の符号が反転す
る。 本構成では、外部磁界の大きさによらず一定の大きさの
起電力ＶＨ が常に得られるという利点がある。特に、
磁化の向きのみを判定すればよいようなデジタル信号処
理に適している。また、磁気ヘッドとして利用した場合
、磁気記録媒体との相対速度に依存しない起電力ＶＨ
が得られるというホール効果の特徴も有している。
【００２５】実施例２．図５はこの発明の他の実施例を
示す構成図であり、磁化膜２の膜面方向にバイアス磁界
を印加する手段として、磁化膜２の近傍に永久磁石３を
設けた構成となっている。磁化膜２の磁化はバイアス磁
界方向に傾いた状態になっており、微小な外部磁界でも
磁化膜２の磁化の傾きが変化するので、これに応じて起
電力ＶＨの変化として検知できる。
示す構成図であり、磁化膜２の膜面方向にバイアス磁界
を印加する手段として、磁化膜２の近傍に永久磁石３を
設けた構成となっている。磁化膜２の磁化はバイアス磁
界方向に傾いた状態になっており、微小な外部磁界でも
磁化膜２の磁化の傾きが変化するので、これに応じて起
電力ＶＨの変化として検知できる。
【００２６】図６（ａ）（ｂ）は磁化膜２の膜面方向に
バイアス磁界を印加した状態で、外部磁界を変化させた
場合の起電力ＶＨ の時間変化を示した図である。外部
磁界の変化に比例した起電力ＶＨ の変化が得られてい
る。
バイアス磁界を印加した状態で、外部磁界を変化させた
場合の起電力ＶＨ の時間変化を示した図である。外部
磁界の変化に比例した起電力ＶＨ の変化が得られてい
る。
【００２７】なお、バイアス磁界を印加する手段として
は、上記の永久磁石３以外に、電流による発生磁界を用
いてもよく、また保持力の大きな一定方向に磁化された
磁化膜を磁化膜２の近傍に併設してもよい。
は、上記の永久磁石３以外に、電流による発生磁界を用
いてもよく、また保持力の大きな一定方向に磁化された
磁化膜を磁化膜２の近傍に併設してもよい。
【００２８】図７（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明の他
の実施例示し、上記のようなホール素子を用いた磁気ヘ
ッドの構成図である。各図において、４は磁気コア、５
は磁気記録媒体、６は磁気シールドである。図７（ａ）
は磁気コア４の空隙にホ−ル素子２を配置した例、図７
（ｂ）は感度を上げるためにホ−ル素子２をそのまま磁
気記録媒体に近接させた例、図７（ｃ）は分解能を上げ
るために磁気シールド６をホ−ル素子２の両側に配置し
た例である。
の実施例示し、上記のようなホール素子を用いた磁気ヘ
ッドの構成図である。各図において、４は磁気コア、５
は磁気記録媒体、６は磁気シールドである。図７（ａ）
は磁気コア４の空隙にホ−ル素子２を配置した例、図７
（ｂ）は感度を上げるためにホ−ル素子２をそのまま磁
気記録媒体に近接させた例、図７（ｃ）は分解能を上げ
るために磁気シールド６をホ−ル素子２の両側に配置し
た例である。
【００２９】また、上記磁気ヘッドに、再生感度を高め
るために、実施例２のバイアス磁界を印加する手段を設
けても良いことは言うまでもない。
るために、実施例２のバイアス磁界を印加する手段を設
けても良いことは言うまでもない。
【００３０】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、外部磁
界を検出する手段として、垂直磁気異方性を有する磁化
膜の異常ホール効果を利用するので、微少な磁界変化に
対する検出感度が高く、しかも膜面に垂直な磁界に対し
ても検出感度が高いホール素子が得られる効果がある。
界を検出する手段として、垂直磁気異方性を有する磁化
膜の異常ホール効果を利用するので、微少な磁界変化に
対する検出感度が高く、しかも膜面に垂直な磁界に対し
ても検出感度が高いホール素子が得られる効果がある。
【００３１】また、垂直磁気異方性を有する磁化膜の膜
面方向にバイアス磁界を印加する手段を設けることで、
微小な外部磁界に対する感度を改善できる。
面方向にバイアス磁界を印加する手段を設けることで、
微小な外部磁界に対する感度を改善できる。
【００３２】さらに、外部磁界を検出する手段として垂
直磁気異方性を有する磁化膜の異常ホール効果を利用す
るホール素子を用いた磁気ヘッドは、検出感度が向上す
る。
直磁気異方性を有する磁化膜の異常ホール効果を利用す
るホール素子を用いた磁気ヘッドは、検出感度が向上す
る。
【図１】この発明の実施例１を示す構成図である。
【図２】この発明の実施例１を示す垂直磁気異方性を有
する磁化膜の膜面に垂直に外部磁界を印加した時の磁化
の変化を示す磁化曲線図である。
する磁化膜の膜面に垂直に外部磁界を印加した時の磁化
の変化を示す磁化曲線図である。
【図３】この発明の実施例１を示す垂直磁気異方性を有
する磁化膜の膜面に垂直に外部磁界を印加した時の起電
力ＶＨ の変化を示す曲線図である。
する磁化膜の膜面に垂直に外部磁界を印加した時の起電
力ＶＨ の変化を示す曲線図である。
【図４】この発明の実施例１を示す垂直磁気異方性を有
する磁化膜の外部磁界を時間変化させた場合の起電力Ｖ
Ｈ の時間変化を示す曲線図である。
する磁化膜の外部磁界を時間変化させた場合の起電力Ｖ
Ｈ の時間変化を示す曲線図である。
【図５】この発明の実施例２を示す構成図である。
【図６】この発明の実施例２を示す垂直磁気異方性を有
する磁化膜の膜面方向にバイアス磁界を印加した状態で
、外部磁界を変化させた場合の起電力ＶＨ の時間変化
を示す曲線図である。
する磁化膜の膜面方向にバイアス磁界を印加した状態で
、外部磁界を変化させた場合の起電力ＶＨ の時間変化
を示す曲線図である。
【図７】この発明の他の実施例による磁気ヘッドを示す
構成図である。
構成図である。
【図８】従来のホ−ル素子を示す構成図である。
１ ホール素子
２ 垂直磁気異方性を有する磁化膜
３ 永久磁石
４ 磁気コア
５ 磁気記録媒体
６ 磁気シールド
Claims (3)
- 【請求項１】 外部磁界を検出する手段として、垂直
磁気異方性を有する磁化膜の異常ホール効果を利用する
ことを特徴とするホール素子。 - 【請求項２】 垂直磁気異方性を有する磁化膜の膜面
方向にバイアス磁界を印加する手段を有している請求項
第１項記載のホール素子。 - 【請求項３】 外部磁界を検出する手段として垂直磁
気異方性を有する磁化膜の異常ホール効果を利用するホ
ール素子を用いた磁気ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12572991A JPH04351708A (ja) | 1991-05-29 | 1991-05-29 | ホール素子および磁気ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12572991A JPH04351708A (ja) | 1991-05-29 | 1991-05-29 | ホール素子および磁気ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04351708A true JPH04351708A (ja) | 1992-12-07 |
Family
ID=14917342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12572991A Pending JPH04351708A (ja) | 1991-05-29 | 1991-05-29 | ホール素子および磁気ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04351708A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8390954B2 (en) | 2008-09-10 | 2013-03-05 | HGST Netherlands B.V. | Magnetic reproducing element using anomalous hall effect and magnetic head using the same |
| CN114487941A (zh) * | 2022-04-06 | 2022-05-13 | 南方电网数字电网研究院有限公司 | 磁传感器、磁场测量方法及磁传感器的制备方法 |
-
1991
- 1991-05-29 JP JP12572991A patent/JPH04351708A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8390954B2 (en) | 2008-09-10 | 2013-03-05 | HGST Netherlands B.V. | Magnetic reproducing element using anomalous hall effect and magnetic head using the same |
| CN114487941A (zh) * | 2022-04-06 | 2022-05-13 | 南方电网数字电网研究院有限公司 | 磁传感器、磁场测量方法及磁传感器的制备方法 |
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