1.4.7. Гігантські магніторезистивні головки

Гігантські магніторезистивні (англ.: Giant Magneto – Resistive, GMR) головки називаються так не через їх геометричні розміри, а за величиною магніторезистивного ефекту, який в них виникає. Він досягається за рахунок введення додаткового шару в надрешітку.

GMR - ефект був відкритий у 1988 - 1989 рр. А. Фертом і П. Грюнбергом. Експериментуючи з матеріалами надрешіток і їх товщинами їм вдалося довести величину магнітоопору до 80% (див. рис. 1.35).

Такий ефект досягається завдяки тому, що звичайна GMR-головка складається з чотирьох тонкоплівкових (1-5нм) шарів (див. рис. 1.36):

1. чутливого (sensing layer), зробленого з залізонікелевого сплаву;

2. провідного (conducting spacer), виготовленого із немагнітного матеріалу (найчастіше – міді);

3. фіксованого (pinned layer), виготовленого з кобальту, з зафіксованим напрямком намагнічення;

4. обмінного (exchange layer), сильного антиферомагнетика, виготовленого, як правило, з FeMn або NiO.

5. Така структура отримала назву спінового затвору.

Магнітна орієнтація чутливого шару змінюється в залежності від напрямку намагнічення бітів доріжок диску. Напрямок намагнічення всередині фіксуючого шару завжди однаковий, це досягається завдяки функціюванню обмінного шару. В результаті сумарний опір чутливого і фіксованого шарів змінюється при проходженні над бітами диску – спрацьовує GMR-ефект, який в середньому в два рази більший за MR-ефект.

Переваги:

1. вища чутливість ніж у MR-головки до слабких сигналів;

2. вища щільність інформації для дисків де використовуються GMR-головки (до 100 Гбіт/дюйм²);

3. менші розміри;

4. завадостійкість;

5. не схильні до інтерференції сигналів.

1.5. Технології магнітного запису інформації

1.5.1. Система паралельного (горизонтального) зберігання даних.

У цій системі намагнічування робочого шару диску відбувається вздовж його руху (див. рис. 1.37). Він дозволяє здійснити щільність запису до 23Гбіт/см².

Дані записуються на диск, покритий феромагнітним записуючим шаром.

1.5.2 Система перпендикулярного (вертикального) зберігання даних (pmr)

У перпендикулярній системі запису даних орієнтація намагнічення доменів робочого шару перпендикулярна поверхні диску. Таке її розміщення вперше запропонував Ш. Івасакі в 1976 році.

Під робочим шаром диска чи стрічки знаходиться шар магнітом’якого заліза (див. рис.1.38).

Магнітна головка, як і в поздовжньому запису, знаходиться з однієї сторони носія, але має відмінну від головки поздовжнього запису конструкцію. Полюси такої головки різні за поперечним перерізом - „гострий” і „тупий”. Густі силові лінії, які стікають з „гострого” полюсу, записують дані на диск і, розтікаючись по магнітом’якій основі, в розрідженому стані повертаються до „тупого” полюсу. При цьому розріджені вони настільки, що вже не в стані перемагнітити носій. Таким чином, якщо в поздовжньому запису магнітне поле запису генерується між полюсами головки, то в перпендикулярному – між зрізом полюсу головки і магнітом’якою основою диску. Тому домени записуючого шару орієнтуються вертикально, а основи – горизонтально. Це забезпечує додаткову стабільність доменів відносно один одного.

Для зчитування інформації в системах з перпендикулярним магнітним записом потрібні принципово нові головки читання, які дозволяють значно збільшити співвідношення сигнал/шум і потужність самого сигналу. Тому деякі компанії вже починають застосовувати нове покоління головок на тунельному магніторезистивному ефекті (TMR Heads).