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日立 Deskstar 使用的巨磁阻磁头(GMR) 的工作原理及未來发展

来源:未知 编辑:admin 时间:2019-05-17

  自从日立与IBM的硬盘部门从今年一月合并之后,新公司的技术领域扩展了。其中的GMR 磁头技术更是日立拓展未來产品的要素。 全新上市的日立Deskstar 7K250 台式机系列硬盘就采用了此项技术。

  GMR磁头的主要优势在于灵敏度更高。这种增强的灵敏度使它可以探测更小的记录比特,并以更高的数据速率读取这些比特。GMR 磁头发出的较大信号也有助于克服电子噪声。GMR 磁头可以支持超过11.6 Gbits/in的面密度,可以预计GMR将成为2003年以后最主要磁头技术。

  IBM在数年前 已经开发出包括四个薄膜的GMR传感器:一个感应层,一个传导垫片,引线层和一个交换层。前三层膜非常薄,可以让电子在感应层和引线层之间通过传导垫片自由来回运动。引线层的磁定向由交换层固定在位,而感应层的磁定向随着磁盘的磁场而变化。如下所述,感应层的磁定向变化将会引起结合的感应层和引线层的电阻的变化。

  GMR传感器利用电子的量子属性,电子具有两上旋转方向:――上旋和下旋。旋转方向平行于材料的磁定向的传导电子可以自由运动,产生较低的电阻。相反,旋转方向与于材料的磁定向相反的传导电子与材料中的原子产生频率更高的碰撞,产生较高的电阻。

  当感应层和引线层通过磁力定在同一个方向时,就会出现较低的电阻,因为旋转方向平行于该磁定向的电子在两种膜中能够自由运动。当感应层和引线层的磁定向相对的时候,就会出现较高的电阻,因为上旋电子受到其中一个磁层的阻碍,而下旋的电子受到另一个磁层的阻碍。感应层的电阻也受MR效应而进行变化,但是GMR效应是最主要的。

  GMR磁头已在年前开始在HDD产品中使用, 因为随着面密度和数据速率的增长,需要更加灵敏的磁头以维持高质量的读回信息号。 但是,由于面密度持续增长,可能需要比GMR更先进的结构。生产上的挑战将会继续涉及严格控制关键尺寸,膜厚度和膜构成。在下十个年头里,磁头技术的持续发展对于维持高速的面密度增长至关重要,GMR旋转阀磁头已证实有能力达到未来的面密度要求。

  日立的Deskstar 硬盘系列使用的是最先进的GMR磁头。预计日立公司将会投入更大资源在磁头研发上。新的技术,例如 Perpendicular Recording ,TMR 等等将会是日立公司在未來领导业界的新技术。

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