JPH09505177A - 磁界検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 介在非磁性層によって第２磁性層から離間される第１磁性層（１）を含む磁気−抵抗多層構体を具え、該多層抗体が、動作中にこの多層抗体に磁束が与えられる方向と一致する第１面内基準軸（Ｒ₁）と、該第１基準軸（Ｒ₁）に対して垂直の第２面内基準軸（Ｒ₂）とを有している磁界検出用装置であって、第１磁性層（１）の磁化容易軸を第２基準軸（Ｒ₂）に対して鋭角の面内角度αにわたって傾斜させ、且つ第２磁性層の磁化容易軸を第２基準軸（Ｒ₂）に対して鋭角の面内角度βにわたって反対方向に傾斜させる。斯種の装置は、テープ、ディスク又はカード形態の担体から磁気的に符号化したデータを検知して取出す磁気ヘッドに適用される。

Description

【発明の詳細な説明】 磁界検出装置 本発明は、介在非磁性層によって第２磁性層から離間される第１磁性層を含む 磁気−抵抗多層構体を具え、該多層構体が、動作中にこの多層構体に磁束が与え られる方向と一致する第１面内基準軸と、該第１基準軸に対して垂直の第２面内 基準軸とを有している磁界検出用装置に関するものである。 本発明は斯種の装置を組込む磁気ヘッドにも関するものである。 斯種の装置は所謂スピン−バルブ磁気−抵抗効果を活用するのに用いることが でき、この装置が呈する電気抵抗は第１及び第２磁性層における磁化ベクトルの 相対方位に依存し、これらの磁化ベクトルは外部磁界によって影響され得る。従 って、斯かる装置は可変印加磁界を変動電気信号に変換するのに用いて、例えば 動いているデータ担体における磁気的に符号化され情報を電気的に読出すことが できる。或いは又、タコメータ及び磁気コンパスのような計器に適用することも できる。 一般に、このような装置における磁気−抵抗効果の大きさは比較的小さく、一 般に常温で１〜１０％程度である。従って、許容可能な信号対雑音比を得なけれ ばならない場合には、装置が発生する雑音を最小に保つ必要がある。 冒頭にて述べたような装置は、J．Phys．Soc．Jap．59(9)．1990年3061〜3064 頁におけるShinjyo及びYamamoto による論文でも明らかにされており、ここでは 第１磁性層をＣｏで構成し、第２磁性層をＮｉＦｅ合金（パーマロイ）で構成し 、介在非磁性層をＣｕで構成している。第１及び第２磁性層の磁化容易軸は相対 的に平行であり、装置の当面の実験テストに用いられた外部磁界は、これらの磁 化容易軸方向に沿って印加される。この論文の図２に示されるように、この外部 磁界は第１及び第２磁性層における磁化ベクトルを最小と最大の観測電気抵抗に それぞれ対応する相対的に平行な配列と相対的に逆平行の配列との間にて操作す るのに用いることができる。 この従来の装置の欠点は、増大するバルクハウゼン雑音に関連して（論文の図 １から明らかなように）比較的高い磁気ヒステリシスを呈するということにある 。これは、装置内での磁化の反転が磁性層の磁化ベクトルの純粋な回転により起 こるだけでなく、磁壁の動きによっても部分的に左右されることに起因している 。これは次のように説明することができる。 外部磁界Ｈの印加により方向的に反転されている合成磁化ベクトルＭは、それ によって準安定状態に持たらされる。その理由は、外部磁界Ｈが取り除かれると 、ベクトルＭが緩和して、２方向のいずれにも回転することにより、その元の方 位へと戻るからである。しかし、一般に空間Ｍ分布は別々の部分に分割され、そ の各々は異なる向きで緩和状態へと逆に回転する。このような分割が少なくとも １個の磁壁の形成をまねくのである。 こうした問題を回避するために、別の測定構造のものを用いて、印加磁界が最 早装置の磁化容易軸に沿う方向に向けられないようにすることが試みられている 。このような構造のものは、例えばGuoおよびZhuの論文 J.Appl.Phys.75(10)，1 994年，第6388〜6390頁に説明されている。この理論的論文では、外部磁界Ｈを この論文の図１に示されているように、第１及び第２磁性層の容易軸に対して垂 直に印加する。この外磁界Ｈの大きさが増大すると、第１及び第２磁性層の磁化 ベクトルＭ ₁及びＭ ₂が角度θにわたって容易軸の方へと回転し、さらに次のよう な２つのシナリオを見分けることができる。 （1）印加される磁界の値が比較的低い場合には、実際上Ｍ ₁及びＭ ₂は決してＨ に対して平行にはならない。この結果、これらの磁化ベクトルは準安定状態には ならなくなる。その理由は、各ベクトルは（図１に示されるように、それらの経 路がＭ ₁に対しては反時計方向となり、Ｍ ₂に対しては時計方向となるので）その 元の方位へ戻る“最容易経路”しか有さないからである。 （2）しかし、印加される磁界の値が十分高い場合には、Ｍ ₁及びＭ ₂は結局Ｈに 対して（ほぼ）平行となり、従って前述したのと同様な準安定状態に持たらされ る。 従って、かなりの磁気ヒステリシスが依然シナリオ(2)にて生ずることになる。 本発明の目的は磁気ヒステリヒスが低減される磁界検出装置を提供することに ある。 この目的及び他の目的達成のために、本発明は冒頭にて述べたような磁界検出 装置において、第１磁性層の磁化容易軸を前記第２基準軸に対して鋭角の面内角 度αにわたって傾斜させ、且つ第２磁性層の磁化容易軸を前記第２基準軸に対し て鋭角の面内角度βにわたって反対方向に傾斜させたことを特徴とする。 なお、“動作中に多層構体に磁束が与えられる方向”と云うフレーズは、外部 的に印加される磁界を多層構体そのものが受けるような外部磁界の方向のことを 云う。一般に、この外部磁界は多層構体が組込まれる磁気ヨークのような手段を 介して多層構体に転送される。外部磁界がヨークの極面によってピックアップさ れる個所の外部磁界の方向には無関係に、上記フレーズは、対応する磁束がヨー クによって多層構体の平面に与えられるので、斯かる磁束の方位のことを云う。 外部磁界はヨークがなくても多層構体によってさえぎることができることは勿論 である。 “鋭角の面内角度”とは、多層構体の平面内に対する９０°以下の大きさの０ °を除く正の角度のことであると理解すべきである。或る所定の軸に対し、この ような角度は２つの反対方向、例えば時計方向か、又は反時計方向の角度に対す るものとすることができる。 本発明による装置を強調する独創的な識見は次のように説明することができる 。なお、 − 第１及び第２基準軸をそれぞれＲ₁及びＲ₂により示し； − 第１及び第２磁性層の磁化容易軸をそれぞれＥ₁及びＥ₂と称し； − 第１及び第２極性層の（合成）磁化ベクトルをそれぞれＭ₁及びＭ₂とする。 この学術用語によると、本発明による手段はＥ₁及びＥ₂が相対的に平行にはなら ず、しかもＥ₁及びＥ₂がいずれもＲ₁に対して垂直にならないようにする。Ｒ₁に 沿って印加される磁界の強度が増すと、Ｍ₁及びＭ₂は共に次第にＲ₁と平行とな るようにし向けられる。しかし、飽和状態になっても、Ｍ₁及びＭ₂が共にＲ₁に 対してほぼ平行である時は、どちらの磁化ベクトルもその各磁化容易軸に対して 垂直にならないため、磁化ベクトルは前述したような準安定状態では決して存在 し得ない。従って、外部磁界Ｈを除いた際の磁化緩和が常に磁壁形成なしで単一 の“最容易経路”を経て起こることになる。従って、本発明による装 置の磁気ヒステリシスは従来の装置のそれに比べて著しく低減される。 Ｅ₁及びＥ₂をＲ₁に対して所望に傾けるには、所定方位の印加外部磁界Ｈ₀の存 在下で第１及び第２磁性層を成長させることにより達成することができる。 Ｅ₁及びＥ₂を相対的に平行にはしないから、Ｈ₀の方位を調整できるようにす るか、又はＨ₀の固定方位に対して多層構体を回転し得るようにする必要がある 。前者は例えば多層構体を基板上に成長させ、この基板は閉成磁気ヨークの平面 内の領域内へ位置させ、磁気ヨークに２対の電気コイルを巻回して４極電磁石を 形成するようにして達成することができる。このような４極装置によって発生さ れる正味の磁界の方向及び強度は２つのコイル対に流す２つのステアリング電流 を適当に選定することにより調整することができる。例えば、パーマロイの如き 一般に用いられる磁性材料にて所望な傾斜をさせるには約１００〜３００ Ｏｅ の磁界強度で十分である。 傾斜角度α及びβの好適値は、所定の装置に対して考慮すべき次のような２つ の事柄の相互作用によって決定される。即ち、 （ａ）代表的なスピンバルブ磁気−抵抗素子は一般に、Ｍ₁とＭ₂が逆平行の配 列となる場合に最大の電気抵抗を呈し、Ｍ₁とＭ₂が平行な配列となる場合に最小 の電気抵抗を呈する。本発明の装置の場合には、後者の配列が十分強力な印加磁 界の影響下でＲ₁に沿って生じ得る。しかし、（正確な）前者の配列は、斯かる 印加磁界が緩和される際には生じない。その理由は、本発明によれば、Ｅ₁及び Ｅ₂を故意に不平行とするからである。従って、Ｒ₂に対するＥ₁及びＥ₂の平行度 が大きくなるにつれて（即ち、α及びβの値が小さくなるにつれて）、“磁界オ ン”状態と“磁界オフ”状態との間の装置の相対的抵抗差が大きくなる。 （ｂ）一方、α及びβの値はあまり小さ過ぎないようにすべきである。その理 由は、あまり小さな値では飽和中に不所望な準安定状態が発生する恐れが増大す るからである。これは、所謂分散効果及び縁部の不規性が生じて、局部的な事情 で所定の個々の磁化方位が当面の磁性層の残部における統計的平均から強力にず れるためである。 前記（ａ）に関し、実際上良好な妥協は０＜α＜４５°及び０＜β＜４５°の 場合に達成され、特に満足のゆく結果はα≦２０°及びβ≦２０°の場合に得ら れる。しかし、４５°以上のα及びβの値でも使用することができる。前記（ｂ ）に関しては、α及びβを共に５°以上とするのが好適である（これは必ずしも 必要なことではない）。なお、α及びβは選択次第で等しくするか、又は相違さ せることができる。 本発明による装置の好適例は、第１及び第２磁性層を互いに反強磁性的に結合 させることを特徴とする。このような例では、ベクトルＭ₁及びＭ₂は適当な外部 磁界の存在下でのみ平行となるが、さもなければほぼ逆平行となる（ベクトルは α及びβの値に依存し；いずれの場合にもＲ₂に沿うそれらのベクトルの成分は 正確に逆平行となる。磁気−抵抗多層構体が呈する電気抵抗はＭ₁及びＭ₂の相対 方位に依存するから、このような装置が、“磁界オン”状態と“磁界オフ”状態 とで明らかに異なる抵抗値を呈することは明らかである。 上述したようなことは、第１及び第２磁性層を互いに強力に強磁性結合させる 場合には自動的にそのようにはならない。その理由は、この場合にはＭ₁及びＭ₂ が“磁界オン”状態と“磁界オフ”状態（少なくとも、α及びβの比較的小さな 値に対して）との双方にてほぼ平行となるからである。しかし、こうした問題は 、第１磁性層の磁気異方性と第２磁性層の磁気異方性の大きさを相違させるよう に本発明による装置を具体化することにより軽減することができる。このような 装置では、Ｍ₁及びＭ₂がゼロ磁界中でほぼ平行となり（α及びβの値が比較的小 さい場合、いずれの場合にもそれらのＲ₂に沿う成分は正確に平行となる）、又 外部磁界Ｈの印加は、Ｍ₁及びＭ₂を共にＨと平行となる方へと漸次回転させる。 しかし、第１層の磁気異方性を第２層のそれよりも大きくする場合には、斯かる 回転プロセスはＭ₂に対するよりもＭ₁に対する場合の方がゆっくりとなる。従っ て、Ｍ₁及びＭ₂との間の角度は、Ｈが強くなると着実に増大する。このように、 Ｍ₁及びＭ₂は逆平行とすることはできず、これらは少なくとも（十分に異なる異 方性値及びＨの適当な値に対して）ほぼ垂直とすることができ、この場合の装置 の電気抵抗は、ゼロ磁界での（ほぼ）平行な磁化配列に対応する電気抵抗とは実 質上相違する。 互いに異なる磁気異方性は、磁性層間を反強磁性結合する前述した場合でも用 い得ることは勿論ではあるが、この場合の測定の有利性は強磁性結合する場合に おけるほどには言明されない。 第１磁性層と第２磁性層との間を弱く強磁性結合する場合に興味ある事態が生 じる。磁気−抵抗多層構体をＲ₂が長辺に対して平行となる横長（例えば長方形 ）のものとし、且つα及びβを共に小さくする（１５°程度又はそれ以下とする ）ものとすれば、多層構体の“磁界オフ”の磁化配列は次のような２つの競合効 果によって決定されるようになる。 （i）強磁性結合はＭ₁及びＭ₂の双方を軸Ｒ₂をまたぐほぼ平行な配列に方向づけ ようとする（これはＭ₁及びＭ₂が反転されることを除けば、図６に示したような 配列に対応する）。 （ii）磁化ポテンシャルエネルギーの観点からすると、もっと安定な配列は、Ｍ₁ 及びＭ₂がほぼ逆平行で、軸Ｒ₁をまたぐ（正に図６に示したような）ものであ る。これは、多層構体の縁部に沿う見掛けの磁荷、従って減磁界が、この場合に は上記(i)の場合よりも低くなるからである。 効果(ii)の方が効果(i)よりも有力な場合には、本発明の構体は上述した反強 磁性結合構体と本来同じ方法で逆平行（“磁界オフ”）と平行（“磁界オン”） の磁化配列間で切替えることができる。前述した（ａ）での説明からして、この ような構成は、上述した“直接的”強磁性結合構体に好適であり、これは実際に は第１及び第２磁性層の双方を強力な磁気異方性とし、及び／又は比較的厚い非 磁性中間層を用いることにより（磁性層間の強磁性結合を弱めることにより）達 成することができる。 第１及び第２磁性層に使用するのが好適な満足のゆく材料は、組成が（Ｎｉ_x Ｆｅ_1-x）_yＣｏ_1-yで、ｘ＞０及びｙ≦１とする合金である。一般に、ｘの好適 値は０．７５〜０．８５の範囲内にあり（例えば、ｘ≒０．８）、ｙの好適値は ０．６〜１．０の範囲内にある（例えば、ｙ≒０．８４）。ＮｉＦｅ合金へのＣ ｏの添加（特にパーマロイ）はそれらの磁気異方性をかなり高くする。さらに、 第１及び第２磁性層のｙの値を相違させることにより、これらの層の磁気異方性 を比較的容易に実質上異なる大きさにすることができる。これは上述した点から して有利なことは明らかである。この論題についてのさらなる情報はTolmanによ る論文 J．Appl．Phys．１９６７年第３４０９〜３４１０頁から収集すること ができる。 介在非磁性層に使用するのに好適な材料にはＣｕ，Ａｇ及びＡｕのような材料 が含まれる。これらの金属はいずれも平均自由行程の長さが比較的大きく、金属 層内に電子のスピン状態を保存するのに好適である。さらに、それらの金属のバ ンド構造は前述した（Ｎｉ_xＦｅ_1-x）_yＣｏ_1-y合金のそれに匹敵し得る。しかし 、斯様な合金での格子適合性（エピタキシャル成長の観点で）からすると、Ｃｕ の方がＡｇ及びＡｕよりも明らかに有利である。その理由は、ＦｅＮｉＣｏ合金 のｆｃｃ格子定数は０．３５〜０．３６ｎｍの範囲内にあり、Ｃｕのそれは０． ３６１ｎｍであり、Ａｕ及びＡｇのそれは共に０．４ｎｍ以上であるからである 。 一般に、第１及び第２磁性層に対する好適な厚さは５〜１０ｎｍの範囲内にあ るのに対し、非磁性層の好適な厚さは３〜５ｎｍである。 本発明による装置における磁気−抵抗多層構体には、第１磁性層、第２磁性層 及び介在非磁性層に加えて、所要に応じ様々な追加の層を設けることができるこ とは勿論である。例えば多数の磁性及び非磁性層を（ＮｉＦｅ／Ｃｕの重格子の ように）一つ置きに繰返し配置するようにして実現することができる。或いは又 、多層構体には、例えば、バイアスを変えたり（ＦｅＭｎによるように）、電気 的な絶縁をしたり（ＳｉＯ₂によるように）、成長の品質を改善したり（Ｔａ又 はＦｅバッファ層によるように）する目的のために特殊な層を設けることもでき る。さらに、磁性及び非磁性層を所要に応じ（例えば、界面にＣｕ層と一緒にＣ ｏの薄膜を有するＮｉＦｅ層の場合におけるように）複合材料とすることもでき る。（２つの）磁性層の材料は、言うまでもなく、例えばＮｉＦｅ／Ｃｕ／Ｎｉ ＦｅＣｏの場合のように、同一とする必要はない。便宜上、本明細書にて用いる ような“磁性層”とは、強磁性又はフェリ磁性か、又はその混合物を含む層のこ とを称するものと理解すべきである。このような材料には、例えばその磁性特性 に影響を及ぼす目的のために（Ｏs 又はＲe をドープして、磁気飽和保持力に影 響を及ぼすようにするＣＯの場合のように）、少量の非磁性物質を含めることも できる。 多層構体の磁性及び非磁性層は、スパッタ堆積（イオンビームスパッタ堆積を 含む）、蒸着（化学又は物理的）又はレーザアブレーション堆積の如き様々な手 段によって適切に設けることができる。こうしたいずれの方法も（ＦｅＮｉＣｏ の如き）合金材料を幾つかの単一金属ターゲットから同時堆積することによるか 、合金ターゲットからの堆積により堆積することができる。本発明者等はスパッ タ堆積が本発明には特に適していることを確かめた。 本発明及びその利点を実施例及び添附図面につきさらに説明するが、これらの 図は均一スケールのものではない。 図１は本発明による装置に使用するのに好適な磁気−抵抗多層構体の斜視図； 図２は図１の多層構体に電気接点リードを設けた斜視図； 図３は図１に示したものと似ているも、本発明によるものではない多層構体の 平面図を、ゼロ磁界での多層構体の磁化配列と共に示した図； 図４は比較的小さな外部磁界の影響下における図３の主題を示す図； 図５は外部磁界の強度を十分に増した後の飽和状態における図４の主題を示す 図； 図６は図１に示したもので、本発明による多層構体の平面図を、ゼロ磁界での 多層構体の磁化配列と共に示した図； 図７は十分強力な外部磁界の影響下における飽和状態での図６の主題を示す図 ； 図８は図３〜図５に関連するような本発明によるものではない装置における磁 気−抵抗比率の磁界依存度を示す特性図； 図９は本発明による装置における磁気−抵抗比率の磁界依存度を示す特性図； 図１０は本発明による磁界検出装置を組込んだ磁気ヘッドの概略斜視図である 。 図１は本発明による磁界検出装置に使用するのに好適な磁気−抵抗多層構体の 一例を示す概略斜視図である。この多層構体は介在非磁性層３によって離間され る第１磁性層１と第２磁性層２とを具えている。これらの様々な層は、（例えば ＳｉＯ₂から成る）電気的に絶縁性の基板４の上に堆積する。実際には層２を堆 積する前に基板４の上に薄いＦｅ又はＴａ層（一般に２〜４ｎｍの厚さ）を設け て、付着性を促進すると共に層の成長をよくするようにすることがよくある。 図２は軟磁性材料（例えばパーマロイ）製の台１２の上に製造される磁界検出 装置１０の斜視図を示す。横長の磁気−抵抗多層構体１４は電気的に絶縁性の材 料（例えばＳｉＯ₂）から成る層１６によってベース電極１８から離間させる。 電極１８には電気接点１８ａ，１８ｂを設ける。さらに、多層構体１４の上側表 面にも両端に電気接点２０ａ，２０ｂを設ける。可変外部磁界は（例えば、図示 してない磁気ヨークを介して）磁気−抵抗構体１４に供給することができ、そこ で外部磁界は接点２０ａ，２０ｂを経て測定し得る可変の電気抵抗に変換される 。さらに、アセンブリ１８ａ，１８，１８ｂを（所要に応じ）用いて、多層構体 １４に対して平行に所謂バイアス電流を流して、この多層構体１４内にバイアス 磁束を誘起させることができる。このバイアス磁束は装置１０の測定直線性を改 善すると共にスイッチング磁界を増やすことにより残留ヒステリシスを減らすの に用いることができる。 ここに図示したように、多層構体１４の上側表面における斯かるバイアス磁束 の局部方向は、その表面の短い辺に対してほぼ平行、即ち接点２０ａから接点２ ０ｂに流れる検出電流Ｉ_sの方向に対して垂直方向となる。従って、装置１０に よって検出すべき外部磁界Ｈも局部的にＩ_sに対して垂直に向けられるように装 置１０を方向づけるのが普通である。換言するに、Ｒ₂は一般に検出電流が流れ る方向とする。実施例１（本発明によるものではない） 図３〜図５は、図１に示したものと似ている多層構体の平面図を示すも、本発 明によるものではなく、又外部的に印加される磁界の様々な値に対する多層構体 の磁化配列も図式的に示している。なお、これら３つの図における対応するもの は同じ参照記号によって示してある。図１に戻るに、この特定実施例における磁 性層１及び２は互いに反強磁性的に結合され、且つそれらの容易軸は（本発明の 条件とは反対に）平行である。 図３は“磁界オフ”の磁化配列を示し、層１の磁化ベクトルＭ₁は層２の磁化 ベクトルＭ₂に対して逆平行である。双方の磁化ベクトルＭ₁及びＭ₂は基準軸Ｒ₂ と一致するそれらの各容易軸に沿う方向に向けられる。 図４では比較的弱い外部磁界Ｈを図示のように基準軸Ｒ₂に対して垂直の基準 軸Ｒ₁に沿って印加した。これに反応して磁化ベクトルＭ₁及びＭ₂は、これらの ベクトルをＨと整列させようとＲ₁の方へと回転した。 図５では、双方の磁化ベクトルＭ₁とＭ₂がＲ₁と完全に一列に整列し、従って 双方のベクトルがＲ₁に対して平行となるような値にＨが増大したから、サンプ ルは磁気飽和状態に持たらされている。図示の磁化配列は準安定である。その理 由は外部磁界Ｈが再び弱くなると、各磁化ベクトルはエネルギー的に等価の２方 向（即ち、時計方向又は反時計方向）のどちらの方向でもＲ₂の方へと逆戻りし て緩和し始めることができるからである。従って、実際上、空間Ｍ分布が異なる 向きでＲ₂の方へと緩和する別個の部分に分割されるので、緩和が（不所望な） 磁壁の形成を伴うことになる。 斯かる分割が磁気ヒステリシスをまねき、この典型的なものを図８に図式的に 示してあり、これは所謂“バタフライ図形”を示す。この図は磁気−抵抗比率Ｍ ＲＲ（％）を外部磁界強度(Ｏe)の関数としてプロットしたものである。Ｈの増 加及び減少値に対する曲線は、この代表的なケースでは明らかな不一致を呈する 。実施例２ 図６及び図７は図１に示したような本発明による多層構体の平面図を示すと共 に外部的に印加される磁界の様々な値に対する多層構体の磁化配列を図式的に示 したものである。これら２つの図における対応するものは同じ参照記号によって 示してある。図１に戻るに、この特定実施例では磁性層１及び２を互いに反強磁 性的に結合させる。本発明によれば層１の磁化容易軸Ｅ₁を基準軸Ｒ₂に対して角 度αにわたって反時計方向に傾けるのに対し、層の磁化容易軸Ｅ₂をＲ₂に対して 角度βにわたって時計方向に傾ける。この結果、容易軸Ｅ₁，Ｅ₂は基準軸Ｒ₂を またぐことになる。 図６は“磁界オフ”の磁化配列を示し、層１の磁化ベクトルＭ₁及び層２の磁 化ベクトルＭ₂は正確に逆平行にはならず、双方共にＲ₂から離れる方向に傾斜す る。この傾斜は軸Ｅ₁及びＥ₂を本発明では斜めにするために生じ、これが層１と ２との間の反強磁性結合（及びいずれかの減磁界）に応答してＭ₁及びＭ₂を正確 に逆平行に整列させる傾向を抑える。 図７では、十分強力な磁界ＨをＲ₁に沿って印加してサンプルを磁気飽和状態 に持たらしてある。従って、Ｍ₁及びＭ₂は共にＲ₁に対して平行である。この 図示の磁化配列は準安定ではない。その理由は、外部磁界Ｈが再び弱まると、磁 化Ｍ₁，Ｍ₂の各々は元の方向へと戻る明らかな“最容易経路”を有するからであ る。 この“最容易経路”（即ち、最短で、エネルギー的に最も好都合な経路）はＭ₁ に対しては時計方向であり、Ｍ₂に対しては反時計方向である。従って、この場 合には磁壁形成が強力に抑制され、磁気ヒステリシスが著しく低減される。 このことは、本発明により具体化した理想的な磁気−抵抗多層構体に対する磁 気−抵抗比率ＭＲＲを、印加される磁界強度Ｈ（双方共に単位は任意）の関数と して特性的に示した図９から明らかである。 図９の特性は（図２につき上述したような）磁気バイアス磁界を適当に選定し たことによりＭＲＲ軸の左側に変位している。このバイアス磁界は特性図のヒス テリシスがなくて、多少直線的な個所にＭＲＲ軸（即ち、Ｈ＝０軸）を据える。実施例３ 図１０は電気接続部３２０ａ，３２０ｂを有する本発明による磁界検出装置３ １０を具えている磁気ヘッド３００の概略斜視図である。この磁気ヘッド３００ は、装置３１０に対してこれと磁路を形成するように位置付けられる磁束案内部 ３３０，３３２，３３４も具えている。端面３３６，３３８は磁気ヘッド３００ の極面の一部を形成し、磁気ギャップ３４０はこれらの端面３３６と３３８との 間に位置する。 磁気テープ又はディスクのような磁気媒体が端面３３６，３３８の前をそれら に接近して通過する場合に、この媒体に磁気的に記憶されている情報が上述した 磁路に可変磁束を発生するようになる。この可変磁束が磁気−抵抗装置３１０に 供給され、これにて可変磁束は電気接続部３２０ａ，３２０ｂを介して測定し得 る電気抵抗変数に変換される。 磁気ヘッドには磁気媒体に磁気情報を記録するのに用いることのできる電気コ イルも含めることができる。 装置３１０及び電気接続部３２０ａ，３２０ｂが図２における装置１０及び電 気接点２０ａ，２０ｂにそれぞれ対応するものとすると、この場合にはここに図 示したように、図２の磁気−抵抗多層構体１４に図１０のヨークアセンブリによ って与えられる磁束が、横長多層構体１４の短い辺に対して平行に方向づけられ 、従って接点２０ａと２０ｂとの間の多層構体の長辺に対して平行に流れる検出 電流に対して垂直となる。これは通常用いられる配置である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 コールス ヤキューズ コンスタント ス テファン オランダ国 5621 ベーアー アインドー フェン フルーネヴァウツウェッハ １ (72)発明者 クホールン レインデル オランダ国 5621 ベーアー アインドー フェン フルーネヴァウツウェッハ １ (72)発明者 フォルケルツ ウィプケ オランダ国 5621 ベーアー アインドー フェン フルーネヴァウツウェッハ １

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．介在非磁性層によって第２磁性層から離間される第１磁性層を含む磁気−抵 抗多層構体を具え、該多層構体が、動作中にこの多層構体に磁束が与えられる方 向と一致する第１面内基準軸と、該第１基準軸に対して垂直の第２面内基準軸と を有している磁界検出用装置において、第１磁性層の磁化容易軸を前記第２基準 軸に対して鋭角の面内角度αにわたって傾斜させ、且つ第２磁性層の磁化容易軸 を前記第２基準軸に対して鋭角の面内角度βにわたって反対方向に傾斜させたこ とを特徴とする磁界検出装置。 ２．前記α及びβを共に４５°以下としたことを特徴とする請求項１に記載の装 置。 ３．前記αもβも２０°を越えないようにしたことを特徴とする請求項２に記載 の装置。 ４．前記第１磁性層と第２磁性層を互いに反強磁性的に結合させたことを特徴と する請求項１〜３のいずれかに記載の装置。 ５．前記第１の磁性層の磁気異方性と、前記第２磁性層の磁気異方性の大きさが 等しくないようにしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の装置。 ６．前記第１及び第２磁性層が（Ｎｉ_xＦｅ_1-x）_yＣｏ_1-y合金を含み、ここにｘ ＞０，ｙ≦１としたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の装置。 ７．前記介在非磁性層がＣｕを含むようにしたことを特徴とする請求項１〜６の いずれかに記載の装置。 ８．請求項１〜７のいずれかによる装置を組込んだ磁気ヘッド。