Головки жестких дисков

GMR-головки. С начала 50-х годов прошлого столетия фирма IBM была первой в изобретениях, касающихся жестких дисков. И около 50 лет спустя именно она была той компанией, которая представила на суд общественности GMR-головки – головки с гигантским магниторезистивным эффектом. Они используют те же принципы, что и обычные MR-головки, но обладают несколько другой конструкцией, что делает их более чуствительными, чем предшественники. GMR-головки имеют в своем названии слово «гигантский» не потому, что у них большой размер – их размер меньше, чем у средней MR-головки. Они называются так в честь названия “гигантский магниторезистивный эффект», впервые открытый в конце 80-х годов двумя европейскими изобретателями, Питером Грюнбергом и Альбертом Фертом, которые работали независимо друг от друга. Работая с тонкими слоями различных материалов, они заметили очень большое изменение резистивности, когда на эти вещества воздействовало сильное магнитное поле. В первых опытах они использовали материалы, не пригодные к промышленному производству, но они положили базис к дальнейшим исследованиям. Используя накопленный опыт Питера Грюнберга и Альберта Ферта, инженеры и ученые фирмы IBM, экспериментируя с тысячами различных материалов и дизайнов, разработали GMR-головки. В декабре 1997 года фирма IBM представила первый накопитель на жестких магнитных дисках, использующий GMR-головки. GMR-головки состоят из четырех слоев различных материалов, собранных воедино наподобие сэндвича: 1) Free layer – свободный слой, как видно из названия. В нем электроны могут свободно менять свою ориентацию, сделан из сплава никель-железо. 2) Spacer – разносчик – этот слой сделан из ненамагничеваемого материала, а именно – меди, для разноса взаимного магнитного влияния свободного слоя и пин-слоя. 3) Pinned-layer — пин-слой – состоит из кобальта, находится в фиксированной магнитной ориентации. 4) Exchange layer — обменный слой – название говорит само за себя ;-) Если не вдаваться в глубокую физику процесса, то GMR-головка работает примерно следующим образом. Когда она пролетает над магнитным полем одной поляризации (скажем, пусть это будет “0”, записанный на пластине), электроны на свободном уровне приходят в соответствие с электронами на пин-уровне, это создает достаточно малое сопротивление головки. Когда магнитная головка пролетает над магнитным полем другой поляризации (скажем, пусть это будет “1”, записанная на пластине), электроны на свободном уровне приходят в обратное соответствие с электронами на пин-уровне, это создает увеличение сопротивления головки. Таким образом, изменение сопротивления головки вызывается изменением спина электронов, находящимся в свободном уровне. GMR-головки превосходят по своим параметрам MR-головки: самые современные MR-головки изменяли свое сопротивление при переходе от одной поляризации к другой на 2%, в то время как GMR-головки изменяют свое сопротивление на величину порядка 5-8%. Это означает, что GMR-головки могут улавливать более слабые сигналы, что ведет к поднятию поверхностной плотности записи накопителя. Также они меньше шумят и меньше подвергаются эффектам интерференции. И наконец, обычная GMR-головка меньше размером, чем обычная MR-головка. GMR-головки используются посей день в современных накопителях с поверхностными плотностями записи порядка 10-35 гигабит на квадратный дюйм, и объемами до 200 гигабайт и даже несколько больше. Также, в современном мире, некоторые производителя заявляют, что они разработали и выпускают накопители на магнитных дисках с головками, созданными по технологии CMR – colossal MR, или колоссальная магниторезестивность, но, это не более, чем маркетинговый ход. Единственное, что делает их колоссальными, это несколько другой набор исходных материалов, но структура головки остается такой же, как и в декабре 1997 года. Петин Антон [email protected] Панченко Антон [email protected]
Весь номер

Новости партнеров: