JP2656485B2 - 磁気ヘツド - Google Patents
磁気ヘツドInfo
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- JP2656485B2 JP2656485B2 JP62095131A JP9513187A JP2656485B2 JP 2656485 B2 JP2656485 B2 JP 2656485B2 JP 62095131 A JP62095131 A JP 62095131A JP 9513187 A JP9513187 A JP 9513187A JP 2656485 B2 JP2656485 B2 JP 2656485B2
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- magnetic
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- superconducting
- superconducting ring
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は磁気ヘッドに関し、特に超伝導量子干渉を用
いた超高感度の再生磁気ヘッドに関する。
いた超高感度の再生磁気ヘッドに関する。
〔従来の技術〕 高密度磁気記録の進展は著しく、近年高密度磁気記録
に適した垂直磁気記録の研究が進み、また従来の面内磁
気記録においても磁気ヘッド，記録媒体の改良によって
記録の高密度化が進んでいる。
に適した垂直磁気記録の研究が進み、また従来の面内磁
気記録においても磁気ヘッド，記録媒体の改良によって
記録の高密度化が進んでいる。
線記録密度およびトラック密度を増加した場合には、
ピット当りあるいは波長当りに関与する記録媒体の面積
は減少するため、再生出力は減少する。垂直磁記録によ
って記録した場合には、最大500KBPIの線記録密度の信
号まで記録できることが明らかになっている。しかし、
この記録された信号を、従来の磁気ヘッドで再生した場
合には、媒体の信号磁化から発生する磁束が微弱なた
め、低い記録密度に比較して出力が著しく低下するとい
う問題があった。（第10回日本応用磁気学会学術講演概
要集（1989）p335） 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、かかる問題を解決し、線記録密度およびト
ラック密度の極めて高い記録信号を再生出来るように、
極めて高感度の再生磁気ヘッドを提供しようとするもの
である。
ピット当りあるいは波長当りに関与する記録媒体の面積
は減少するため、再生出力は減少する。垂直磁記録によ
って記録した場合には、最大500KBPIの線記録密度の信
号まで記録できることが明らかになっている。しかし、
この記録された信号を、従来の磁気ヘッドで再生した場
合には、媒体の信号磁化から発生する磁束が微弱なた
め、低い記録密度に比較して出力が著しく低下するとい
う問題があった。（第10回日本応用磁気学会学術講演概
要集（1989）p335） 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、かかる問題を解決し、線記録密度およびト
ラック密度の極めて高い記録信号を再生出来るように、
極めて高感度の再生磁気ヘッドを提供しようとするもの
である。
上記課題を解決するために、本発明の磁気ヘッドで
は、少くとも再生磁束を導くための磁路と、これに鎖交
する超伝導量子干渉計を構成する超伝導リングからな
る。すなわち、磁束の検出手段として超伝導量子干渉計
（Super conducting Quantum Interference Device略し
てSQUID）を用いる。超伝導量子干渉計とは、１つまた
は２つのジョセフソン接合を含む超伝導リングを貫通す
る磁束量に従って、前記リングに流れる超伝導電流が変
化する現象を利用して、磁束量を高感度に測定する素子
である。
は、少くとも再生磁束を導くための磁路と、これに鎖交
する超伝導量子干渉計を構成する超伝導リングからな
る。すなわち、磁束の検出手段として超伝導量子干渉計
（Super conducting Quantum Interference Device略し
てSQUID）を用いる。超伝導量子干渉計とは、１つまた
は２つのジョセフソン接合を含む超伝導リングを貫通す
る磁束量に従って、前記リングに流れる超伝導電流が変
化する現象を利用して、磁束量を高感度に測定する素子
である。
この超伝導量子干渉計は超伝導状態を利用するもので
あるため、素子は超伝導物質で構成し、かつ超伝導状態
となるように素子全体を極低温に冷却する必要があっ
た。しかし、近年の超伝導物質の研究開発の進歩は目ざ
ましく、約95°Ｋで超伝導となる物質が見出されてい
る。このような高温超伝導物質を用いることにより、超
伝導量子干渉計を用いた超高感度の再生磁気ヘッドを構
成することが可能となる。
あるため、素子は超伝導物質で構成し、かつ超伝導状態
となるように素子全体を極低温に冷却する必要があっ
た。しかし、近年の超伝導物質の研究開発の進歩は目ざ
ましく、約95°Ｋで超伝導となる物質が見出されてい
る。このような高温超伝導物質を用いることにより、超
伝導量子干渉計を用いた超高感度の再生磁気ヘッドを構
成することが可能となる。
本発明の磁気ヘッドは、少なくとも、再生磁束を導く
ための磁路と、これに鎖交する超伝導量子干渉計を構成
する超伝導リングからなる。また、ペルチェ効果を利用
した冷却素子をそなえた構成とすることにより、必要な
部分を効率よく冷却して超伝導状態を保つ上で効果があ
る。さらにまた、冷却する部分をヘッドの記録媒体対向
面から離した構造として、冷却を行ないやすくするため
に、再生磁束を導くための磁路と鎖交する通常のコイル
を一旦設け、このコイルと鎖交するもう一つの磁路を形
成して、この磁路の磁束が超伝導量子干渉計素子と鎖交
するようにしてもよい。また、この構成の場合に、もう
一つの磁路は形成せずに、上記の再生磁束用磁路と鎖交
するコイルと、超伝導量子干渉計素子を空間を通して磁
束を鎖交させることも、超伝導量子干渉計素子の感度が
高いために可能である。
ための磁路と、これに鎖交する超伝導量子干渉計を構成
する超伝導リングからなる。また、ペルチェ効果を利用
した冷却素子をそなえた構成とすることにより、必要な
部分を効率よく冷却して超伝導状態を保つ上で効果があ
る。さらにまた、冷却する部分をヘッドの記録媒体対向
面から離した構造として、冷却を行ないやすくするため
に、再生磁束を導くための磁路と鎖交する通常のコイル
を一旦設け、このコイルと鎖交するもう一つの磁路を形
成して、この磁路の磁束が超伝導量子干渉計素子と鎖交
するようにしてもよい。また、この構成の場合に、もう
一つの磁路は形成せずに、上記の再生磁束用磁路と鎖交
するコイルと、超伝導量子干渉計素子を空間を通して磁
束を鎖交させることも、超伝導量子干渉計素子の感度が
高いために可能である。
本発明の磁気ヘッドにおいて、再生磁束を導くための
磁路の形状は、従来のリング型でもよく、あるいは垂直
磁気記録用単磁極型ヘツドのように薄い主磁極膜で構成
することも出来る。
磁路の形状は、従来のリング型でもよく、あるいは垂直
磁気記録用単磁極型ヘツドのように薄い主磁極膜で構成
することも出来る。
従来のヘッドでは、再生感度を向上するために多巻数の
コイルが必要であったが、本発明の構成とすることによ
り、１個の超伝導材を用いたリングを形成すればよく、
プロセスが大幅に簡略化されるという利点がある。
コイルが必要であったが、本発明の構成とすることによ
り、１個の超伝導材を用いたリングを形成すればよく、
プロセスが大幅に簡略化されるという利点がある。
本発明に用いる超伝導量子干渉計には二個のジョセフ
ソン接合素子を含む直流型と、一個のジョセフソン接合
素子を含む交流型とがある。直流型は二個のジョセフソ
ン接合を形成する必要があるため、一個のジョセフソン
接合を含む交流型に比転してプロセス上不利であるが、
回路構成が簡略であるという利点がある。一方交流型は
一個のジョセフソ接合を形成すればよく、プロセス上有
利であるが、回路構成が複雑である。本発明の磁気ヘッ
ドには、いずれの型も用いることができ、各々の利点を
選択して用いることが出来る。
ソン接合素子を含む直流型と、一個のジョセフソン接合
素子を含む交流型とがある。直流型は二個のジョセフソ
ン接合を形成する必要があるため、一個のジョセフソン
接合を含む交流型に比転してプロセス上不利であるが、
回路構成が簡略であるという利点がある。一方交流型は
一個のジョセフソ接合を形成すればよく、プロセス上有
利であるが、回路構成が複雑である。本発明の磁気ヘッ
ドには、いずれの型も用いることができ、各々の利点を
選択して用いることが出来る。
本発明の磁気ヘッドに用いる超伝導量子干渉計は外部
からの磁束に対して極めて高感度のため、外部からの信
号以外の洩れ磁束、および電磁波などのノイズに対して
弱いという問題を持っている。この点を解決するため
に、本発明の磁気ヘッドには、シールドを施すことが望
ましい。このシールド材としては、従来のNi−Fe合金
（パーマロイ）あるいは非晶質合金などの高透磁率材料
を用いることが出来る。また、超伝導状態の物質の中に
は磁束が貫入しない効果があるため、シールド材として
超伝導材を用いることが最も好ましい。
からの磁束に対して極めて高感度のため、外部からの信
号以外の洩れ磁束、および電磁波などのノイズに対して
弱いという問題を持っている。この点を解決するため
に、本発明の磁気ヘッドには、シールドを施すことが望
ましい。このシールド材としては、従来のNi−Fe合金
（パーマロイ）あるいは非晶質合金などの高透磁率材料
を用いることが出来る。また、超伝導状態の物質の中に
は磁束が貫入しない効果があるため、シールド材として
超伝導材を用いることが最も好ましい。
さらに本発明の磁気ヘッドにおいて、超伝導量子干渉
計素子と磁束を鎖交させるように配置したバイアスコイ
ルを設け、これに交流バイアス電流を流すことにより、
信号の検出をより容易にすることも可能である。
計素子と磁束を鎖交させるように配置したバイアスコイ
ルを設け、これに交流バイアス電流を流すことにより、
信号の検出をより容易にすることも可能である。
本発明の磁気ヘッドに用いる超伝導材料としては、例
えば、(SrxLa1-x)2CuO4（ｘ＝0.05〜0.1）あるいは、(B
a1-xYx)3Cu2O7（ｘ〜0.3）などの組成を有する材料を用
いることが出来る。特に後者は温度95°Ｋの高温度で超
伝導状態となるため、好ましい材料である。
えば、(SrxLa1-x)2CuO4（ｘ＝0.05〜0.1）あるいは、(B
a1-xYx)3Cu2O7（ｘ〜0.3）などの組成を有する材料を用
いることが出来る。特に後者は温度95°Ｋの高温度で超
伝導状態となるため、好ましい材料である。
また、本発明の磁気ヘッドにおいて磁気ヘッドの磁路
と鎖交して記録コイルをあわせて設けることにより、記
録ヘッドとしても従来通り用いることが出来る。この記
録コイルとして、前記のバイアスコイル、あるいは交流
型超伝導量子干渉計に用いる信号検出用の高周波コイル
を記録膜に切換えて用いることもできる。このコイルの
材料として超伝導材を用いることにより記録電流による
発熱が最小限に押えることが出来、優れた記録ヘッドと
することが出来る。
と鎖交して記録コイルをあわせて設けることにより、記
録ヘッドとしても従来通り用いることが出来る。この記
録コイルとして、前記のバイアスコイル、あるいは交流
型超伝導量子干渉計に用いる信号検出用の高周波コイル
を記録膜に切換えて用いることもできる。このコイルの
材料として超伝導材を用いることにより記録電流による
発熱が最小限に押えることが出来、優れた記録ヘッドと
することが出来る。
次に、本発明の磁気ヘッドを実施例により詳細に説明
する。
する。
第１図は、超伝導量子干渉計の部分を記録媒体対向面
から遠ざけた構造を持つヘッドの例である。（ａ）は保
護材を除いた平面図を、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′断面
を示した図である。本ヘッドは通常のリング型ヘッドの
ごとく、記録媒体からのもれ磁束を磁性体からなる基板
１と磁極２からなる磁路に流し、これと鎖交する磁束伝
達コイル22で一旦、信号電流に変換し、さらにこれと鎖
交する後部基板23と後部磁極24からなる後部磁路に磁束
を発生させ、これと鎖交する超伝導材からなるリング４
により信号を検出する構造をとる。このようにした場
合、超伝導材からなる部分は、記録媒体と摺接する部分
から分離することが出来るため、超伝導材を用いた部分
のみを冷却することが容易となる。第１図に示したヘッ
ドの例では、超伝導材を使う部分に、熱伝導の良好な物
質25を介して、ペルチェ効果等を用いた冷却素子26を用
いることにより、超伝導材を用いた部分を効率的に冷却
することが可能となる。このような場合、前部磁路を構
成する基板と、後部磁路を構成する基板とは、熱的に絶
縁するために、絶縁材27を用いて分離することが望まし
い。
から遠ざけた構造を持つヘッドの例である。（ａ）は保
護材を除いた平面図を、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′断面
を示した図である。本ヘッドは通常のリング型ヘッドの
ごとく、記録媒体からのもれ磁束を磁性体からなる基板
１と磁極２からなる磁路に流し、これと鎖交する磁束伝
達コイル22で一旦、信号電流に変換し、さらにこれと鎖
交する後部基板23と後部磁極24からなる後部磁路に磁束
を発生させ、これと鎖交する超伝導材からなるリング４
により信号を検出する構造をとる。このようにした場
合、超伝導材からなる部分は、記録媒体と摺接する部分
から分離することが出来るため、超伝導材を用いた部分
のみを冷却することが容易となる。第１図に示したヘッ
ドの例では、超伝導材を使う部分に、熱伝導の良好な物
質25を介して、ペルチェ効果等を用いた冷却素子26を用
いることにより、超伝導材を用いた部分を効率的に冷却
することが可能となる。このような場合、前部磁路を構
成する基板と、後部磁路を構成する基板とは、熱的に絶
縁するために、絶縁材27を用いて分離することが望まし
い。
第２図は、第１図に示したヘッドの後部磁路を省略
し、再生信号を伝達するコイルと超伝導リングが空間を
通して磁気的に結合するように構成した例である。超伝
導量子干渉計は磁束の検出感度が極めて高いため、この
ような構成も可能である。なお、第１図、第２図に示し
たヘッドでは、直流型超伝導量子干渉計の例のみを示し
たが、第３図に示したごとく、交流型の超伝導量子干渉
計と組み合うヘッドとすることも、もちろん可能であ
る。
し、再生信号を伝達するコイルと超伝導リングが空間を
通して磁気的に結合するように構成した例である。超伝
導量子干渉計は磁束の検出感度が極めて高いため、この
ような構成も可能である。なお、第１図、第２図に示し
たヘッドでは、直流型超伝導量子干渉計の例のみを示し
たが、第３図に示したごとく、交流型の超伝導量子干渉
計と組み合うヘッドとすることも、もちろん可能であ
る。
第３図において、超伝導リング４は１個のジョセフソ
ン接合５を含んでおり、さらに超伝導リングと磁気的に
結合した信号検出用の高周波コイル10をそなえている。
このような超伝導量子干渉計をそなえた再生磁気ヘッド
は、超伝導量子干渉計の超伝導リングに再生磁束が貫通
するように磁束を構成しており、ヘッドに流入した極め
て微少な磁束を超高感度で検出することができる特徴を
持っている。
ン接合５を含んでおり、さらに超伝導リングと磁気的に
結合した信号検出用の高周波コイル10をそなえている。
このような超伝導量子干渉計をそなえた再生磁気ヘッド
は、超伝導量子干渉計の超伝導リングに再生磁束が貫通
するように磁束を構成しており、ヘッドに流入した極め
て微少な磁束を超高感度で検出することができる特徴を
持っている。
以上述べたように、本発明の磁気ヘッドにより極めて
記録密度の高い微弱な信号を高感度に再生でき、しかも
外部からのノイズに強く、記録時にも発熱の少ない磁気
ヘッドを得ることが出来る。
記録密度の高い微弱な信号を高感度に再生でき、しかも
外部からのノイズに強く、記録時にも発熱の少ない磁気
ヘッドを得ることが出来る。
第１図は本発明の磁気ヘッドの一実施例を示す図、第２
図及び第３図は本発明の磁気ヘッドの他の実施例を示す
図である。 １…基板、２…磁極、３…絶縁材、４…超伝導リング、
５…ジョセフソン接合、６…端子部、７…絶縁材、８…
記録媒体対向面、９…保護材、22…磁束伝達コイル、23
…後部基板、24…後部磁極、25…熱伝導物質、26…冷却
素子、27…絶縁材。
図及び第３図は本発明の磁気ヘッドの他の実施例を示す
図である。 １…基板、２…磁極、３…絶縁材、４…超伝導リング、
５…ジョセフソン接合、６…端子部、７…絶縁材、８…
記録媒体対向面、９…保護材、22…磁束伝達コイル、23
…後部基板、24…後部磁極、25…熱伝導物質、26…冷却
素子、27…絶縁材。
フロントページの続き (72)発明者 山下 武夫 国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式 会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 斉藤 法利 国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式 会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 樽谷 良信 国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式 会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−140164（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−75954（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−255077（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】基板と、該基板上に形成された絶縁層と、
該絶縁層上に形成され且つジョセフソン接合を有する超
伝導リングと、該絶縁層上に該超伝導リングと鎖交する
ように形成された磁極を含み、上記磁極は、一端が記録
媒体対向面をなす第１の磁路と、該第１の磁路と鎖交す
る磁束伝達コイルからなる第２の磁路と、該第２の磁路
及び上記超伝導リングと鎖交する第３の磁路からなり、
上記基板は、上記第１の磁極とともに記録媒体対向面を
なし且つ磁性体からなる第１の基板と、その上部に上記
超伝導リングが形成された第２の基板と、該第１及び第
２の基板を熱的に絶縁するための第３の基板からなり、
且つ上記超伝導リング上部には超伝導リングを冷却する
ための冷却素子が形成されていることを特徴とする磁気
ヘッド。 - 【請求項２】上記超伝導リングは２つのジョセフソン接
合を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の磁気ヘッド。 - 【請求項３】上記超伝導リングの内部にさらに上記磁極
と鎖交するコイルが設けられていることを特徴とする特
許請求の範囲第２項記載の磁気ヘッド。 - 【請求項４】上記超伝導リングは１つのジョセフソン接
合を有し、且つ該超伝導リングと磁気的に結合した信号
検出用コイルがさらに設けられていることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の磁気ヘッド。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62095131A JP2656485B2 (ja) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | 磁気ヘツド |
| US07/673,866 US5463518A (en) | 1987-04-20 | 1991-03-22 | Magnetic head and magnetic recording and reproducing apparatus using a superconducting quantum interference device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62095131A JP2656485B2 (ja) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | 磁気ヘツド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63261503A JPS63261503A (ja) | 1988-10-28 |
| JP2656485B2 true JP2656485B2 (ja) | 1997-09-24 |
Family
ID=14129266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62095131A Expired - Lifetime JP2656485B2 (ja) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | 磁気ヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2656485B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5463518A (en) * | 1987-04-20 | 1995-10-31 | Hitachi, Ltd. | Magnetic head and magnetic recording and reproducing apparatus using a superconducting quantum interference device |
| NL8702607A (nl) * | 1987-11-02 | 1989-06-01 | Philips Nv | Inrichting voor het uitlezen van informatie uit een magnetisch registratiemedium. |
| JPH01124908U (ja) * | 1988-02-16 | 1989-08-25 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0640593B2 (ja) * | 1985-05-07 | 1994-05-25 | 日本電気株式会社 | 超伝導量子干渉計ゲ−ト |
| JPH0760537B2 (ja) * | 1985-09-27 | 1995-06-28 | 株式会社日立製作所 | 記録再生方法 |
| JPS63259817A (ja) * | 1987-04-17 | 1988-10-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜磁気ヘツド |
-
1987
- 1987-04-20 JP JP62095131A patent/JP2656485B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63261503A (ja) | 1988-10-28 |
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