DE3545361A1 - Magnetische speichereinrichtung fuer eine senkrechte magnetisierung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine magnetische Spei­ chereinrichtung mit einem auf einem nicht-magne­ tischen Substrat schichtweise aufgebauten Dünnfilm- Magnetkopf und mit einem Aufzeichnungsmedium, das mit einer magnetisierbaren Speicherschicht aus einem Material vorbestimmter Koerzitivfeldstärke versehen ist, in welche längs einer Spur Informationen durch senkrechte (vertikale) Magnetisierung dieser Schicht einzuschreiben sind, wobei der Magnetkopf einen den magnetischen Fluß führenden, ringkopfähnlichen magne­ tischen Leitkörper mit zwei Magnetschenkeln aufweist,

• - die aus Material vorbestimmter Sättigungsmagne­ tisierung bestehen,
• - deren dem Aufzeichnungsmedium zugewandten Magnet­ pole in (relativer) Bewegungsrichtung des Kopfes gesehen hintereinander angeordnet sind, wobei ein Spalt vorbestimmter Weite ausgebildet ist, und
• - die außerhalb des Polbereiches einen Zwischenraum begrenzen, durch welchen sich die Windungen einer Schreib- und/oder Lesespulenwicklung erstrecken.

Ein entsprechender Magnetkopf einer solchen Speicher­ einrichtung ist z.B. aus der EP 00 12 910 Al zu ent­ nehmen. Mit diesem Kopf kann eine Speicherung von Informationen nach dem Prinzip der senkrechten Magne­ tisierung erfolgen. Dieses Prinzip ist allgemein bekannt (vgl. z.B. "IEEE Transactions on Magnetics", Vol. MAG-16, No. 1, Jan. 1980, Seiten 71 bis 76, oder Vol. MAG-20, No. 5, Sept. 1984, Seiten 657 bis 662 und 675 bis 680). Die für dieses vielfach auch als verti­ kale Magnetisierung bezeichnete Prinzip vorzusehenden Aufzeichnungsmedien können in Form von starren Magnet­ speicherplatten, flexiblen Einzelplatten (Floppy Discs) oder Magnetbändern vorliegen. Diese Medien weisen jeweils mindestens eine magnetisierbare Spei­ cherschicht vorbestimmter Dicke auf, welche ein magnetisch anisotropes Material vorbestimmter Koerzitivfeldstärke insbesondere aus einer CoCr-Legie­ rung enthält. Dabei ist die Achse der sogenannten leichten Magnetisierung dieser Schicht senkrecht zur Oberfläche des Mediums ausgerichtet. Mittels besonderer Magnetköpfe können dann längs einer Spur die einzelnen Informationen als Bits in aufeinanderfolgenden Ab­ schnitten durch entsprechende Magnetisierung der Speicherschicht eingeschrieben werden.

Die für das Prinzip der sogenannten longitudinalen Magnetisierung bekannten kombinierten Schreib- und Lese-Magnetköpfe können jedoch nicht ohne weiteres auch für eine senkrechte Magnetisierung übernommen werden. Bei Verwendung dieser Köpfe, deren aus Magnetschenkeln gebildeter magnetischer Leitkörper im allgemeinen eine ringkopfähnliche Gestalt hat, läßt sich zwar die auch bei dem Prinzip der senkrechten Magnetisierung ange­ strebte Magnetflußführung zu einem möglichst ge­ schlossenen Kreis mit geringem magnetischen Wider­ stand erreichen. Jedoch ist es schwierig, bei hohen Bit-Dichten und damit bedingt entsprechend kleiner Weite des sogenannten Luftspaltes, der zwischen den dem Aufzeichnungsmedium zugewandten Magnetpolen des Ring­ kopfes ausgebildet ist, ein ausreichend starkes Schreibfeld zu erzeugen.

Man sieht sich deshalb im allgemeinen veranlaßt, für das Prinzip der senkrechten Magnetisierung spezielle Schreib/Lese-Magnetköpfe zu entwickeln. Der Aufbau eines solchen Kopfes geht z.B. aus der eingangs genannten EP-Al hervor. Dieser bekannte Magnetkopf weist zur Führung des magnetischen Flusses einen auf einem nicht-magnetischen Substrat aufgebrachten Leitkörper auf. Dieser Leitkörper besteht aus einem magnetischen Material vorbestimmter Sättigungsmagne­ tisierung wie z.B. aus einer speziellen NiFe-Legierung (z.B. "Permalloy"-Warenzeichen der "Bell Telephone Manufacturing Comp."). Er wird mit zwei Magnetschenkeln gebildet, deren dem Aufzeichnungsmedium zugewandten Magnetpole in Bewegungsrichtung des Kopfes gesehen hintereinander und mit vorbestimmter geringer Spalt­ weite zueinander angeordnet sind. An den Bereich der Magnetpole schließt sich ein Bereich des Kopfes an, in dem die Magnetschenkel auf einen größeren gegen­ seitigen Abstand geführt sind. Auf diese Weise ergibt sich zwischen den beiden Magnetschenkeln ein ausrei­ chend weiter Zwischenraum, durch welchen sich die Win­ dungen einer Schreib- und Lesespulenwicklung er­ strecken. Sowohl für die Schreibfunktion als auch für die Lesefunktion dieses Magnetkopfes wird die ring­ kopfähnliche Gestalt seines magnetischen Leitkörpers ausgenutzt.

Die einzelnen Teile dieses Magnetkopfes sind dabei in Dünnfilm-Technik auf der ebenen Rückseite des Sub­ strates aufgebracht. Diese Technik ist für Schreib-/ Lese-Magnetköpfe allgemein bekannt (vgl. z.B. "Fein­ werktechnik und Meßtechnik", 88. Jg., Heft 2, März 1980, Seiten 53 bis 59 oder "Siemens-Zeitschrift", Bd. 52, Heft 7, 1978, Seiten 434 bis 437). Problematisch bei derartigen Dünnfilm-Magnetköpfen ist jedoch die Erzeugung hinreichend großer Schreibfelder unter gleichzeitiger Beibehaltung einer hohen Auflösung beim Lesen. Diese beiden Forderungen sind an sich gegen­ sätzlicher Natur, da im allgemeinen hohe Magnetfelder nur mit großen Spaltweiten und/oder großen Poldicken zu erreichen sind, während sich eine hohe Auflösung, d.h. eine geringe sogenannte "Bit-Shift", bei hohen Bitdichten nur mit kleinen Spaltweiten und/oder ge­ ringen Poldicken erzielen läßt (vgl. z.B. "IEEE Transactions on Magnetics", Vol. MAG-19, No. 5, Sept. 1983, Seiten 1617 bis 1619). Darüber hinaus sollte bei einem Magnetkopf zur vertikalen Aufzeichnung das Schreibfeld möglichst asymmetrisch sein, um die Vertikalkomponente dieses Feldes an der ablaufenden Kante des schreibenden Magnetpoles anzuheben und die Vertikalkomponente entgegengesetzter Polarität an der vorlaufenden Kante des anderen Magnetpols abzuschwä­ chen. Bei dem bekannten Magnetkopf ist jedoch das Magnetfeld an der ablaufenden Kante im allgemeinen schwächer als das Feld an der vorlaufenden Kante.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, die magnetische Speichereinrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß mit ihrem Magnet­ kopf eine Schreib- und Lesefunktion mit jeweils ver­ hältnismäßig hohem Wirkungsgrad nach dem Prinzip der vertikalen Magnetisierung ermöglicht ist. Dabei soIlen die erwähnten Forderungen hinsichtlich großer Schreib­ felder und hohen Auflösungsvermögens zumindest weit­ gehend berücksichtigt sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

• - der in Bewegungsrichtung gesehen vorlaufende Magnet­ schenkel zumindest im Bereich seines Magnetpoles aus mindestens einer magnetischen Schicht aus einem Material vorbestimmter, verhältnismäßig hoher Sätti­ gungsmagnetisierung besteht, und
• - der nachlaufende Magnetschenkel zumindest im Bereich seines Magnetpoles mindestens eine magnetische Schicht enthält, deren Material eine Sättigungsmagne­ tisierung aufweist, die um ein vorbestimmtes Maß niedriger als die vergleichsweise hohe Sättigungs­ magnetisierung der Magnetschicht des vorlaufenden Magnetschenkels ist,

so daß zumindest der Bereich des Magnetpoles des nach­ laufenden Magnetschenkels bei der Schreibfunktion auf­ grund eines in der Spulenwicklung fließenden Schreib­ stromes in die magnetische Sättigung getrieben ist, dabei jedoch ein Beschreiben der Speicherschicht des Aufzeichnungsmediums mit dem an diesem Magnetpol hervorgerufenen Magnetfeld zu einem Beschreiben der Speicherschicht zumindest weitgehend ausgeschlossen ist, indem die Koerzitivfeldstärke des Materials dieser Schicht entsprechend hoch gewählt ist.

Im nachlaufenden Magnetschenkel wird folglich beim Schreiben die Magnetschicht mit der vergleichsweise kleineren Sättigungsmagnetisierung schon bei recht geringen Schreibströmen gesättigt. Ein weiteres An­ steigen des Schreibstromes bewirkt dann, daß die Magnetschicht des anderen Magnetschenkels mit der größeren Sättigungsmagnetisierung zusätzlich magne­ tischen Fluß aufnimmt. Dies bedeutet, daß der Magnet­ kopf mit einer sehr steilen Flanke des zwischen den beiden Magnetpolen ausgebildeten Magnetfeldes schreibt. Damit wird die magnetische Übergangslänge gegenüber dem üblichen Schreiben mit der ablaufenden Kante stark ver­ kürzt. Der Magnetkopf der erfindungsgemäßen Speicher­ einrichtung schreibt also, bedingt durch die ver­ schiedenen Sättigungsmagnetisierungswerte seiner Schenkel, im Unterschied zu bekannten Köpfen mit seinem vorlaufenden Magnetpol. Dies läßt sich dadurch ge­ währleisten, daß für die Speicherschicht ein Mate­ rial mit einem so hohen Wert der (senkrechten) Koerzitivfeldstärke gewählt wird, daß das Magnetfeld des ablaufenden Magnetpols nicht mehr ausreicht, um diese Speicherschicht zu beschreiben. Dagegen wird beim Lesen die magnetische Sättigung der Magnetschenkel nicht erreicht, so daß der Magnetkopf wie ein ge­ bräuchlicher Dünnfilm-Ringkopf wirkt, der einen sehr scharfen magnetischen Übergang mit entsprechend großer Lesespannung registriert. Besonders vorteilhaft ist außerdem, daß die Spaltweite bei dem Magnetkopf der erfindungsgemäßen Speichereinrichtung ohne wesentliche Beeinträchtigung der Schreibeigenschaften sehr klein gehalten werden kann und daß damit die maximal er­ reichbare Bitdichte entsprechend groß ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Speichereinrichtung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in deren Fig. 1 ein Aus­ führungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Speicher­ einrichtung schematisch veranschaulicht ist. Fig. 2 zeigt in einem Diagramm die mit dem Magnetkopf der Speichereinrichtung gemäß Fig. 1 erzeugte senkrechte Magnetfeldkomponente.

Bei dem in Fig. 1 nur teilweise als Längsschnitt dar­ gestellten Magnetkopf einer erfindungsgemäßen Spei­ chereinrichtung wird von an sich bekannten, ringkopf­ ähnlichen Ausführungsformen mit schichtweisem Aufbau ausgegangen, wie sie für das Prinzip der senkrechten (vertikalen) Magnetisierung entwickelt worden sind (vgl. z.B. die eingangs genannte EP-Al). Mit dem allge­ mein mit 2 bezeichneten Magnetkopf soll sowohl eine Schreib- als auch eine Lese-Funktion auszuüben sein. Dieser Kopf befindet sich auf einer Flachseite eines Substrates 3, das die Stirn- oder insbesondere die Rückseite eines gebräuchlichen, auch als Flugkörper bezeichneten Elementes bildet und das in der Figur nicht weiter ausgeführt ist. Der Magnetkopf ist relativ zu einem an sich bekannten Aufzeichnungsmedium M in geringer Flughöhe f zu führen, wobei die relative Be­ wegungsrichtung des Aufzeichnungsmediums bezüglich des Magnetkopfes durch eine mit v bezeichnete gepfeilte Linie angedeutet ist. Die sich zwischen der zu mindestens einer Flugkufe gestalteten, dem Aufzeich­ nungsmedium M zugewandten Unterseite 4 des Substrates 3 und dem Aufzeichnungsmedium einstellende Flughöhe f beträgt beispielsweise nur einige Zehntel Mikrometer. Das Aufzeichnungsmedium M, z.B. eine Magnetspeicher­ platte, weist eine Speicherschicht 6 auf, die vertikal (senkrecht) orientiert ist und beispielsweise aus einer CoCr-Legierung besteht. Das Material der Speicher­ schicht soll dabei einen vorbestimmten hohen Wert der (senkrechten) Koerzitivfeldstärke H _c von beispielsweise mehr als 30 kA/m, vorzugsweise mehr als 60 kA/m aufwei­ sen (vgl. z.B. EP 01 20 413 Al oder 00 54 269 A 2). Die Speicherschicht 6 kann noch auf mindestens einer weite­ ren, weichmagnetischen Schicht, z.B. aus einer speziel­ len NiFe-Legierung oder aus amorphem CoZr oder CoHf, die gegebenenfalls noch ternäre Zusätze wie z.B. aus Ni oder Nb aufweisen, angeordnet sein. Diese Unter­ schicht ist in der Figur mit 7 bezeichnet.

Der Magnetkopf 2 enthält einen den Magnetfluß führenden, ringkopfähnlichen magnetischen Leitkörper 8 mit zwei Magnetschenkeln 9 und 10. Diese Schenkel sind weitgehend und insbesondere im Bereich ihrer dem Auf­ zeichnungsmedium M zugewandten, Magnetpole P ₁ bzw. P ₂ ausbildenden Endbereiche 11 bzw. 12 zumindest annähernd senkrecht zur Oberfläche des Aufzeichnungsmediums aus­ gerichtet. Zwischen ihnen ist ein Luftspalt 13 mit einer vorteilhaft geringen longitudinalen, d.h. in Be­ wegungsrichtung v des Magnetkopfes weisenden Weite w von unter 1 µm, insbesondere unter 0,5 µm, vorhanden. In einem mittleren Bereich 15 des magnetischen Leit­ körpers 8 ist der Abstand zwischen den beiden Magnet­ schenkeln 9 und 10 gegenüber dieser Spaltweite w er­ weitert, indem z.B. der hinsichtlich der Bewegungs­ richtung v rückwärtige, d.h. nachlaufende Magnet­ schenkel 10 auf einen größeren Abstand w′ bezüglich des vorderen, eben ausgebildeten und dem Substrat 3 zuge­ wandten Magnetschenkels 9 führt. Außerhalb dieses Be­ reiches 15 ist auf der dem Aufzeichnungsmedium M ab­ gewandten Seite des Leitkörpers 8 der Magnetschenkel 10 in bekannter Weise in einem Verbindungsbereich 16 an den Magnetschenkel 9 angefügt, so daß sich damit die ringkopfähnliche Gestalt des Leitkörpers 8 ergibt. Durch den zwischen den beiden Magnetschenkeln 9 und 10 in dem mittleren Bereich 15 ausgebildeten Zwischenraum 17 erstreckt sich mindestens eine flache Spulenwicklung 18, die sowohl als Schreib- als auch als Lesespule dienen kann. Diese in der Figur nur durch eine einzige Leiterwindung 18 a angedeutete Wicklung weist im allge­ meinen eine oder auch mehrere Lagen mit einer ver­ hältnismäßig großen Anzahl an Windungen auf. Durch sie kann ein verhältnismäßig großer Schreibstrom I fließen.

Die beiden Magnetschenkel 9 und 10 des Magnetkopfes 2 sind jeweils durch mindestens eine magnetische Schicht 9 a bzw. 10 a mit einer Schichtdicke d ₁ bzw. d ₂ ausge­ bildet. Unter der jeweiligen Schichtdicke wird dabei die Ausdehnung der entsprechenden Schicht in Be­ wegungsrichtung v verstanden. Gemäß der Erfindung sollen nun für diese Magnetschichten Materialien mit unterschiedlicher Sättigungsmagnetisierung Ms gewählt werden, wobei das Material der Schicht 9 a des in der relativen Bewegungsrichtung v gesehen vorlaufenden Magnetschenkels 9 die höhere Sättigungsmagnetisierung Ms ₁ haben soll. Die demgegenüber geringere Sätti­ gungsmagnetisierung des Materials der Schicht 10 a des nachlaufenden Magnetschenkels 10 ist dabei mit Ms ₂ bezeichnet. Die Werte der Sättigungsmagnetisierungen Ms ₁ und Ms ₂ sollen sich insbesondere um einen Faktor von mindestens 1,4 unterscheiden. Als Materialien für die Schichten 9 a und 10 a kommen insbesondere Legierungen wie z.B. "Permalloy" oder amorphe CoZr­ oder CoHf-Legierungen in Frage. Vorteilhaft soll dabei die größere Sättigungsmagnetisierung Ms ₁ einen Wert über 1000 kA/m, vorzugsweise über 1100 kA/m haben, während der Wert der kleineren Sättigungsmagnetisierung Ms ₂ beispielsweise unter 900 kA/m, vorzugsweise unter 800 kA/m liegt. "Permalloy" hat z.B. eine Sättigungs­ magnetisierung in der Größenordnung von 800 kA/m, während die Sättigungsmagnetisierung der genannten binären amorphen Materialien in der Größenordnung von 1100 kA/m liegt. Gegebenenfalls kommen auch ternäre amorphe Legierungen mit hoher Sättigungsmagnetisierung Ms ₁ in Frage. Dabei kann die Sättigungsmagnetisierung Ms der Schichten in bekannter Weise durch die Herstel­ lungsbedingungen oder durch die Wahl der Legierungs­ zusammensetzung beeinflußt werden.

Wie aus Fig. 1 ferner hervorgeht, kann jeder der Magnetschenkel 9 und 10 außerhalb des durch die End­ bereiche 11 bzw. 12 eingenommenen Bereichs mit einer zusätzlichen, verhältnismäßig dicken Magnetschicht 9 b bzw. 10 b versehen sein, wobei diese Schichten insbe­ sondere den mittleren Bereich 15 mit der Spulenwick­ lung 18 abdecken. Die Dicken dieser zusätzlichen Schichten 9 b und 10 b sind mit d ₃ bzw. d ₄ bezeichnet. Diese zusätzlichen Schichten können vorteilhaft zur Verringerung des magnetischen Widerstandes in dem magnetischen Leitkörper 8 dienen und außerdem auch für die angestrebte Asymmetrierung des Feldverlaufes des Schreibfeldes herangezogen werden.

Diese gewünschte Asymmetrie wird insbesondere durch geeignete Wahl der Dicken der einzelnen Magnetschichten sowie der Sättigungsmagnetisierungen ihrer Materialien erreicht. So kann vorteilhaft die Schichtdicke d ₁ der Magnetschicht 9 a des vorlaufenden Magnetschenkels 9 mit der hohen Sättigungsmagnetisierung Ms ₁ deutlich größer als die Schichtdicke d ₂ der Magnetschicht 10 a mit niedrigerer Sättigungsmagnetisierung Ms ₂ des nachlau­ fenden Magnetschenkels 10 gewählt werden. Vorzugsweise soll gelten: d ₁ 1,5 × d ₂. Außerdem läßt sich vor­ teilhaft für die zusätzliche Magnetschicht 9 b des vorlaufenden Magnetschenkels 9 ein Material vorsehen, dessen Sättigungsmagnetisierung Ms ₃ größer als die Sättigungsmagnetisierung Ms ₄ des Material der zu­ sätzlichen Magnetschicht 10 b des nachlaufenden Magnetschenkels 10 ist. Gemäß dem dargestellten Aus­ führungsbeispiel sei angenommen, daß für die Magnet­ schichten 9 b und 10 b die gleichen Materialien wie die der zu ihnen jeweils benachbarten Schichten 9 a bzw. 10 a vorgesehen werden, so daß dann gilt:
Ms ₃ = Ms ₁ und Ms ₄ = Ms₂. Man kann jedoch auch Mate­ rialien mit davon abweichenden Sättigungsmagnetisie­ rungen wählen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn man zumindest für einige der einzelnen Magnetschichten des in Figur dargestellten Magnetkopfes 2 Materialien vorsieht, die neben den vorbestimmten Sättigungsmagnetisierungen auch unterschiedliche Permeabilitäten aufweisen. Dabei wird nachfolgend die reversible Permeabilität µ der Mate­ rialien zugrundegelegt. So kann man insbesondere für die den Spalt 13 begrenzende Magnetschicht 9 a des vor­ laufenden Magnetschenkels 9 ein Material wählen, dessen Permeabilität µ ₁ kleiner ist als die Permeabilität µ ₂ der den Spalt 13 begrenzenden magnetischen Schicht 10 a des nachlaufenden Magnetschenkels 10. Mit dieser Maß­ nahme kann die gewünschte magnetische Sättigung der Schicht 10 a bei sehr kleinen Schreibströmen erleichtert werden.

Beim Schreiben durch entsprechende Erregung der Spulen­ wicklung 18 wird also die Magnetschicht 10 a schon bei verhältnismäßig kleinen Schreibströmen I gesättigt, wobei sich mit zunehmendem Schreibstrom die gesättigte Zone vom Bereich der Spulenwicklung 18 bis zum Magnet­ pol P ₂ hin ausdehnt. Da dann diese Schicht 10 a keinen zusätzlichen Fluß mehr aufnehmen kann, führt eine wei­ tere Steigerung des Schreibstromes I dazu, daß die Magnetschicht 9 a des anderen Magnetschenkels 9 aus dem Material mit der wesentlich größeren Sättigungsmagne­ tisierung Ms ₁ die Schreibfunktion ausübt. Beim Lesen hingegen sind bekanntlich die aus der Speicherschicht 6 des Aufzeichnungsmediums M austretenden Magnetfelder verhältnismäßig klein, so daß diese die Magnetschicht 10 a aus dem Material mit der geringeren Sättigungs­ magnetisierung Ms ₂ nicht in die Sättigung zu treiben vermögen. Folglich wird also auch mit dieser Magnet­ schicht die Lesefunktion ausgeübt. D.h. aber, daß beim Lesen der Magnetkopf 2 als gewöhnlicher Ringkopf mit dem bekannt guten Wirkungsgrad arbeitet.

Um diese charakteristische Wirkungsweise des Magnet­ kopfes 2 zu gewährleisten, d.h. ein Überschreiben von mit dem vorlaufenden Magnetschenkel 9 geschriebener lnformationen mit dem nachlaufenden Magnetschenkel 10 zu vermeiden, ist bei der Magnetspeichereinrichtung nach der Erfindung außerdem vorgesehen, daß die Koerzitivfeldstärke H _c der Speicherschicht 6 des Auf­ zeichnungsmediums M so hoch gewählt ist, daß das Magnetfeld des ablaufenden Pols P ₂ nicht mehr aus­ reicht, um die Speicherschicht 6 zu beschreiben. Die entsprechenden Feldverhältnisse sind aus dem Diagramm der Fig. 2 näher abzulesen. Dabei soll der absolute Wert der Koerzitivfeldstärke H _c z.B. mindestens 30 kA/m, vorzugsweise mindestens 60 kA/m betragen.

In diesem Diagramm ist die Feldstärke H des von den beiden Magnetpolen P ₁ und P ₂ erzeugten Magnetfeldes in Abhängigkeit von der in Bewegungsrichtung v weisen­ den Ausdehnung x des Magnetkopfes wiedergegeben. Die Feldstärke ist dabei an der Oberfläche des Aufzeich­ nungsmediums in Normalenrichtung (y-Richtung) gemessen. Außerdem sind in dem Diagramm schematisch, nicht maß­ stabgerecht die Konturen des vorlaufenden Poles P ₁ und des ablaufenden Poles P ₂ angedeutet. Wie aus dem Diagramm zu ersehen ist, weist die Feldstärkekurve H ein im wesentlichen dem vorlaufenden Magnetpol P ₁ zu­ zuschreibendes ausgeprägtes (negatives) Maximum auf, das ganz deutlich das entsprechende (negative) Schalt­ feld (-H _c ) der Speicherschicht 6 unterschreitet. Unter diesem durch eine gestrichelte Linie angedeuteten Schaltfeld (-H _c ) wird dabei das Magnetfeld verstanden, das gerade ausreichend ist, um eine Ummagnetisierung in der Speicherschicht 6 zu bewirken. Im Idealfall ent­ spricht dieses Schaltfeld der entsprechenden Koerzitiv­ feldstärke des Materials der Speicherschicht; im allge­ meinen weicht es aber hiervon um einen geringfügigen Wert ab. In dem Diagramm ist jedoch der Idealfall angenommen, indem das Schaltfeld gleich der Koerzitiv­ feldstärke H _c gesetzt ist. Wie außerdem aus dem Diagramm hervorgeht, zeigt die Feldstärkekurve zwischen Minimum H _min und dem Schnittpunkt S mit dem Schaltfeld (-H _c ) vorteilhaft einen sehr steilen Verlauf. Dies bedeutet, daß der Magnetkopf mit dieser sehr steilen, in dem Diagramm durch eine Verstärkung der Feldstärke­ kurve hervorgehobenen Flanke F zwischen den Magnetpolen P ₁ und P ₂ schreibt. D.h., daß die sogenannte magne­ tische Übergangslänge U, die die Ausdehnung dieser Flanke F in x-Richtung darstellt, gegenüber dem bisher bekannten Schreiben mit der ablaufenden Kante bekannter Magnetköpfe wesentlich verkürzt ist. Außerdem ist aus dem Diagramm die Tatsache zu ersehen, daß ein Schreiben des nachlaufenden Magnetpols P ₂ praktisch nicht möglich ist. Der diesem Magnetpol zuzuschreibende Verlauf der Feldstärkekurve zeigt nämlich ein Maximum H _max, das ganz wesentlich geringer ist als das entsprechende, durch eine gestrichelte Linie dargestellte Schaltfeld (+H _c ). D.h., für die Speicherschicht 6 des Aufzeich­ nungsmediums M der erfindungsgemäßen Speichereinrich­ tung ist ein Material zu wählen, das eine ein entspre­ chend hohes Schaltfeld ergebende Koerzitivfeldstärke H _c aufweist. Entsprechende Materialien sind allgemein bekannt (vgl. z.B. die genannten EP 01 20 413 oder 0 0 54 269).

Claims (13)

1. Magnetische Speichereinrichtung mit einem auf einem nicht-magnetischen Substrat schichtweise aufgebauten Dünnfilm-Magnetkopf und mit einem Aufzeichnungsmedium, das mit einer magnetisierbaren Speicherschicht aus einem Material vorbestimmter Koerzitivfeldstärke ver­ sehen ist, in welche längs einer Spur Informationen durch senkrechte (vertikale) Magnetisierung dieser Schicht einzuschreiben sind, wobei der Magnetkopf einen den magnetischen Fluß führenden, ringkopfähnlichen magnetischen Leitkörper mit zwei Magnetschenkeln auf­ weist,

• - die aus Material vorbestimmter Sättigungsmagnetisie­ rung bestehen,
• - deren dem Aufzeichnungsmedium zugewandten Magnetpole in (relativer) Bewegungsrichtung des Kopfes gesehen hintereinander angeordnet sind, wobei ein Spalt vor­ bestimmter Weite ausgebildet ist, und
• - die außerhalb des Polbereiches einen Zwischenraum be­ grenzen, durch welchen sich die Windungen einer Schreib- und/oder Lesespulenwicklung erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß
• - der in Bewegungsrichtung (v) gesehen vorlaufende Magnetschenkel (9) zumindest im Bereich (11) seines Magnetpoles (P ₁) aus mindestens einer magnetischen Schicht (9 a) aus einem Material vorbestimmter, verhältnismäßig hoher Sättigungsmagnetisierung (Ms ₁) besteht, und
• - der nachlaufende Magnetschenkel (10) zumindest im Bereich (12) seines Magnetpoles (P ₂) mindestens eine magnetische Schicht (10 a) enthält, deren Material eine Sättigungsmagnetisierung (Ms ₂) aufweist, die um ein vorbestimmtes Maß niedriger als die vergleichs­ weise hohe Sättigungsmagnetisierung (Ms ₁) der Magnet­ schicht (9 a) des vorlaufenden Magnetschenkels (9) ist,

so daß zumindest der Bereich (12) des Magnetpoles (P ₂) des nachlaufenden Magnetschenkels (10) bei der Schreib­ funktion aufgrund eines in der Spulenwicklung (18) fließenden Schreibstromes (I) in die magnetische Sättigung getrieben ist, dabei jedoch ein Beschreiben der Speicherschicht (6) des Aufzeichnungsmediums (M) mit dem an diesem Magnetpol (P ₂) hervorgerufenen Magnetfeld zumindest weitgehend ausgeschlossen ist, indem die Koerzitivfeldstärke (H _c) des Materials dieser Schicht (6) entsprechend hoch gewählt ist.

2. Speichereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Speicher­ schicht (6) aus einem Material vorgesehen ist, die Koerzitivfeldstärke (H _c) einen absoluten Wert von mindestens 30 kA/m, vorzugsweise mindestens 60 kA/m hat.

3. Speichereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Magnetschenkel (9, 10) des Magnetkopfes (2) außer der einen ersten Magnetschicht (9 a, 10 a) aus dem Material vorbestimmter Sättigungsmagnetisierung (Ms₁, Ms ₂) außerhalb des Bereiches (11, 12) seines Magnetpoles (P₁, P ₂) mindestens eine zusätzliche Magnetschicht (9 b, 10 b) aufweist.

4. Speichereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Magnetpol (P ₁) bildende Magnetschicht (9 a) des vorlaufenden Magnetschenkels (9) aus einem Material mit einer Sättigungsmagnetisierung (Ms ₁) von mindestens 1000 kA/m, vorzugsweise mehr als 1100 kA/m besteht.

5. Speichereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Magnetpol (P ₂) bildende Magnetschicht (10 a) des nachlaufenden Magnetschenkels (10) aus einem Material mit einer Sättigungsmagnetisierung (Ms ₂) von weniger als 900 kA/m, vorzugsweise weniger als 800 kA/m besteht.

6. Speichereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den Magnetpol (P ₁) bildende Magnetschicht (9 a) des vorlaufenden Magnetschenkels (9) aus einem Material mit einer Sättigungsmagnetisierung (Ms ₁) besteht, deren Wert mindestens um einen Faktor 1,4 größer als der Wert der Sättigungsmagnetisierung (Ms ₂) des Materials der den Magnetpol (P ₂) bildenden Magnetschicht (10 a) des nachlaufenden Magnetschenkels (10).

7. Speichereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke (d ₁) der den Magnetpol (P ₁) bildenden Magnetschicht (9 a) des vorlaufenden Magnet­ schenkels (9) vorzugsweise um einen Faktor von minde­ stens 1,5 größer ist als die Schichtdicke (d ₂) der den Magnetpol (P ₂) bildenden Magnetschicht (10 a) des nachlaufenden Magnetschenkels (10).

8. Speichereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Magnetschenkel (9, 10) des Magnet­ kopfes (2) jeweils eine zusätzliche Magnetschicht (9 b bzw. (10 b) aus Materialien unterschiedlicher Sätti­ gungsmagnetisierung (Ms ₃ bzw. Ms ₄) aufweisen, wobei die Sättigungsmagnetisierung (Ms ₃) der zusätzlichen Magnet­ schicht (9 b) des vorlaufenden Magnetschenkels (9) größer ist als die Sättigungsmagnetisierung (Ms ₄) der zusätzlichen Magnetschicht (10 b) des nachlaufenden Magnetschenkels (10).

9. Speichereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige der Magnetschichten (9 a, 9 b, 10 a, 10 b) des magnetischen Leitkörpers (8) des Magnetkopfes (2) aus Materialien unterschiedlicher reversibler Permeabilität bestehen.

10. Speichereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Permeabilität () des Materials der den Magnetpol (P ₁) bildenden Magnetschicht (9 a) des vorlaufenden Magnetschenkels (9) kleiner ist als die Permeabilität (µ ₂) des Materials der den Magnetpol (P ₂) bildenden Magnetschicht (10 a) des nachlaufenden Magnetschenkels (10).

11. Speichereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherschicht (6) des Aufzeichnungsmediums (M) auf einer Unterschicht (7) aus einem weichmagneti­ schen Material angeordnet ist.

12. Speichereinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterschicht (7) aus einer NiFe-Legierung oder aus einer amorphen CoZr- oder CoHf-Legierung besteht.