JPH06326376A - 磁界検出装置および方法 - Google Patents
磁界検出装置および方法Info
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- JPH06326376A JPH06326376A JP6050499A JP5049994A JPH06326376A JP H06326376 A JPH06326376 A JP H06326376A JP 6050499 A JP6050499 A JP 6050499A JP 5049994 A JP5049994 A JP 5049994A JP H06326376 A JPH06326376 A JP H06326376A
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- G—PHYSICS
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- G01R33/093—Magnetoresistive devices using multilayer structures, e.g. giant magnetoresistance sensors
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- G11B19/02—Control of operating function, e.g. switching from recording to reproducing
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- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、磁界中で反強磁界状態から
強磁界状態への電子相転移を受け、磁界が除去されると
その逆となり、そして対応する「巨大磁気抵抗効果」を
有する金属化合物を利用する、磁気抵抗センサに関する
ものである。 【構成】 磁界を適用すると反強磁界配列から強磁界配
列へ切り換わるＦｅＲｈ、ＦｅＲｕ，ＦｅＰｄ、または
ＭｎＰｔの材料と、材料の温度を制御するための加熱エ
レメントと、材料の抵抗変化を検出して材料が強磁性的
に配列されるときを判定するための電流源を組み込ん
だ、磁界を検出するための装置と方法を説明している。 【効果】 本発明によって、強磁界配列においてのみ動
作する磁気抵抗センサの小さな抵抗変化の問題を克服で
きる。
強磁界状態への電子相転移を受け、磁界が除去されると
その逆となり、そして対応する「巨大磁気抵抗効果」を
有する金属化合物を利用する、磁気抵抗センサに関する
ものである。 【構成】 磁界を適用すると反強磁界配列から強磁界配
列へ切り換わるＦｅＲｈ、ＦｅＲｕ，ＦｅＰｄ、または
ＭｎＰｔの材料と、材料の温度を制御するための加熱エ
レメントと、材料の抵抗変化を検出して材料が強磁性的
に配列されるときを判定するための電流源を組み込ん
だ、磁界を検出するための装置と方法を説明している。 【効果】 本発明によって、強磁界配列においてのみ動
作する磁気抵抗センサの小さな抵抗変化の問題を克服で
きる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁界を検出するための
センサに関し、詳しくは、磁界中で反強磁性状態から強
磁性状態への電子相転移を生じ、磁界が除去されるとそ
の逆の相転移を生じ、対応する「巨大磁気抵抗効果」を
有する、金属化合物を利用した磁気抵抗センサに関する
ものである。
センサに関し、詳しくは、磁界中で反強磁性状態から強
磁性状態への電子相転移を生じ、磁界が除去されるとそ
の逆の相転移を生じ、対応する「巨大磁気抵抗効果」を
有する、金属化合物を利用した磁気抵抗センサに関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】磁気抵抗装置は、磁界が変化するとき、
その中を通る電流に対して抵抗の変化を示す。一般に、
２つの強磁性材料層を使用して磁気抵抗装置を形成し、
その際に、一つの層における磁化の方向を変化させるた
めに、磁気抵抗装置によってさえぎられる磁界が一つの
層の保磁力を超えるようにする。磁気抵抗装置は、磁気
テープおよび直接アクセス記憶装置（ＤＡＳＤ）からの
磁界を検出するために使用されてきた。例えば、磁気抵
抗装置をＤＡＳＤ中のスライダに取り付けたヘッド中に
配置する。ヘッドは回転ディスク上の磁性層の上に位置
し、磁性層に記憶されたデータを示す、磁性層から放出
する磁界を検出する。磁気抵抗装置の例は、米国特許第
４４７６４５４号に記載されており、これは、抵抗率の
負（Δρ）の変化を示す磁気抵抗材料を採用した装置お
よび回路を記載している。Δρ＝９を示し、磁界が２０
〜１２０Ｏｅの範囲にある、より最近の磁気抵抗装置
が、米国特許第５１５９５１３号に記載されている。
その中を通る電流に対して抵抗の変化を示す。一般に、
２つの強磁性材料層を使用して磁気抵抗装置を形成し、
その際に、一つの層における磁化の方向を変化させるた
めに、磁気抵抗装置によってさえぎられる磁界が一つの
層の保磁力を超えるようにする。磁気抵抗装置は、磁気
テープおよび直接アクセス記憶装置（ＤＡＳＤ）からの
磁界を検出するために使用されてきた。例えば、磁気抵
抗装置をＤＡＳＤ中のスライダに取り付けたヘッド中に
配置する。ヘッドは回転ディスク上の磁性層の上に位置
し、磁性層に記憶されたデータを示す、磁性層から放出
する磁界を検出する。磁気抵抗装置の例は、米国特許第
４４７６４５４号に記載されており、これは、抵抗率の
負（Δρ）の変化を示す磁気抵抗材料を採用した装置お
よび回路を記載している。Δρ＝９を示し、磁界が２０
〜１２０Ｏｅの範囲にある、より最近の磁気抵抗装置
が、米国特許第５１５９５１３号に記載されている。
【０００３】９％という抵抗率の変化は大きいように見
えるが、低磁界で９％より大きな抵抗率の変化を示す磁
気抵抗装置が当業界で必要とされている。
えるが、低磁界で９％より大きな抵抗率の変化を示す磁
気抵抗装置が当業界で必要とされている。
【０００４】磁気抵抗センサには、反強磁性層を利用し
て強磁性層中で縦交換バイアスを提供しているものがあ
る。交換バイアスは、単に強磁性層中の磁化の方向を固
定するにすぎない。このような装置の１つが、米国特許
第５０１４１４７号に記載されており、これは反強磁性
層としてＦｅ(1-x)Ｍｎxの合金を使用している。ただ
し、ｘは０．３〜０．４の範囲にある。
て強磁性層中で縦交換バイアスを提供しているものがあ
る。交換バイアスは、単に強磁性層中の磁化の方向を固
定するにすぎない。このような装置の１つが、米国特許
第５０１４１４７号に記載されており、これは反強磁性
層としてＦｅ(1-x)Ｍｎxの合金を使用している。ただ
し、ｘは０．３〜０．４の範囲にある。
【０００５】いくつかの金属化合物が、反強磁性（Ａ
Ｆ）から強磁性（ＦＭ）への磁気相転移を生じることが
知られている。こうした化合物には自然界で見つかった
ものも、実験室で製造または処方されたものもある。こ
のような金属化合物の１つが鉄ロジウム（ＦｅＲｈ）で
ある。鉄ロジウムは、約３４０Ｋで反強磁性から強磁性
への磁気相転移を生じる。この相転移は、鉄ロジウムの
比容積の急激な増加を伴う。鉄ロジウムの転移温度は、
磁界Ｈcrを加えることによって低下させることができ、
正圧Ｐcrを加えることによって上昇させることができる
ことが発表されている。ＦｅＲｈの粗多結晶サンプルに
関するＪ．Ｓ．カウフェル（Kouvel）とＣ．Ｃ．ハルテ
リュイス（Harteluis）の実験（J.Appl.Phy.Supp. to V
ol.33, p.1343, 1962）は、加熱時に磁気相転移による
３０％の抵抗率の低下を示している。
Ｆ）から強磁性（ＦＭ）への磁気相転移を生じることが
知られている。こうした化合物には自然界で見つかった
ものも、実験室で製造または処方されたものもある。こ
のような金属化合物の１つが鉄ロジウム（ＦｅＲｈ）で
ある。鉄ロジウムは、約３４０Ｋで反強磁性から強磁性
への磁気相転移を生じる。この相転移は、鉄ロジウムの
比容積の急激な増加を伴う。鉄ロジウムの転移温度は、
磁界Ｈcrを加えることによって低下させることができ、
正圧Ｐcrを加えることによって上昇させることができる
ことが発表されている。ＦｅＲｈの粗多結晶サンプルに
関するＪ．Ｓ．カウフェル（Kouvel）とＣ．Ｃ．ハルテ
リュイス（Harteluis）の実験（J.Appl.Phy.Supp. to V
ol.33, p.1343, 1962）は、加熱時に磁気相転移による
３０％の抵抗率の低下を示している。
【０００６】鉄ロジウム薄膜およびその合金の磁気記録
への使用は、米国特許第３６０７４６０号に記載されて
いる。上記特許では、電子ビームで強磁性状態への一次
転移を通じて個々の領域を加熱し、その後これらの領域
を、反強磁性状態に戻る転移の温度よりわずかに高いバ
イアス温度にまで冷却させている。次いで薄膜全体に磁
界を加えて、薄膜の強磁性状態にある領域のみを磁化さ
せ、通常の電子ビーム顕微鏡検査によって記録された情
報の読取りを達成している。この薄膜の強磁性は、薄膜
を転移温度以下に冷却して反強磁性状態にすることによ
り、または薄膜にひずみを加えることによって、消去す
ることができた。
への使用は、米国特許第３６０７４６０号に記載されて
いる。上記特許では、電子ビームで強磁性状態への一次
転移を通じて個々の領域を加熱し、その後これらの領域
を、反強磁性状態に戻る転移の温度よりわずかに高いバ
イアス温度にまで冷却させている。次いで薄膜全体に磁
界を加えて、薄膜の強磁性状態にある領域のみを磁化さ
せ、通常の電子ビーム顕微鏡検査によって記録された情
報の読取りを達成している。この薄膜の強磁性は、薄膜
を転移温度以下に冷却して反強磁性状態にすることによ
り、または薄膜にひずみを加えることによって、消去す
ることができた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、磁界
中で反強磁性状態から強磁性状態への電子相転移を生
じ、磁界が除去されるとその逆の相転移を生じ、対応す
る「巨大磁気抵抗効果」を有する、金属化合物を利用し
た磁気抵抗センサを提供することである。
中で反強磁性状態から強磁性状態への電子相転移を生
じ、磁界が除去されるとその逆の相転移を生じ、対応す
る「巨大磁気抵抗効果」を有する、金属化合物を利用し
た磁気抵抗センサを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、磁界を
検出する装置および方法が記述される。この装置および
方法は、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉなど少なくとも１種類
の磁性原子または磁性イオンと、Ｒｈ、ＲｕまたはＰｄ
など少なくとも１種類の非磁性原子または非磁性イオン
からなる材料を含み、磁性原子または磁性イオンが、非
磁性原子または非磁性イオンが散在する結晶中に規則的
に配列されており、磁性原子または磁性イオンは、第１
の時点で、検出しようとする印加磁界が第１の所定値よ
り低くなると、最も近接する隣接磁性原子または磁性イ
オンと反強磁性的に整列し、第２の時点で、検出しよう
とする印加磁界が第２の所定値より高くなると、強磁性
配列に変化する。さらに前記の装置および方法は、加熱
素子に結合された、材料の温度を所定の温度範囲内に制
御するための温度制御回路と、材料が強磁性的に配列さ
れる時点を判定するため、材料中に電流を通すための電
流源とを含む。
検出する装置および方法が記述される。この装置および
方法は、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉなど少なくとも１種類
の磁性原子または磁性イオンと、Ｒｈ、ＲｕまたはＰｄ
など少なくとも１種類の非磁性原子または非磁性イオン
からなる材料を含み、磁性原子または磁性イオンが、非
磁性原子または非磁性イオンが散在する結晶中に規則的
に配列されており、磁性原子または磁性イオンは、第１
の時点で、検出しようとする印加磁界が第１の所定値よ
り低くなると、最も近接する隣接磁性原子または磁性イ
オンと反強磁性的に整列し、第２の時点で、検出しよう
とする印加磁界が第２の所定値より高くなると、強磁性
配列に変化する。さらに前記の装置および方法は、加熱
素子に結合された、材料の温度を所定の温度範囲内に制
御するための温度制御回路と、材料が強磁性的に配列さ
れる時点を判定するため、材料中に電流を通すための電
流源とを含む。
【０００９】本発明はさらに、ヘッド／ディスク・アセ
ンブリのヘッド中の磁気抵抗センサを提供する。この磁
気抵抗センサは、ディスク表面の近くに位置するように
適合された表面を有する、ＦｅＲｈからなる材料と、加
熱素子に結合された、材料の温度を所定の温度範囲内に
制御するための温度制御回路と、材料中に電流を通すた
めの電流源と、材料の両端間の電圧に応答して記憶され
たデータを示す信号を発生させるためのデータ回路とを
含む。
ンブリのヘッド中の磁気抵抗センサを提供する。この磁
気抵抗センサは、ディスク表面の近くに位置するように
適合された表面を有する、ＦｅＲｈからなる材料と、加
熱素子に結合された、材料の温度を所定の温度範囲内に
制御するための温度制御回路と、材料中に電流を通すた
めの電流源と、材料の両端間の電圧に応答して記憶され
たデータを示す信号を発生させるためのデータ回路とを
含む。
【００１０】
【実施例】図１は、整列したＦｅＲｈのタイプIIの反強
磁性スピン構成の概略図である。図１に示すように、Ｆ
ｅＲｈは自然に生じ、非磁性ロジウム原子の単層１３、
１５によって離間された磁性鉄の単層１２、１４、１６
を含むことに留意されたい。単層１２〜１６は、反強磁
性配列から強磁性配列への転移を示すことが以前から知
られていたＣｓＣｌ型単位格子に対応する（１００）方
向に積み重ねられる。ＦｅＲｈの単位格子１７は層１２
中に破線２１で示され、単位格子１７の各隅で４個のＦ
ｅ原子を通過する。各隅のＦｅ原子は単位格子に対して
１／８原子分寄与する。層１４では、単位格子１７は、
破線２１の投影の真下にある単位格子１７の稜で４個の
Ｆｅ原子を通過する。各稜の原子は単位格子１７に対し
て１／４原子分寄与する。層１６は単位格子１７の最下
層であり、４隅の各々に１つのＦｅ原子を有し、この原
子は単位格子に対して各隅から１／８原子分寄与する。
したがって、層１２はＦｅ１原子分寄与し、層１４はＦ
ｅ２原子分寄与し、層１６はＦｅ１原子分寄与し、合計
４Ｆｅ原子となる。層１３と層１５はそれぞれ、単位格
子１７の各面上に４個のＲｈ原子を有する。各表面Ｒｈ
原子は単位格子に対してＲｈ１／２原子分寄与する。し
たがって、層１３と１５は各々、単位格子１７にＲｈ２
原子分寄与し、単位格子１７の合計４Ｒｈ原子となる。
磁性スピン構成の概略図である。図１に示すように、Ｆ
ｅＲｈは自然に生じ、非磁性ロジウム原子の単層１３、
１５によって離間された磁性鉄の単層１２、１４、１６
を含むことに留意されたい。単層１２〜１６は、反強磁
性配列から強磁性配列への転移を示すことが以前から知
られていたＣｓＣｌ型単位格子に対応する（１００）方
向に積み重ねられる。ＦｅＲｈの単位格子１７は層１２
中に破線２１で示され、単位格子１７の各隅で４個のＦ
ｅ原子を通過する。各隅のＦｅ原子は単位格子に対して
１／８原子分寄与する。層１４では、単位格子１７は、
破線２１の投影の真下にある単位格子１７の稜で４個の
Ｆｅ原子を通過する。各稜の原子は単位格子１７に対し
て１／４原子分寄与する。層１６は単位格子１７の最下
層であり、４隅の各々に１つのＦｅ原子を有し、この原
子は単位格子に対して各隅から１／８原子分寄与する。
したがって、層１２はＦｅ１原子分寄与し、層１４はＦ
ｅ２原子分寄与し、層１６はＦｅ１原子分寄与し、合計
４Ｆｅ原子となる。層１３と層１５はそれぞれ、単位格
子１７の各面上に４個のＲｈ原子を有する。各表面Ｒｈ
原子は単位格子に対してＲｈ１／２原子分寄与する。し
たがって、層１３と１５は各々、単位格子１７にＲｈ２
原子分寄与し、単位格子１７の合計４Ｒｈ原子となる。
【００１１】単層１２、１４、１６の鉄原子１８は、第
１の方向に配向し、鉄原子１９は、第１方向とは逆の第
２の方向に配向している。単層１３、１５は、ＦｅＲｈ
が反強磁性のとき非磁性のロジウム鉄を含む。電子相転
移およびそれに付随する磁性層１２、１４、１６の間で
の磁気配列の切換えは、温度の上昇または印加磁界によ
って引き起こされる。図１に示した原子の配向は、低温
で反強磁性であり、約３４０Ｋで、また化学量論比に応
じて３２０Ｋの低さになることもある温度で強磁性状態
への相転移を生じるという異常な特徴を有する。この反
強磁性から強磁性への転移は、印加磁界によって３４０
Ｋより低い温度で引き起こすことができ、温度が３４０
Ｋに近づくにつれて印加磁界は直線的に０に近づく。磁
界は室温では約４０ｋＯｅであり、転移温度より０．１
Ｋ低い温度で約１４０Ｏｅである。図１で、ＦｅＲｈが
強磁性のとき、すべての鉄原子は鉄原子１８で示される
第１の方向に向き、あるいは鉄原子１９で示される第２
の方向に向く。図１で、鉄単層１２、１４、１６の間の
結合は十分に大きいので、反強磁性状態と強磁性状態の
間のエネルギー差は１０分の数ｍＲｙ／ａｔｏｍであ
る。図１に示すようなＦｅＲｈのエネルギーの計算か
ら、基底状態（最低エネルギー状態）は実際に反強磁性
であり、さらにこれは、図１に示すように、平面内すな
わち単層１２、１４、１６内に交番スピンを有する（１
００）鉄層と、スピンのないロジウム層１３、１５とか
ら成る、タイプIIの反強磁性であることが示されてい
る。隣接する鉄層中のスピンと逆平行の平行スピンを１
平面内に有する（１００）鉄層からなるタイプＩの反強
磁性の全エネルギーは、タイプIIの反強磁性に近いが、
それより高い。計算によって、タイプIIの反強磁性構成
は強磁性スピン構成より僅かにより安定であり、０Ｋの
温度では３３９ｋＯｅの印加磁界で反強磁性スピン配列
が強磁性スピン配列に切り換わることが示されている。
整列したＦｅＲｈでは、鉄のローカル・モーメントは反
強磁性構成でも強磁性構成でも３μBであるが、ロジウ
ムのローカル・モーメントは反強磁性構成では０、強磁
性構成では１μBである。
１の方向に配向し、鉄原子１９は、第１方向とは逆の第
２の方向に配向している。単層１３、１５は、ＦｅＲｈ
が反強磁性のとき非磁性のロジウム鉄を含む。電子相転
移およびそれに付随する磁性層１２、１４、１６の間で
の磁気配列の切換えは、温度の上昇または印加磁界によ
って引き起こされる。図１に示した原子の配向は、低温
で反強磁性であり、約３４０Ｋで、また化学量論比に応
じて３２０Ｋの低さになることもある温度で強磁性状態
への相転移を生じるという異常な特徴を有する。この反
強磁性から強磁性への転移は、印加磁界によって３４０
Ｋより低い温度で引き起こすことができ、温度が３４０
Ｋに近づくにつれて印加磁界は直線的に０に近づく。磁
界は室温では約４０ｋＯｅであり、転移温度より０．１
Ｋ低い温度で約１４０Ｏｅである。図１で、ＦｅＲｈが
強磁性のとき、すべての鉄原子は鉄原子１８で示される
第１の方向に向き、あるいは鉄原子１９で示される第２
の方向に向く。図１で、鉄単層１２、１４、１６の間の
結合は十分に大きいので、反強磁性状態と強磁性状態の
間のエネルギー差は１０分の数ｍＲｙ／ａｔｏｍであ
る。図１に示すようなＦｅＲｈのエネルギーの計算か
ら、基底状態（最低エネルギー状態）は実際に反強磁性
であり、さらにこれは、図１に示すように、平面内すな
わち単層１２、１４、１６内に交番スピンを有する（１
００）鉄層と、スピンのないロジウム層１３、１５とか
ら成る、タイプIIの反強磁性であることが示されてい
る。隣接する鉄層中のスピンと逆平行の平行スピンを１
平面内に有する（１００）鉄層からなるタイプＩの反強
磁性の全エネルギーは、タイプIIの反強磁性に近いが、
それより高い。計算によって、タイプIIの反強磁性構成
は強磁性スピン構成より僅かにより安定であり、０Ｋの
温度では３３９ｋＯｅの印加磁界で反強磁性スピン配列
が強磁性スピン配列に切り換わることが示されている。
整列したＦｅＲｈでは、鉄のローカル・モーメントは反
強磁性構成でも強磁性構成でも３μBであるが、ロジウ
ムのローカル・モーメントは反強磁性構成では０、強磁
性構成では１μBである。
【００１２】図２は、ＦｅＲｈの計算された全エネルギ
ーＥと全磁気モーメントＭの関係を示す。この計算は、
平衡値より４．４％低い格子定数を有するＦｅＲｈにつ
いて行ったものである。磁気セル１０における原子当り
の容積は４／３Пｒ3 WSであり、ｒWSはウィグナー・サ
イツ半径である。鉄原子とロジウム原子は同じ容積を占
めるものとして扱われる。ｒWSの値はＦｅＲｈについて
の計算では２．６６ａ.ｕ．である。曲線２４は、曲線
部分２６のＭ＝０で安定した反強磁性最低値を示し、曲
線部分２７で示されるＭ＝約４μBで準安定の強磁性最
低値を示す。曲線２４は、磁気セルを、共直線性スピン
から誘導される全磁気モーメントの固定値を有するよう
に拘束する、固定スピン・モーメント手順を利用するこ
とによって得られた。磁気セル１０は、図１に示すよう
に、反強磁性が可能となるのに十分な大きさになってい
る。図２にプロットした計算結果により、数式１で定義
される印加磁界Ｈ中での磁気セル１０の挙動を分析する
ことが可能である。
ーＥと全磁気モーメントＭの関係を示す。この計算は、
平衡値より４．４％低い格子定数を有するＦｅＲｈにつ
いて行ったものである。磁気セル１０における原子当り
の容積は４／３Пｒ3 WSであり、ｒWSはウィグナー・サ
イツ半径である。鉄原子とロジウム原子は同じ容積を占
めるものとして扱われる。ｒWSの値はＦｅＲｈについて
の計算では２．６６ａ.ｕ．である。曲線２４は、曲線
部分２６のＭ＝０で安定した反強磁性最低値を示し、曲
線部分２７で示されるＭ＝約４μBで準安定の強磁性最
低値を示す。曲線２４は、磁気セルを、共直線性スピン
から誘導される全磁気モーメントの固定値を有するよう
に拘束する、固定スピン・モーメント手順を利用するこ
とによって得られた。磁気セル１０は、図１に示すよう
に、反強磁性が可能となるのに十分な大きさになってい
る。図２にプロットした計算結果により、数式１で定義
される印加磁界Ｈ中での磁気セル１０の挙動を分析する
ことが可能である。
【００１３】
【数１】 Ｈ＝ｄＥ／ｄＭ （１）
【００１４】数式１において、Ｅは全エネルギー、Ｍは
全モーメントである。図２で、縦座標は全エネルギーＥ
を示し、横座標は磁気モーメントＭを示す。
全モーメントである。図２で、縦座標は全エネルギーＥ
を示し、横座標は磁気モーメントＭを示す。
【００１５】図３は、図２の曲線２４を微分して計算し
た、図１に示す磁気セル１０の磁気モーメントＭと印加
磁界Ｈの関係を示すグラフである。図３で、縦座標は印
加磁界Ｈを示し、横座標は磁気モーメントＭを示す。図
２の曲線２４のある部分だけがシステムにアクセス可能
であることに留意されたい。曲線部分２６および曲線部
分２７に対する破線２８で示した接線で示されている２
つの極小に対する共通接線の勾配によって定義される、
ある臨界磁界Ｈcrのとき、２つの状態すなわち反強磁性
と強磁性とが熱力学的平衡状態にある。磁気セル１０
は、図３に破線３２で示すＨcrより大きな、どんな印加
磁界Ｈについても、強磁性状態で平衡となる。磁気セル
１０は、Ｈcrより小さなどんな印加磁界Ｈについても、
反強磁性状態で平衡となる。破線３２は点３４〜３６で
曲線３０と交差している。曲線３０の曲線部分３８は点
３４の下にある。曲線部分３８は、点３７で０の印加磁
界に対する０のモーメントを示している。曲線３０の曲
線部分３９は、点３６から上方に伸びている。
た、図１に示す磁気セル１０の磁気モーメントＭと印加
磁界Ｈの関係を示すグラフである。図３で、縦座標は印
加磁界Ｈを示し、横座標は磁気モーメントＭを示す。図
２の曲線２４のある部分だけがシステムにアクセス可能
であることに留意されたい。曲線部分２６および曲線部
分２７に対する破線２８で示した接線で示されている２
つの極小に対する共通接線の勾配によって定義される、
ある臨界磁界Ｈcrのとき、２つの状態すなわち反強磁性
と強磁性とが熱力学的平衡状態にある。磁気セル１０
は、図３に破線３２で示すＨcrより大きな、どんな印加
磁界Ｈについても、強磁性状態で平衡となる。磁気セル
１０は、Ｈcrより小さなどんな印加磁界Ｈについても、
反強磁性状態で平衡となる。破線３２は点３４〜３６で
曲線３０と交差している。曲線３０の曲線部分３８は点
３４の下にある。曲線部分３８は、点３７で０の印加磁
界に対する０のモーメントを示している。曲線３０の曲
線部分３９は、点３６から上方に伸びている。
【００１６】図４は、図３に示す計算値に基づく、モー
メントＭと印加磁界Ｈの関係を示すグラフである。図４
で、縦座標はモーメントＭを示し、横座標は印加磁界Ｈ
を示す。図４の縦座標と横座標は、図３の縦座標と横座
標に対して転置される。システムにアクセス可能なＥ
（Ｍ）曲線部分、すなわち図３における曲線３０の部分
３８と３９は、印加磁界Ｈに対するＦｅＲｈ磁化の応答
をもたらす。ＦｅＲｈを反強磁性状態から強磁性状態に
切り換えるために必要な臨界磁界Ｈcrは約５８０７ｋＯ
ｅであり、これは製造された磁性多層用の典型的な交換
磁界に比べて大きい。しかし、図２に示した結果は、所
定の容積（格子定数）で剛体格子（すなわち、ゼロ点が
移動しない）上の共直線性スピンに拘束されるＦｅＲｈ
に適用される。この計算により、平衡容積のときＨcrが
２１００ｋＯｅに減少することが示される。ゼロ点エネ
ルギーを修正すると、ゼロ温度で約３３９ｋＯｅへとさ
らに低下し、これは観察された臨界磁界Ｈcrと全般的に
一致する。上記のように、Ｈcrは温度の上昇につれて低
下し、より高い温度では、温度が３４０Ｋに近づくにつ
れて直線的に０になってゆく。
メントＭと印加磁界Ｈの関係を示すグラフである。図４
で、縦座標はモーメントＭを示し、横座標は印加磁界Ｈ
を示す。図４の縦座標と横座標は、図３の縦座標と横座
標に対して転置される。システムにアクセス可能なＥ
（Ｍ）曲線部分、すなわち図３における曲線３０の部分
３８と３９は、印加磁界Ｈに対するＦｅＲｈ磁化の応答
をもたらす。ＦｅＲｈを反強磁性状態から強磁性状態に
切り換えるために必要な臨界磁界Ｈcrは約５８０７ｋＯ
ｅであり、これは製造された磁性多層用の典型的な交換
磁界に比べて大きい。しかし、図２に示した結果は、所
定の容積（格子定数）で剛体格子（すなわち、ゼロ点が
移動しない）上の共直線性スピンに拘束されるＦｅＲｈ
に適用される。この計算により、平衡容積のときＨcrが
２１００ｋＯｅに減少することが示される。ゼロ点エネ
ルギーを修正すると、ゼロ温度で約３３９ｋＯｅへとさ
らに低下し、これは観察された臨界磁界Ｈcrと全般的に
一致する。上記のように、Ｈcrは温度の上昇につれて低
下し、より高い温度では、温度が３４０Ｋに近づくにつ
れて直線的に０になってゆく。
【００１７】図４で、曲線部分３８上の点３４、３７
は、図３に示した曲線部分３８上の点３４、３７に対応
する。図３の破線３２は図４の破線３２に対応する。図
４の点３６と曲線部分３９は、図３の点３６と曲線部分
３９に対応する。点３４ではＦｅＲｈは反強磁性であ
り、点３６ではこの材料は強磁性である。図３と図４の
データは室温すなわち３００Ｋで得られたものである。
は、図３に示した曲線部分３８上の点３４、３７に対応
する。図３の破線３２は図４の破線３２に対応する。図
４の点３６と曲線部分３９は、図３の点３６と曲線部分
３９に対応する。点３４ではＦｅＲｈは反強磁性であ
り、点３６ではこの材料は強磁性である。図３と図４の
データは室温すなわち３００Ｋで得られたものである。
【００１８】図５は、ＦｅＲｈの臨界磁界Ｈcrと温度の
関係を示すグラフである。図５で、縦座標は印加磁界Ｈ
を示し、横座標は温度を示す。図５では、温度が約３２
０Ｋへと上昇するにつれて、臨界磁界Ｈcrが０へと減少
することを示している。ロジウムは５３．１％であっ
た。曲線４６は、したがって、ＦｅＲｈを加熱すること
により、臨界磁界Ｈcrを１０〜８０Ｏｅの範囲など非常
に低い値まで低下させ、材料中で反強磁性配列から強磁
性配列への転移を引き起こすことができる。単位セル中
で主として原子のわずかな移動または再配置を伴う電子
（スピン・フリップ）相転移が起こるため、この転移は
非常に急速に起こる。
関係を示すグラフである。図５で、縦座標は印加磁界Ｈ
を示し、横座標は温度を示す。図５では、温度が約３２
０Ｋへと上昇するにつれて、臨界磁界Ｈcrが０へと減少
することを示している。ロジウムは５３．１％であっ
た。曲線４６は、したがって、ＦｅＲｈを加熱すること
により、臨界磁界Ｈcrを１０〜８０Ｏｅの範囲など非常
に低い値まで低下させ、材料中で反強磁性配列から強磁
性配列への転移を引き起こすことができる。単位セル中
で主として原子のわずかな移動または再配置を伴う電子
（スピン・フリップ）相転移が起こるため、この転移は
非常に急速に起こる。
【００１９】再び図４を参照すると、ＦｅＲｈを３２０
Ｋの極く近くまで加熱した場合、破線４８は点３７から
点５２への転移を示す。点３７は反強磁性材料を表し、
点５２は強磁性材料を表す。曲線部分５０が点３６を点
５２に連結している。
Ｋの極く近くまで加熱した場合、破線４８は点３７から
点５２への転移を示す。点３７は反強磁性材料を表し、
点５２は強磁性材料を表す。曲線部分５０が点３６を点
５２に連結している。
【００２０】図６には、メモリ６０が示されている。こ
れは、例えば直接アクセス記憶装置（ＤＡＳＤ）でもよ
い。基板６４と、基板６４上に位置する上面６７を有す
る磁性層６６とを有するディスク６２が示されている。
ディスク６２はスピンドル６８によって支持され、スピ
ンドル６８はモータ７０に結合され、モータ７０はスピ
ンドル６８とディスク６２を回転させる働きをする。磁
性層６６は、磁性層６６内の、および上面６７の真上に
ある関連する磁界磁束帰還路内の磁界の配向の関数とし
てその中に記憶されたデータを有する。図７にさらに詳
しく示す磁気ヘッド７１が、上面６７の極く近くで上面
６７から出るまたはそこに入る磁界を遮る位置にある。
磁気ヘッド７１は、アクチュエータ７４によって制御さ
れるスライダ７２によって所定の位置に物理的に支持さ
れる。アクチュエータ７４はソレノイドでもよい。
れは、例えば直接アクセス記憶装置（ＤＡＳＤ）でもよ
い。基板６４と、基板６４上に位置する上面６７を有す
る磁性層６６とを有するディスク６２が示されている。
ディスク６２はスピンドル６８によって支持され、スピ
ンドル６８はモータ７０に結合され、モータ７０はスピ
ンドル６８とディスク６２を回転させる働きをする。磁
性層６６は、磁性層６６内の、および上面６７の真上に
ある関連する磁界磁束帰還路内の磁界の配向の関数とし
てその中に記憶されたデータを有する。図７にさらに詳
しく示す磁気ヘッド７１が、上面６７の極く近くで上面
６７から出るまたはそこに入る磁界を遮る位置にある。
磁気ヘッド７１は、アクチュエータ７４によって制御さ
れるスライダ７２によって所定の位置に物理的に支持さ
れる。アクチュエータ７４はソレノイドでもよい。
【００２１】メモリ制御回路７６は、リード線７７を介
してアクチュエータ７４の制御入力側および信号処理回
路７８の入力側に送られる制御信号を生成する働きをす
る。メモリ制御回路７６はまた、リード線８０を介して
モータ７０に送られる制御信号も提供する。
してアクチュエータ７４の制御入力側および信号処理回
路７８の入力側に送られる制御信号を生成する働きをす
る。メモリ制御回路７６はまた、リード線８０を介して
モータ７０に送られる制御信号も提供する。
【００２２】温度制御回路８１は、磁気ヘッド７１中の
材料８２の温度を制御する働きをする。材料８２は図７
に示されている。信号処理回路７８は、リード線８４を
介して温度制御回路８１に送られる１つまたは複数の信
号を提供する。信号処理回路７８は、材料８２が所定の
磁界の下で反強磁性かそれとも強磁性かを示して、材料
８２の温度を上げるべきか下げるべきかを示す働きをす
る。材料８２または別の材料から成る追加のセンサを、
磁気ヘッド７１中に配置し、また磁気ヘッド７１内の具
体的には磁性層６６の上の磁界を感知しまたはさえぎる
材料８２の温度条件を決定するために、信号処理回路７
８に結合することもできる。信号処理回路７８からリー
ド線８４を介して送られる信号は、簡単なオン・オフ制
御信号でよく、あるいは温度制御回路８１にさらに多く
の情報を供給して、温度制御回路８１が、転移温度より
低い温度に相当する例えば３４０Ｋ±０．１Ｋなどの所
定の温度に、材料８２の温度を制御できるようにするこ
とも可能である。さらに、転移温度より低い範囲が１Ｋ
未満であるように制御すると効果がより高まる。
材料８２の温度を制御する働きをする。材料８２は図７
に示されている。信号処理回路７８は、リード線８４を
介して温度制御回路８１に送られる１つまたは複数の信
号を提供する。信号処理回路７８は、材料８２が所定の
磁界の下で反強磁性かそれとも強磁性かを示して、材料
８２の温度を上げるべきか下げるべきかを示す働きをす
る。材料８２または別の材料から成る追加のセンサを、
磁気ヘッド７１中に配置し、また磁気ヘッド７１内の具
体的には磁性層６６の上の磁界を感知しまたはさえぎる
材料８２の温度条件を決定するために、信号処理回路７
８に結合することもできる。信号処理回路７８からリー
ド線８４を介して送られる信号は、簡単なオン・オフ制
御信号でよく、あるいは温度制御回路８１にさらに多く
の情報を供給して、温度制御回路８１が、転移温度より
低い温度に相当する例えば３４０Ｋ±０．１Ｋなどの所
定の温度に、材料８２の温度を制御できるようにするこ
とも可能である。さらに、転移温度より低い範囲が１Ｋ
未満であるように制御すると効果がより高まる。
【００２３】温度制御回路８１は、図７に示す磁気ヘッ
ド７１中に置かれた、材料８２の温度を制御するための
加熱素子８９に、リード線８７、８８を介して電流を供
給することができる。加熱素子８９は、例えば、層また
は電線の形のニッケルとクロムの合金によって形成され
た抵抗加熱器でよい。他の材料を使って加熱素子８９を
形成することもできる。材料８２の温度を制御するため
に、放射エネルギー源９２など他の形の加熱を使用する
こともできる。放射エネルギー源９２は、材料８２の温
度を制御するために、磁気ヘッド７１上に集束する光線
９５または磁気ヘッド上に向うもしくは磁気ヘッドを貫
通する光ファイバ９６によって放射エネルギーを供給す
る働きをする。温度制御回路８１は、リード線９３を介
して放射エネルギー源９２に制御信号を供給することが
できる。放射エネルギー源９２はレーザでよく、光ファ
イバ９６によって光線９５を供給することができる。
ド７１中に置かれた、材料８２の温度を制御するための
加熱素子８９に、リード線８７、８８を介して電流を供
給することができる。加熱素子８９は、例えば、層また
は電線の形のニッケルとクロムの合金によって形成され
た抵抗加熱器でよい。他の材料を使って加熱素子８９を
形成することもできる。材料８２の温度を制御するため
に、放射エネルギー源９２など他の形の加熱を使用する
こともできる。放射エネルギー源９２は、材料８２の温
度を制御するために、磁気ヘッド７１上に集束する光線
９５または磁気ヘッド上に向うもしくは磁気ヘッドを貫
通する光ファイバ９６によって放射エネルギーを供給す
る働きをする。温度制御回路８１は、リード線９３を介
して放射エネルギー源９２に制御信号を供給することが
できる。放射エネルギー源９２はレーザでよく、光ファ
イバ９６によって光線９５を供給することができる。
【００２４】信号処理回路７８は、材料中８２を通る電
流を磁気ヘッド７１に供給して、その抵抗により材料８
２が反強磁性的に配列されているかそれとも強磁性的に
配列されているかを判定する。材料８２が強磁性的に配
列されている場合には、材料８２の抵抗は、材料８２が
反強磁性的に配列されているときよりもはるかに、例え
ば１桁（１０倍）低い。信号処理回路７８からのリード
線９７、９８は、材料８２から信号処理回路７８への往
復の電流経路を提供する。信号処理回路７８は、材料８
２の抵抗を測定し、それによって材料８２が磁性層６６
の上面６７の上の印加磁界に対して強磁性的に配列され
ているかそれとも反強磁性的に配列されているかを決定
する働きをする。リード線９７、９８は、磁気ヘッド７
１から受け取る追加の電圧を収容するために、多くのリ
ード線から成るケーブルにすることもできる。
流を磁気ヘッド７１に供給して、その抵抗により材料８
２が反強磁性的に配列されているかそれとも強磁性的に
配列されているかを判定する。材料８２が強磁性的に配
列されている場合には、材料８２の抵抗は、材料８２が
反強磁性的に配列されているときよりもはるかに、例え
ば１桁（１０倍）低い。信号処理回路７８からのリード
線９７、９８は、材料８２から信号処理回路７８への往
復の電流経路を提供する。信号処理回路７８は、材料８
２の抵抗を測定し、それによって材料８２が磁性層６６
の上面６７の上の印加磁界に対して強磁性的に配列され
ているかそれとも反強磁性的に配列されているかを決定
する働きをする。リード線９７、９８は、磁気ヘッド７
１から受け取る追加の電圧を収容するために、多くのリ
ード線から成るケーブルにすることもできる。
【００２５】メモリ制御回路７６は、リード線１０２上
の読取り信号およびリード線１０３上のアドレス信号に
応答して、磁性層６６に予め記憶されたデータを取り出
す働きをする。磁気ヘッド７１、より具体的には材料８
２は、反強磁性的に配列された材料から強磁性的に配列
された材料への転移によって印加磁界を測定し、アナロ
グ信号またはディジタル信号をリード線９７、９８を介
して信号処理回路７８に供給する働きをする。信号処理
回路７８は、リード線９７、９８を介して受けとった信
号を処理して、磁性層６６から取り出したデータを示す
出力信号をリード線１０６上の供給する働きをする。
の読取り信号およびリード線１０３上のアドレス信号に
応答して、磁性層６６に予め記憶されたデータを取り出
す働きをする。磁気ヘッド７１、より具体的には材料８
２は、反強磁性的に配列された材料から強磁性的に配列
された材料への転移によって印加磁界を測定し、アナロ
グ信号またはディジタル信号をリード線９７、９８を介
して信号処理回路７８に供給する働きをする。信号処理
回路７８は、リード線９７、９８を介して受けとった信
号を処理して、磁性層６６から取り出したデータを示す
出力信号をリード線１０６上の供給する働きをする。
【００２６】図７は、磁気層６６の上に位置する磁気ヘ
ッド７１の簡略化した図である。図では材料８２は上面
６７の上、導体９７と９８の間に置かれている。これら
の導体は、材料８２の抵抗率を決定するために材料８２
中を通る電流を供給する働きをする。加熱素子８９は、
加熱する材料８２に接して置かれ、例えば３２０Ｋない
し３４０Ｋ±０．１Ｋの範囲の値である加熱する材料８
２の温度を制御する。リード線８７、８８は加熱素子８
９に結合されて、加熱素子８９中を通る電流を供給す
る。図７に示すように、加熱素子８９は抵抗材料の棒で
あるが、別法として電線または薄膜層でもよい。電線９
９がリード線９７、９８の周りに巻かれてコイル１０
０、１０１を形成し、これらのコイル１００、１０１が
リード線９７、９８を加熱し、リード線９７、９８が材
料８２の温度を上げることになる。図では磁力線１１０
ないし１１２が、磁性層６６の上面６７から発散し材料
８２中を通過している。この材料８２は、例えばＦｅＲ
ｈまたはＦｅＲｕでよい。この磁界は、強磁性状態のと
きに著しく減少する材料８２の抵抗率によって、材料８
２が反強磁性材料から強磁性材料への電子状態の転移を
経たかどうかを決定することによって検出される。
ッド７１の簡略化した図である。図では材料８２は上面
６７の上、導体９７と９８の間に置かれている。これら
の導体は、材料８２の抵抗率を決定するために材料８２
中を通る電流を供給する働きをする。加熱素子８９は、
加熱する材料８２に接して置かれ、例えば３２０Ｋない
し３４０Ｋ±０．１Ｋの範囲の値である加熱する材料８
２の温度を制御する。リード線８７、８８は加熱素子８
９に結合されて、加熱素子８９中を通る電流を供給す
る。図７に示すように、加熱素子８９は抵抗材料の棒で
あるが、別法として電線または薄膜層でもよい。電線９
９がリード線９７、９８の周りに巻かれてコイル１０
０、１０１を形成し、これらのコイル１００、１０１が
リード線９７、９８を加熱し、リード線９７、９８が材
料８２の温度を上げることになる。図では磁力線１１０
ないし１１２が、磁性層６６の上面６７から発散し材料
８２中を通過している。この材料８２は、例えばＦｅＲ
ｈまたはＦｅＲｕでよい。この磁界は、強磁性状態のと
きに著しく減少する材料８２の抵抗率によって、材料８
２が反強磁性材料から強磁性材料への電子状態の転移を
経たかどうかを決定することによって検出される。
【００２７】ＦｅＲｈは、結晶構造の変化なしで所定の
磁界によって強磁性状態に切り換えることのできる反強
磁性基底状態を有する、ユニークな２元金属系である。
ＦｅＲｕ、ＦｅＰｄ、またはＭｎＰｔが、材料８２とし
てＦｅＲｈの代りに使用できる可能性のある、他のユニ
ークな２元金属系である。
磁界によって強磁性状態に切り換えることのできる反強
磁性基底状態を有する、ユニークな２元金属系である。
ＦｅＲｕ、ＦｅＰｄ、またはＭｎＰｔが、材料８２とし
てＦｅＲｈの代りに使用できる可能性のある、他のユニ
ークな２元金属系である。
【００２８】ＦｅＲｈでは、図１に示す特殊な反強磁性
の面内スピン構造および面間スピン構造によって磁気抵
抗効果が強化される。ＣｓＣｌ単位格子および関連する
鉄Ｂ２システムに対応する単純結晶構造の結果、平面内
に交番スピンを有する（１００）鉄層、スピンのないロ
ジウム層、および反強磁性的に結合された連続する鉄層
を有する配置が得られる。材料に磁界を印加すると、鉄
スピンが（１００）平面の内部および間で整列し、その
結果、かなり大きなロジウム・モーメントが生じる。言
い換えれば、ロジウムは強磁性状態で磁気モーメントに
寄与する。ＦｅＲｈの特殊なスピン配列によって、磁気
抵抗効果は非常に強化される。すなわち、巨大磁気抵抗
が存在するので、この材料または関連材料で作られた磁
気ヘッドは、より大きな出力電圧またはより大きな抵抗
率の変化を提供することによって、ずっと感度が向上す
る。さらに、材料の感度は、室温（３００Ｋ）の近くで
最高であり、また加熱素子によって制御することができ
る。
の面内スピン構造および面間スピン構造によって磁気抵
抗効果が強化される。ＣｓＣｌ単位格子および関連する
鉄Ｂ２システムに対応する単純結晶構造の結果、平面内
に交番スピンを有する（１００）鉄層、スピンのないロ
ジウム層、および反強磁性的に結合された連続する鉄層
を有する配置が得られる。材料に磁界を印加すると、鉄
スピンが（１００）平面の内部および間で整列し、その
結果、かなり大きなロジウム・モーメントが生じる。言
い換えれば、ロジウムは強磁性状態で磁気モーメントに
寄与する。ＦｅＲｈの特殊なスピン配列によって、磁気
抵抗効果は非常に強化される。すなわち、巨大磁気抵抗
が存在するので、この材料または関連材料で作られた磁
気ヘッドは、より大きな出力電圧またはより大きな抵抗
率の変化を提供することによって、ずっと感度が向上す
る。さらに、材料の感度は、室温（３００Ｋ）の近くで
最高であり、また加熱素子によって制御することができ
る。
【００２９】本発明は、少なくとも１種類の磁性原子ま
たは磁性イオンと少なくとも１種類の非磁性原子または
非磁性イオンとから成る材料を含み、磁界を検出するた
めの装置を記述する。この磁性原子または磁性イオン
は、非磁性原子または非磁性イオンが散在する結晶中に
規則的に配列されており、磁性原子または磁性イオン
は、ある電子状態にある最も近接したすべての磁性原子
または磁性イオンと反強磁性的に整列し、磁界を印加す
ることによって、磁性原子または磁性イオンの整列を強
磁性配列に変えることができ、材料中に電流を通して、
反強磁性配列ではなく強磁性配列にある材料の抵抗を感
知することによってこの強磁性配列が検出される。
たは磁性イオンと少なくとも１種類の非磁性原子または
非磁性イオンとから成る材料を含み、磁界を検出するた
めの装置を記述する。この磁性原子または磁性イオン
は、非磁性原子または非磁性イオンが散在する結晶中に
規則的に配列されており、磁性原子または磁性イオン
は、ある電子状態にある最も近接したすべての磁性原子
または磁性イオンと反強磁性的に整列し、磁界を印加す
ることによって、磁性原子または磁性イオンの整列を強
磁性配列に変えることができ、材料中に電流を通して、
反強磁性配列ではなく強磁性配列にある材料の抵抗を感
知することによってこの強磁性配列が検出される。
【００３０】反強磁性配列から強磁性配列に転移する材
料を利用した、磁界を検出するための装置について説明
し図示したが、本発明の広範な範囲から逸脱することな
く改定と変更が可能であることは、当業者には明白であ
ろう。
料を利用した、磁界を検出するための装置について説明
し図示したが、本発明の広範な範囲から逸脱することな
く改定と変更が可能であることは、当業者には明白であ
ろう。
【図１】配列されたＦｅＲｈの、タイプIIの反強磁性ス
ピン構造の概略図である。
ピン構造の概略図である。
【図２】ＦｅＲｈの計算された全エネルギーＥと全モー
メントＭの関係を示すグラフである。
メントＭの関係を示すグラフである。
【図３】ＦｅＲｈの印加磁界Ｈと全モーメントＭの関係
を示す計算に基づくグラフである。
を示す計算に基づくグラフである。
【図４】ＦｅＲｈの材料の磁化Ｍと印加磁界Ｈの関係を
示す計算に基づくグラフである。
示す計算に基づくグラフである。
【図５】ＦｅＲｈの臨界磁界Ｈcrと温度の関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図６】本発明の一実施例を示す図である。
【図７】本発明を実施する磁気ヘッドとディスクの拡大
部分図である。
部分図である。
６０ メモリ ６２ ディスク ６４ 基板 ６６ 磁性層 ６７ 上面 ６８ スピンドル ７０ モータ ７１ 磁気ヘッド ７２ スライダ ７４ アクチュエータ ７６ メモリ制御回路 ７７ リード線 ７８ 信号処理回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ポール・マルコム・マーカス アメリカ合衆国10510 ニューヨーク州ブ ライアークリフ・マナー ロー・ロード 303 (72)発明者 ビクター・ルイス・モルッジ アメリカ合衆国12590 ニューヨーク州ワ ッピンガース・フォールズ ヒルサイド・ アベニュー ３
Claims (31)
- 【請求項１】磁界を検出するための装置において、 少なくとも１種類の磁性原子または磁性イオンと少なく
とも１種類の非磁性原子または非磁性イオンとからなる
材料を含み、 前記の磁性原子または磁性イオンが、前記非磁性原子ま
たは非磁性イオンの散在する結晶中に規則的に配列され
ており、 前記磁性原子または磁性イオンが、第１の時点で、検出
しようとする前記磁界が前記材料の近傍で第１の所定値
より低いとき、最も近接したすべての磁性原子または磁
性イオンと反強磁性的に整列され、 前記磁性原子または磁性イオンが、第２の時点で、検出
しようとする前記磁界が第２の所定値より高いとき、強
磁性配列に変化し、 さらに、前記材料の温度を所定の温度範囲内に制御する
ための第１手段と、 前記材料が強磁性的に配列されているかどうかを判定す
るための第２手段とを含む装置。 - 【請求項２】前記材料が、メモリ・システム内で磁気記
憶媒体からデータを取り出すのに使用するために、ヘッ
ド中に位置することを特徴とする、請求項１に記載の装
置。 - 【請求項３】前記材料がＦｅＲｈであることを特徴とす
る、請求項１に記載の装置。 - 【請求項４】前記第２手段が、 前記材料に電流を通すための第３手段と、 前記材料の両端間の電圧を示す信号を発生させるための
第４手段とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の
装置。 - 【請求項５】前記第１手段が、前記材料の温度を０．１
Ｋの温度範囲内に制御するための手段を含むことを特徴
とする、請求項１に記載の装置。 - 【請求項６】前記所定の温度範囲が、所定の圧力におけ
る前記材料の転移温度Ｔcrより低いことを特徴とする、
請求項１に記載の装置。 - 【請求項７】前記所定の温度範囲が、前記転移温度より
１Ｋ未満低いことを特徴とする、請求項６に記載の装
置。 - 【請求項８】前記磁性原子または磁性イオンが、Ｍｎ、
Ｆｅ、Ｃｏ、およびＮｉから成る群から選択されること
を特徴とする、請求項１に記載の装置。 - 【請求項９】前記材料がＭｎＰｔであることを特徴とす
る、請求項１に記載の装置。 - 【請求項１０】前記材料がＦｅＲｕであることを特徴と
する、請求項１に記載の装置。 - 【請求項１１】前記材料がＭｎＰｔとＦｅＰｄから成る
群から選択されることを特徴とする、請求項１に記載の
装置。 - 【請求項１２】磁性層に記憶されたデータを取り出すた
めのメモリにおいて、 前記の磁気層をその上に含むディスクと、 前記磁性層から出現しまたは前記磁性層に戻る磁束をさ
えぎる位置に置かれた、前記磁性層に記憶されたデータ
を示す信号を発生させるためのヘッドと、 前記ディスクを前記のヘッドに対して相対的に移動する
ための位置決め装置とを含み、 前記ヘッドが、少なくとも１種類の磁性原子または磁性
イオンと少なくとも１種類の非磁性原子または非磁性イ
オンとからなる材料を含み、 前記磁性原子または磁性イオンが、前記非磁性原子また
は非磁性イオンの散在する結晶中に規則的に配列されて
おり、 前記磁性原子または磁性イオンが、第１の時点で、検出
しようとする前記磁界が前記材料の近傍で第１の所定値
より低いとき、最も近接したすべての磁性原子または磁
性イオンと反強磁性的に整列され、 前記磁性原子または磁性イオンが、第２の時点で、検出
しようとする前記磁界が第２の所定値より高いとき、強
磁性配列に変化し、 さらに、前記材料の温度を所定の温度範囲内に制御する
ための第１手段と、 前記材料が強磁性的に配列されているかどうかを判定す
るための第２手段とを含むメモリ。 - 【請求項１３】前記第２手段が、 前記材料中に電流を通すための第３手段と、 前記材料の両端間の電圧を示す信号を発生させるための
第４手段とを含むことを特徴とする、請求項１２に記載
のメモリ。 - 【請求項１４】前記材料がＦｅＲｈであることを特徴と
する、請求項１２に記載のメモリ。 - 【請求項１５】前記第１手段が、前記材料の温度を０．
１Ｋの所定温度範囲内に制御するための手段を含むこと
を特徴とする、請求項１２に記載のメモリ。 - 【請求項１６】前記磁性原子または磁性イオンが、Ｍ
ｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、およびＮｉから成る群から選択される
ことを特徴とする、請求項１２に記載のメモリ。 - 【請求項１７】前記材料がＭｎＰｔであることを特徴と
する、請求項１２に記載のメモリ。 - 【請求項１８】前記材料がＦｅＲｕであることを特徴と
する、請求項１２に記載のメモリ。 - 【請求項１９】前記材料がＭｎＰｔとＦｅＰｄから成る
群から選択されることを特徴とする、請求項１２に記載
のメモリ。 - 【請求項２０】前記所定の温度範囲が、所定の圧力およ
び所定の印加磁界で、前記材料の転移温度より低いこと
を特徴とする、請求項１２に記載のメモリ。 - 【請求項２１】前記所定の温度範囲が、前記転移温度よ
り１Ｋ未満低いことを特徴とする、請求項２０に記載の
メモリ。 - 【請求項２２】ヘッド／ディスク・アセンブリのヘッド
中に位置する磁気抵抗センサにおいて、 前記ディスクの表面に近接した位置にくるように適合さ
れた表面を有するＦｅＲｈから成る材料と、 前記材料の温度を所定の温度範囲内に制御するための第
１手段と、 前記材料中に電流を通すための第２手段と、 前記材料の両端間の電圧を示す信号を発生させるための
第３手段とを含む、磁気抵抗センサ。 - 【請求項２３】前記材料を支持するためのヘッド・ハウ
ジングを含み、前記ヘッド・ハウジングがスライダに取
り付けるように適合されていることを特徴とする、請求
項２２に記載の磁気抵抗センサ。 - 【請求項２４】磁界を検出するための方法において、 少なくとも１種類の磁性原子または磁性イオンと少なく
とも１種類の非磁性原子または非磁性イオンとからなる
材料を選択するステップを含み、 前記磁性原子または磁性イオンが、前記非磁性原子また
は非磁性イオンの散在する結晶中に規則的に配列されて
おり、 前記磁性原子または磁性イオンが、第１の時点で、検出
しようとする前記磁界が前記材料の近傍で第１の所定値
より低いとき、最も近接したすべての磁性原子または磁
性イオンと反強磁性的に整列され、 前記磁性原子または磁性イオンが、第２の時点で、検出
しようとする前記磁界が第２の所定値より高いとき、強
磁性配列に変化し、 さらに、前記材料の温度を所定の温度範囲内に制御する
ステップと、 前記材料が強磁性的に配列されているかどうかを判定す
るステップとを含む方法。 - 【請求項２５】メモリ・システム内で磁気記憶媒体から
データを取り出すのに使用するため、前記材料をヘッド
中に位置決めするステップを含む、請求項２４に記載の
方法。 - 【請求項２６】前記判定ステップが、 前記材料中に電流を通すステップと、 前記材料の両端間の電圧を示す信号を発生させるステッ
プとを含むことを特徴とする、請求項２４に記載の方
法。 - 【請求項２７】前記制御ステップが、前記材料の温度を
０．１Ｋの所定温度範囲内に制御するステップを含むこ
とを特徴とする、請求項２４に記載の方法。 - 【請求項２８】前記制御ステップが、前記所定温度範囲
を、所定の圧力および所定の印加磁界で、前記材料の転
移温度Ｔcrより低く選択するステップを含むことを特徴
とする、請求項２４に記載の方法。 - 【請求項２９】前記制御ステップが、前記所定温度範囲
を、所定の圧力および所定の印加磁界で、前記材料の転
移温度Ｔcrより１Ｋ未満低い温度から同転移温度までの
範囲で選択するステップを含むことを特徴とする、請求
項２４に記載の方法。 - 【請求項３０】前記材料選択ステップが、Ｍｎ、Ｆｅ、
Ｃｏ、およびＮｉから成る群から選択された磁性原子ま
たは磁性イオンを有する材料を選択するステップを含む
ことを特徴とする、請求項２４に記載の方法。 - 【請求項３１】前記材料選択ステップが、材料をＦｅＲ
ｈ、ＦｅＲｕ、ＦｅＰｄ、およびＭｎＰｔから成る群か
ら選択するステップを含むことを特徴とする、請求項２
４に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US056003 | 1993-04-30 | ||
| US08/056,003 US5440233A (en) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | Atomic layered materials and temperature control for giant magnetoresistive sensor |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06326376A true JPH06326376A (ja) | 1994-11-25 |
| JP2552083B2 JP2552083B2 (ja) | 1996-11-06 |
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|---|---|---|---|
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| EP (1) | EP0622637A3 (ja) |
| JP (1) | JP2552083B2 (ja) |
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| SG (1) | SG44358A1 (ja) |
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-
1994
- 1994-03-22 JP JP6050499A patent/JP2552083B2/ja not_active Expired - Fee Related
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- 1994-06-21 TW TW083105612A patent/TW253964B/zh active
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