Princip magnetického záznamuznamu

PZ

Princip magnetického záznamu


1

Obrázky: IBM, Hitachi

PZ


Magnetické materiály (1) H=

n⋅I l

l

μ

B = μ⋅H μ = μ0 ⋅ μr μ 0 = 4π ⋅10 −7

B

[N ⋅ A ] −2

n

Diamagnetické materiály:

µr < 1

(Au, Cu)

Paramagnetické materiály:

µr > 1

(Al)

Feromagnetické materiály:

µr >> 1

(Fe, Ni, Co, ferity)

I

2

PZ


Magnetické materiály (2) B

B

+Br

-Hc

+Hc H

H

-Br Hysterezní křivka magneticky měkkého materiálu

Hysterezní křivka magneticky tvrdého materiálu (pravoúhlá hysterezní smyčka)

3

PZ


Magneticky orientovaný materiál

Směr snadné magnetizace

Bx By

Směr nesnadné magnetizace Směr nesnadné magnetizace

Směr snadné magnetizace

H

Hysterezní křivka magneticky orientovaného materiálu

4

PZ


Zápis dat na magnetické médium • •

Iz

Materiál hlavy: magneticky měkký. Materiál média: magneticky tvrdý.

B v

Záznamová oblast H > Hc

bitový interval

Iz t 5

PZ


Čtení dat indukční hlavou Ui n

Φ

x v

Ui

dΦ Ui = n ⋅ dt

x t

6

PZ


Tvar indukovaného pulsu g

1.0

d s T

a

Ui PW50

0.5 0

PW 50 = g 2 + 4(a + d ) ⋅ (a + d + s ) Pozn:

Pro délkové a časové údaje platí vztah kde v je rychlost pohybu média.

x = v ⋅t 7

PZ


Tvar odezvy na „dipuls“

T

Ui

dílčí odezvy výsledný průběh napětí

8

PZ


Pro zvýšení podélné hustoty záznamu (zkrácení T) je nutné – Zmenšit šířku štěrbiny (g) magetické hlavy – Zmenšit tloušťku média (s) – Zmenšit vzdálenost hlavy od povrchu média (d)

Důsledek: menší napětí indukované v hlavě ⇒Další požadavky: – Vyšší remanentní indukce – Účinnější čtecí hlavy

9

PZ


Rozměry záznamové oblasti pro různou hustotu záznamu

10

PZ


Magnetické vrstvy • Tlusté vrstvy (polevové) na bázi Fe2O3

– 20 – 40% Fe2O3 v pojivu (polymer). – přísada materiálů pro zvýšení vodivosti (odstranění el. náboje), zlepšení kluzných vlastností, chemickou stabilizaci. – Nanášeny ve vrstvě cca 0.1- 1.0 µm na podložku (Al slitiny pro HD, polyester pro FD a pásky).

• Tenké vrstvy (kovové) – Vrstvené materiály na bázi kovů (Co, Cr, Pt, Fe). – Nanášené naprašováním ve vrstvě řádově 0.01µm. – Na povrchu krycí vrstva (C) a mazací vrstva (perfluoropolyether PFPE).

11

PZ


Řez záznamovou vrstvou pevného disku

Přibližná tloušťka vrstev (podle Fujitsu Sci. Tech.) : Kluzná vrstva Krycí vrstva Záznamová vrstva Záznamová vrstva Podkladová vrstva

PFPE C Co-Pt-Cr-B Co-Pt-Cr-B Cr

1 nm 3 – 5 nm 10 – 15 nm 5 nm 50 – 150 nm 12

PZ


Záznamové a čtecí hlavy • „Klasická“ feritová hlava Vyrobena opracováním monokrystalu Fe2O3 Vinutí 20 – 30 závitů Cu vodiče Úpravy pro zlepšení vlastností: • MIG hlava (Metal In Gap)

Použitelná pro šířku štěrbiny ~1µm

13

PZ


Záznamové a čtecí hlavy • Tenkovrstvá hlava Vyrobena nanášením/leptáním jednotlivých vrstev Šířka štěrbiny je dána tloušťkou oddělovací vrstvy Použitelná pro šířku štěrbiny do ~0.01µm

Vinutí

Pólový nástavec

Oddělovací vrstva Podložka Šířka štěrbiny

Šířka stopy

Tenkovrstvá hlava

14

PZ


Řez tenkovrstvou hlavou

15

PZ


Magnetorezistivní hlava • • •

Pouze pro čtení Obvykle vyrobena tenkovrstvou technologií spolu s indukční zápisovou hlavou Novější konstrukce - GMR

16

PZ


Detaily magnetorezistivní hlavy (1)

17

PZ


Detaily magnetorezistivní hlavy (2)

0.5 um 18 nm

0.2 um

14 nm 0.18 um 12 nm

18

PZ


Princip magnetorezistivního senzoru GMR

Spin elektronu ve směru mag. pole – snadnější pohyb ⇒ menší odpor Spin elektronu v opačném směru než mag. pole – nesnadný pohyb ⇒ větší odpor 19

PZ


Výroba MR hlav • Technologie podobná výrobě IO

20

PZ


Nová média a způsoby magnetického záznamu • Při zkrácení bitového intervalu se projevuje superparamagnetický jev. • Možná řešení: Médium se dvěma vrstvami

Médium se „vzorovaným“ povrchem

21

PZ


Nová média a způsoby magnetického záznamu • Vertikální záznam

22

Princip magnetického záznamuznamu

Recommend Documents