《磁记录材料》PPT课件
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磁记录材料
磁记录材料
磁记录材料
磁记录材料
*20世纪80年代出现的其它存储设备：光盘、固态存储器 （如U盘等） *光记录的特点：非接触式记录，存储密度高、容量大，性 价比高 缺点：信息的读写需要精密跟踪伺服的光学头，光盘驱动 器价格较贵，数据传输速度慢
*固态存储器的特点：没有运动部件，可靠性高，可以高速 随机存储，不需电池供电，数据为不挥发性 缺点：存储量较小，价格高
*常用材料：Fe-M(V，Nb，Ta，Hf等)-X(N，C，B)
6.2 磁头及磁头材料
五、多层膜磁头材料 *特点：与微晶薄膜相比，多层薄膜进一步抑制了晶粒 的生长，实现了低磁致伸缩 BS高，HC低 缺点：耐热性差
6.2 磁头及磁头材料
2 磁头材料 一、合金磁头材料 *常用材料：含钼坡莫合金、仙台斯特合金 *合金磁头材料的优点：高磁导率、高饱和磁化强度、 矫顽力低等。 缺点：涡流损耗大
二、铁氧体磁头材料 *常用材料：Ni-Zn、Mn-Zn *优点：损耗低，材质硬，抗腐蚀性比金属好。 *缺点：饱和磁化强度低 在提高记录密度上存在困难
*调频：以调制信号去控制载波的频率，使载波的频率按调 制信号的规律变化。特点：其频率随调制信号振幅的变化而 变化，而它的幅度却始终保持不变。
6.1 磁记录材料概述
6.1 磁记录材料概述
3 数字式磁记录
*根据磁化强度与记录介质的取向，数字式磁记录可分为水 平磁化模式和垂直磁化模式两类。
6.1 磁记录材料概述
磁记录材料
磁记录材料
定义：被外加磁场磁化以后，除去外磁场，仍能保留 较强磁性的一类材料。 *基本要求： （1）Br要高；（2）Hc要高；（3）(BH)max要高； （4）材料稳定性要高。 *种类：
（1）金属永磁材料：Al-Ni-Co系和Fe-Cr-Co系永磁合金； （2）铁氧体永磁材料：以Fe2O3为主要组元的复合氧化物强磁 材料；特点：电阻率高，适合高频和微波领域应用； （3）稀土永磁材料：以稀土族元素和铁族元素为主要成分的合 金间化合物，包括SmCo5系、Sm2Co17系以及Nd-Fe-B系。 特点：磁能积高，应用领域广泛。
磁性材料ppt课件可编辑全文
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触类旁通 1．下列关于磁性材料的说法中,正确的是 D A．有磁性的材料叫磁性材料 B．硬度大的磁性材料叫硬磁性材料 C．软的磁性材料叫软磁性材料 D．安培分子电流假说揭示了磁现象的电本质 解析：容易被磁化的材料叫磁性材料,A 错误；不易去磁
的物质叫硬磁性材料，B 错误；容易去磁的物质叫软磁性材料， C 错误．
物质，A 选项正确；有些铁磁性材料被磁化后磁性会消失，B 选项错误；铁磁性材料不一定是永磁体，C 选项错误；半导体 收音机中的磁棒天线是铁磁性材料，D 选项错误．
例 1 多选 下列元件中哪些是由软磁性材料制造的( ) A．半导体收音机内天线的磁棒 B．磁电式电流表中的磁铁 C．变压器的铁芯 D．电子计算机中的记忆元件 解析：软磁性材料适用于需要反复磁化的场合,可以用来 制造半导体收音机的天线磁棒、录音机的磁头、电子计算机中 的记忆元件，以及变压器、交流发电机、电磁铁和各种高频元 件的铁芯等． 答案：AC
解析：安培提出的分子电流假说认为,磁性物质微粒中本 来就存在分子电流，这些分子电流的取向本来是杂乱无章的， 对外不显磁性，当它处在外磁场中时，分子电流的磁极在外磁 场的作用下，沿磁场方向做有序排列，这就是所谓的磁化．只 有选项 C 是正确的．
答案：C
触类旁通 2．关于铁磁性材料,下面说法正确的是 A A．磁化后磁性比其他物质强得多的物质,叫做铁磁性物质 B．铁磁性材料被磁化后,磁性永不消失 C．铁磁性材料一定是永磁体 D．半导体收音机中的磁棒天线不是铁磁性材料 解析：磁化后的磁性比其他物质强得多物质,叫做铁磁性
1．磁性材料会随着科技的发展而发展,还有很多磁性材料 有待我们去发现．
2．地磁场对含有磁性材料的岩石会产生力的作用,因此岩 石的极性和磁化强度会随着年代的变化呈现周期性的变化．
触类旁通 1．下列关于磁性材料的说法中,正确的是 D A．有磁性的材料叫磁性材料 B．硬度大的磁性材料叫硬磁性材料 C．软的磁性材料叫软磁性材料 D．安培分子电流假说揭示了磁现象的电本质 解析：容易被磁化的材料叫磁性材料,A 错误；不易去磁
的物质叫硬磁性材料，B 错误；容易去磁的物质叫软磁性材料， C 错误．
物质，A 选项正确；有些铁磁性材料被磁化后磁性会消失，B 选项错误；铁磁性材料不一定是永磁体，C 选项错误；半导体 收音机中的磁棒天线是铁磁性材料，D 选项错误．
例 1 多选 下列元件中哪些是由软磁性材料制造的( ) A．半导体收音机内天线的磁棒 B．磁电式电流表中的磁铁 C．变压器的铁芯 D．电子计算机中的记忆元件 解析：软磁性材料适用于需要反复磁化的场合,可以用来 制造半导体收音机的天线磁棒、录音机的磁头、电子计算机中 的记忆元件，以及变压器、交流发电机、电磁铁和各种高频元 件的铁芯等． 答案：AC
解析：安培提出的分子电流假说认为,磁性物质微粒中本 来就存在分子电流，这些分子电流的取向本来是杂乱无章的， 对外不显磁性，当它处在外磁场中时，分子电流的磁极在外磁 场的作用下，沿磁场方向做有序排列，这就是所谓的磁化．只 有选项 C 是正确的．
答案：C
触类旁通 2．关于铁磁性材料,下面说法正确的是 A A．磁化后磁性比其他物质强得多的物质,叫做铁磁性物质 B．铁磁性材料被磁化后,磁性永不消失 C．铁磁性材料一定是永磁体 D．半导体收音机中的磁棒天线不是铁磁性材料 解析：磁化后的磁性比其他物质强得多物质,叫做铁磁性
1．磁性材料会随着科技的发展而发展,还有很多磁性材料 有待我们去发现．
2．地磁场对含有磁性材料的岩石会产生力的作用,因此岩 石的极性和磁化强度会随着年代的变化呈现周期性的变化．
《磁记录材料》课件
《磁记录材料》PPT课件
磁记录材料是一种广泛应用于信息存储和传输领域的材料。本课件将介绍磁 记录材料的基本概念、物理原理、性能参数、制备方法以及发展趋势。
概述
什么是磁记录材料？
磁记录材料是一种具有磁 性能的材料，用于存储和 读取数字或模拟信息。
磁记录材料的分类
磁记录材料可分为硬磁材 料和软磁材料，具有不同 的磁性能和应用特点。
磁记录材料的性能参数
矫顽 磁郁力 珀克尔效应 磁滞回线
磁记录材料须具备较高的矫顽力，以保证信 息存储的稳定性。
磁记录材料的磁场强度，决定了信息的存取 速度和容量。
磁记录材料具备的热释电效应，可改善信息 存储的可靠性。
描述磁记录材料磁场随着磁化变化的曲线， 反映了磁性能的延迟特点。
磁记录材料的制备法
磁记录材料的应用领 域
磁记录材料广泛应用于硬 盘驱动器、磁带、磁卡等 信息存储设备中。
磁记录材料的物理原理
1
磁性材料特性
磁性材料具有自发磁化和磁导率等特性，可以通过外加磁场实现信息存储。
2
磁矩和磁场
磁矩是描述磁材料磁性力量和方向的物理量，磁场是由磁材料产生的磁性力场。
3
磁性材料的磁化过程
磁性材料在外加磁场的作用下，磁矩会发生定向排列，实现磁化过程。
研发具有较高磁性能和稳定性 的新型磁记录材料，以满足不 断增长的信息存储需求。
垂直磁记录技术
采用垂直磁化方向，实现更高 的磁记录密度和稳定性。
结论
磁记录材料的发展前景
随着信息存储需求的增加，磁记录材料将继 续得到广泛应用和发展。
该领域的未来研究方向
未来的研究重点将放在磁记录材料的磁性能 提升、存储密度增加和能量效率提高等方面。
磁记录材料是一种广泛应用于信息存储和传输领域的材料。本课件将介绍磁 记录材料的基本概念、物理原理、性能参数、制备方法以及发展趋势。
概述
什么是磁记录材料？
磁记录材料是一种具有磁 性能的材料，用于存储和 读取数字或模拟信息。
磁记录材料的分类
磁记录材料可分为硬磁材 料和软磁材料，具有不同 的磁性能和应用特点。
磁记录材料的性能参数
矫顽 磁郁力 珀克尔效应 磁滞回线
磁记录材料须具备较高的矫顽力，以保证信 息存储的稳定性。
磁记录材料的磁场强度，决定了信息的存取 速度和容量。
磁记录材料具备的热释电效应，可改善信息 存储的可靠性。
描述磁记录材料磁场随着磁化变化的曲线， 反映了磁性能的延迟特点。
磁记录材料的制备法
磁记录材料的应用领 域
磁记录材料广泛应用于硬 盘驱动器、磁带、磁卡等 信息存储设备中。
磁记录材料的物理原理
1
磁性材料特性
磁性材料具有自发磁化和磁导率等特性，可以通过外加磁场实现信息存储。
2
磁矩和磁场
磁矩是描述磁材料磁性力量和方向的物理量，磁场是由磁材料产生的磁性力场。
3
磁性材料的磁化过程
磁性材料在外加磁场的作用下，磁矩会发生定向排列，实现磁化过程。
研发具有较高磁性能和稳定性 的新型磁记录材料，以满足不 断增长的信息存储需求。
垂直磁记录技术
采用垂直磁化方向，实现更高 的磁记录密度和稳定性。
结论
磁记录材料的发展前景
随着信息存储需求的增加，磁记录材料将继 续得到广泛应用和发展。
该领域的未来研究方向
未来的研究重点将放在磁记录材料的磁性能 提升、存储密度增加和能量效率提高等方面。
功能材料-磁性材料课件
第三章 磁性材料－§3.1 软磁材料
3、高斯织构硅钢片
结构特点：
➢ 易磁化方向[100]与轧制方向平行 ➢ 难磁化方向[111]与轧制方向成55角
轧 [100] 制 方 向
55
[111] [110]
➢ 中等磁化方向[110]与轧制方向成90角
横向
高斯织构硅钢片具有磁各向异性，沿[100](轧制方向)磁性能最佳。
3、主要用途
直流磁场下工作的磁性元件，如电磁铁和继电器的铁芯。
第三章 磁性材料－§3.1 软磁材料
电工用硅钢片
在纯铁中加入1.04.0%Si的铁碳硅合金。 Si的加入，提高了电阻率，从而减少涡流损耗。
1、电工用硅钢片的种类
硅钢片按生产方法、结晶织构和磁性能的分类：
电工用硅钢片
热轧非织构（无取向）硅钢片 冷轧非织构（无取向）硅钢片 冷轧高斯织构（单取向）硅钢片 冷轧立方织构（双取向）硅钢片
150·cm，为1J79铁镍合金的2～3倍。 ➢ 硬度、强度和耐磨性较高。
例如1J16的硬度和耐磨性比1J79合金高，适用于磁头等磁性器件。 ➢ 密度较低。
可以减轻磁性元件的铁芯质量。 ➢ 对应力敏感性小。
适于在冲击、振动等环境下工作。 ➢ 合金的时效性良好。
随着环境温度的变化和使用时间的延长，其磁性变化不大。
第三章 磁性材料－§3.1 软磁材料
2、铁铝合金的主要应用
铁和铝资源丰富、价格低廉，铁铝合金的磁性能与铁镍合金类似， 同时还具有一些独特的优点，因此是铁镍合金的一种替代材料，适用于 电子变压器、磁头和磁致伸缩换能器等方面。
铁铝合金的牌号、主要成分、特点和用途
牌号 铝含量 /%
特点
主要用途
1J6
数字磁记录PPT课件
----- 合理选择g
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三、脉冲拥挤效应
磁盘上实际记录的是一连串信息，相互会产生影 响而引起脉冲拥挤效应这一重要现象。
分析脉冲拥挤效应时，采用线性迭加法。
1、当两相邻磁化翻转相隔较远时（即Tb Tp)
-Mr
Mr
-Mr
两波形底部重叠很少，
Tb
故相互影响很小，
无脉冲拥挤效应。
Tp
第27页/共63页
Hx M(1) Hd(1)
Hx + Hd(1) M(2) Hd(2)
自相一致磁化：
Hx + Hd(2)
M(3) Hd(3)
…
Hx + Hd(n-1) M(n)
达到磁场与磁化强度互相一致。
介质的剩余磁化强度（Mr）由 Hd 和介质的磁滞回线决 定。
* 自退磁现象不仅减退剩磁，更重要的是扩大了磁化 翻转的过渡区。
平均存取时间 Ta ≈ Tsa + Twa
第4页/共63页
6. 数传率：单位时间内外存储设备向主存储器传 送数码的位数. f = Db·V
V : 媒体相对于R/W头的移动速度
7. 误码率：写入一批数据并回读后所检出的错误 位数与这一批数据总位数之比. 软错误：经检错后能纠正的错误 硬错误：经检错后不能纠正的错误 磁盘的原始误码率：10-9 ~ 10-12
第3页/共63页
5. 存取时间：从所在位置到达所需求的某一位置, 并完成写入或读出所需的全部时间.
Tseek
Twait
Tread/write
当 前 道
目 标 道
目读
标 始 扇 段
写 完 毕
Ts : 找道时间, 平均找道时间 Tsa= (Ts(min) +Ts(max) ) / 2
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三、脉冲拥挤效应
磁盘上实际记录的是一连串信息，相互会产生影 响而引起脉冲拥挤效应这一重要现象。
分析脉冲拥挤效应时，采用线性迭加法。
1、当两相邻磁化翻转相隔较远时（即Tb Tp)
-Mr
Mr
-Mr
两波形底部重叠很少，
Tb
故相互影响很小，
无脉冲拥挤效应。
Tp
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Hx M(1) Hd(1)
Hx + Hd(1) M(2) Hd(2)
自相一致磁化：
Hx + Hd(2)
M(3) Hd(3)
…
Hx + Hd(n-1) M(n)
达到磁场与磁化强度互相一致。
介质的剩余磁化强度（Mr）由 Hd 和介质的磁滞回线决 定。
* 自退磁现象不仅减退剩磁，更重要的是扩大了磁化 翻转的过渡区。
平均存取时间 Ta ≈ Tsa + Twa
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6. 数传率：单位时间内外存储设备向主存储器传 送数码的位数. f = Db·V
V : 媒体相对于R/W头的移动速度
7. 误码率：写入一批数据并回读后所检出的错误 位数与这一批数据总位数之比. 软错误：经检错后能纠正的错误 硬错误：经检错后不能纠正的错误 磁盘的原始误码率：10-9 ~ 10-12
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5. 存取时间：从所在位置到达所需求的某一位置, 并完成写入或读出所需的全部时间.
Tseek
Twait
Tread/write
当 前 道
目 标 道
目读
标 始 扇 段
写 完 毕
Ts : 找道时间, 平均找道时间 Tsa= (Ts(min) +Ts(max) ) / 2
人教版磁性材料ppt优秀课件1
【人教版高中物理】磁性材料PPT课件 1
【人教版高中物理】磁性材料PPT课件 1
一、磁化和退磁
小结
2、铁磁性物质：铁、钴、镍以及它们的合金。
3、磁畴
铁磁性材料的分类：
硬磁性材料和软磁性材料
二、磁性材料的发展
三、磁记录
四、地球磁场留下的记录
【人教版高中物理】磁性材料PPT课件 1
•
1.第一眼看到你会被那抢眼、近乎妖 艳的色 彩震撼 ，更会 迷醉于 她独特 的，蕴 涵巫女 般迷幻 魔力的 风格之 中。
•
6.迪奥的设计，注重的是服装的女性 造型线 条而并 非色彩 。他的 时装具 有鲜明 的风格 ：裙长 不再曳 地，强 调女性 隆胸丰 臀、腰 肢纤细 、肩形 柔美的 曲线， 打破了 战后女 装保守 古板的 线条。 这种风 格轰动 了巴黎 乃至整 个西方 世界， 给人留 下深刻 的印象 。
•
7.服装与其他名牌做法不同，它从不 将任何 “”或 “”等 明显的 标志放 在衣服 上，而 衣标上 的字样 ，则是 其唯一 的辨识 方法。
2、软磁性材料：外磁场撤去后，没有的剩磁， 这样的材料叫做软磁性材料。应用：电磁铁
【人教版高中物理】磁性材料PPT课件 1
二、磁性材料的发展 1、19世纪末，电力应用技术的出现，发电机、 电动机电报、电话……等设备用到了磁性材料。 2、20世纪30年代，磁性材料市场迅速扩大，铁 合金加入少量的钴。 3、第二次世界大战后，新型磁性材料——铁氧 体，成为研究热点。 4、1978年，合金磁粉研制成功。
磁性材料
学习目标
1、知道磁化与退磁现象。 2、探究磁性材料磁化和退磁的方法。 3、了解磁性材料的发展。 4、知道磁性材料在生活中缝衣针、螺丝刀等钢铁物体与磁铁
【人教版高中物理】磁性材料PPT课件 1
一、磁化和退磁
小结
2、铁磁性物质：铁、钴、镍以及它们的合金。
3、磁畴
铁磁性材料的分类：
硬磁性材料和软磁性材料
二、磁性材料的发展
三、磁记录
四、地球磁场留下的记录
【人教版高中物理】磁性材料PPT课件 1
•
1.第一眼看到你会被那抢眼、近乎妖 艳的色 彩震撼 ，更会 迷醉于 她独特 的，蕴 涵巫女 般迷幻 魔力的 风格之 中。
•
6.迪奥的设计，注重的是服装的女性 造型线 条而并 非色彩 。他的 时装具 有鲜明 的风格 ：裙长 不再曳 地，强 调女性 隆胸丰 臀、腰 肢纤细 、肩形 柔美的 曲线， 打破了 战后女 装保守 古板的 线条。 这种风 格轰动 了巴黎 乃至整 个西方 世界， 给人留 下深刻 的印象 。
•
7.服装与其他名牌做法不同，它从不 将任何 “”或 “”等 明显的 标志放 在衣服 上，而 衣标上 的字样 ，则是 其唯一 的辨识 方法。
2、软磁性材料：外磁场撤去后，没有的剩磁， 这样的材料叫做软磁性材料。应用：电磁铁
【人教版高中物理】磁性材料PPT课件 1
二、磁性材料的发展 1、19世纪末，电力应用技术的出现，发电机、 电动机电报、电话……等设备用到了磁性材料。 2、20世纪30年代，磁性材料市场迅速扩大，铁 合金加入少量的钴。 3、第二次世界大战后，新型磁性材料——铁氧 体，成为研究热点。 4、1978年，合金磁粉研制成功。
磁性材料
学习目标
1、知道磁化与退磁现象。 2、探究磁性材料磁化和退磁的方法。 3、了解磁性材料的发展。 4、知道磁性材料在生活中缝衣针、螺丝刀等钢铁物体与磁铁
磁性材料ppt课件
磁性是自然科学史上最古老的现象之一
磁性材料是最早被人类认识和利用的功能材料，伴随了人类 文明的发展。 人类对于磁性材料的最初认识源于天然磁石。 公元前三世纪《管子》：“上有慈石者，下有铜金。” 《吕氏春秋》九卷精通篇：“慈招铁，或引之也。”
磁铁矿(Fe3O4) 或磁赤铁矿(γ-Fe2O3)
指南针——磁性材料的最早应用
物质磁性:
物质放入磁场中会表现出不同的磁学特性，称为物质的磁性。
4. 材料磁性的分类及应用
（1） 物质磁性的分类
按物质在磁场中的表现：磁化率的正负、大小及其与温度 的关系来进行分类， 在晶状固体里，共发现了五种主要类型的磁结构物质，它 们的形成机理和宏观特征各不相同，对它们的成功解释形成 了今天的磁性物理学核心内容。 70 年代以后——非晶材料和纳米材料——新的磁性类型，
➢
W. Gilbert 《De Magnete》磁石，最早的著作
➢18世纪 奥斯特 电流产生磁场
➢
法拉弟效应 在磁场中运动导体产生电流
➢
安培定律 构成电磁学的基础, 开创现代电气工业
➢1907年 P. Weiss的磁畴和分子场假说
➢1928年 海森堡模型，用量子力学解释分子场起源
➢1931年 Bitter在显微镜下直接观察到磁畴
基本特征是存在一个磁性转变温度，在此点磁化率温度关系 出现峰值。
文献中也绘成磁化率倒数和温度关系的：
1磁
化 率
表
现
复
杂
Tp
TC
T (K )
铁磁性 T p TC
低温下表现为反铁磁性的物质，超过磁性转变温度
（一般称作Neel温度）后变为顺磁性的，其磁化率温度
关系服从居里-外斯定律： = C
第二讲磁记录材料-课件
FL
Tunneling Barrier
RL
Sensitivity (slope)
FL-RL is determined by TMR Output Voltage
FL
Magnet
FL
AFM/SAF/RL
Magnet
Current Flow
Electron Flow
Insulator
Bottom Shield
•
司南模型
司南是我国春秋战国时代发明的一种最早的指示南北方向 的指南器。中华民族很早就认识到了磁现象，古代中国在磁的 发现、发明和应用上等许多方面都居于世界首位，可以说中国 是磁的故乡。
抗磁性
•
顺磁性 铁磁性
反铁磁性
亚铁磁性
物质的磁性来自构成物质的原子，原子的磁性
又主要来自原子中的电子。原子中电子的磁性有两 个来源：一个来源是电子本身具有自旋磁矩；另一 个来源是电子绕原子核作轨道运动时产生轨道磁矩。
(5)(3) the next big challenge is 1 Tbit in-2 for recording (6) industry. (7) The possible models : pattern media; high Ku media (8) (HAMR); STT (Spin torque transfer) – RAM. (9) (10)
1997: 1st GMR read head (100% CGR); 2000: 1st AFM medium, increasing the effective volume. 2006: 1st TMR head for 80-100 Gbit in-2 perpendicular recording
磁性材料磁记录材料
4.3.1 磁记录介质应具备的特性
*基本要求：具有高的记录密度(②③④⑤⑥)、高出力(①②③ ⑥)、高可靠性(⑦⑧⑨)以及低噪声(④⑤⑥)
*记录介质应具备的条件：
①饱和磁感应强度(Bs)大； ②矩形比(Br／BS)要大； ③矫顽力(HC)在允许的范围内应尽可能大；不能太大，太大 则写入与擦除不易；
第二十三页，课件共有41页
*调幅：以调制信号去控制载波的振幅，使载波的振幅按调制信号的 规律变化。包络线反映了调制波的特点。
*调频：以调制信号去控制载波的频率，使载波的频率按调制信号的 规律变化。特点：其频率随调制信号振幅的变化而变化，而它的幅 度却始终保持不变。
第十页，课件共有41页
第十一页，课件共有41页
4.1.3 数字式磁记录
Fe-Nb-Zr/Fe-Nb-Zr-N 用于硬盘磁头；
Co-Nb-Zr/Co-Nb-Zr-N 用于广播用数字式VTR。
六、磁电阻磁头材料
*坡莫合金是沿用至今的MR磁头用磁性材料。 原因：磁各向异性小。
第二十二页，课件共有41页
4.3 磁记录介质及介质材料 *分类(据磁性记录层)：颗粒状涂布介质和薄膜型磁记录介质
*薄膜磁头的优点：工作缝隙小、磁场分布陡和磁迹宽 度窄，故可提高记录速度和读出分辨率。
第十六页，课件共有41页
*体型磁头和薄膜磁头都是利用电磁感应原理进行记录和再 生。都有如下要求： 1、高磁导率；2、高饱和磁化强度；3、低矫顽力及低各向 异性；4、高电阻率；5、小型、轻量，耐磨性强；6、加工
性好。
无调制记录：无偏磁记录、直流偏磁记录、交流偏磁记录
*偏磁信号本身并不反映在磁介质的记录信号上 直接记录 调制记录：调幅记录、调频记录 *载波信号反映在磁介质的记录信号上
*基本要求：具有高的记录密度(②③④⑤⑥)、高出力(①②③ ⑥)、高可靠性(⑦⑧⑨)以及低噪声(④⑤⑥)
*记录介质应具备的条件：
①饱和磁感应强度(Bs)大； ②矩形比(Br／BS)要大； ③矫顽力(HC)在允许的范围内应尽可能大；不能太大，太大 则写入与擦除不易；
第二十三页，课件共有41页
*调幅：以调制信号去控制载波的振幅，使载波的振幅按调制信号的 规律变化。包络线反映了调制波的特点。
*调频：以调制信号去控制载波的频率，使载波的频率按调制信号的 规律变化。特点：其频率随调制信号振幅的变化而变化，而它的幅 度却始终保持不变。
第十页，课件共有41页
第十一页，课件共有41页
4.1.3 数字式磁记录
Fe-Nb-Zr/Fe-Nb-Zr-N 用于硬盘磁头；
Co-Nb-Zr/Co-Nb-Zr-N 用于广播用数字式VTR。
六、磁电阻磁头材料
*坡莫合金是沿用至今的MR磁头用磁性材料。 原因：磁各向异性小。
第二十二页，课件共有41页
4.3 磁记录介质及介质材料 *分类(据磁性记录层)：颗粒状涂布介质和薄膜型磁记录介质
*薄膜磁头的优点：工作缝隙小、磁场分布陡和磁迹宽 度窄，故可提高记录速度和读出分辨率。
第十六页，课件共有41页
*体型磁头和薄膜磁头都是利用电磁感应原理进行记录和再 生。都有如下要求： 1、高磁导率；2、高饱和磁化强度；3、低矫顽力及低各向 异性；4、高电阻率；5、小型、轻量，耐磨性强；6、加工
性好。
无调制记录：无偏磁记录、直流偏磁记录、交流偏磁记录
*偏磁信号本身并不反映在磁介质的记录信号上 直接记录 调制记录：调幅记录、调频记录 *载波信号反映在磁介质的记录信号上
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(3) the next big challenge is 1 Tbit in-2 for recording industry. The possible models : pattern media; high Ku media (HAMR); STT (Spin torque transfer) – RAM.
Fritz Pfleumer, 1928
•BASF magnetic tape from Ritter, 1988
AEG Magnetophon, 1935
The categories and structures of hard disk
Disc Drives Today Cover the Widest Range of Users and Systems Ever
TGMR/GMR Reader Materials
Flux from the media rotates reader free layer magnetization thus changing spin polarized electron tunneling conduction.
Top Shield
Before 1985: γFe2O3 medium, Ferrite ring head (～10Mbin-2) 1980: 1st thin film read head, continuous magnetic thin film with
high Hc, small α(25% CGR); 1990: 1st MR read head, decreasing thickness and, in turn, the
➢ CPP Spin Valve With Metal or
Half Metal Spacer
➢ Could offer better reliability, and SNR at very high KTPI
➢ Potential to use for area density of 600Gb/In2 and behind
宇宙磁现象
太阳磁场与太阳黑子
阿尔法(α)磁谱仪空间探测
“阿波罗”飞船测月磁
磁场与空间气象学
磁
脉冲星与超强磁场
性
无
处
不
生物磁现象
在
生物磁现象 核磁共振层析成像 心磁图和脑磁图 鸽子回家和海龟回游 磁性细菌的磁导航
地球磁现象
地球磁场的变化和应用 地球磁场的反向 地磁与大陆漂移及海底扩张 地球磁场与极光 地球磁场的起源
➢ Current problem – Concept not proven, and processing half metals at temperature magnetic head can tolerate difficult
Free Layer
Cu Ref. Layer
Ru Pinned Layer
• Reading Heads
Reading heads depend on phenomena A, B, and C, and are sensitive to the residual magnetic fields of magnetized storage media (D).
• Storage Media (e.g., computer disks)
• heat-assisted recording (HAMR)
• bit patterned media (BPM) recording
0.1 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019
Magnetic storage media are permanently magnetized in a direction (North or South) determined by the writing field. Storage media exploit phenomenon D.
10000 1000
Single particle superparamagnetic limit (estimated)
gigabit / in2
– Longitudinal antiferromagnetic recording (AFC)
100
Charap’s limit (broken)
10
Handheld Gaming
DVR
Notebook Desktop
Enterprise
12 GB
750 GB
160 GB 750 GB 73 GB 300 GB 750 GB
Low-cost, high-capacity, disk drives are enabling new devices, resulting in rapid growth of the storage industry and the emergence of new industries. e.g. Apple iPod, PVR’s, X-Box, automobile navigation systems, digital video cameras, etc.
transition distance (80% CGR); 1997: 1st GMR read head (100% CGR); 2000: 1st AFM medium, increasing the effective volume. 2006: 1st TMR head for 80-100 Gbit in-2 perpendicular recording
AFM
Storage Media
The first PC hard disks typically held 16 sectors per track, 20
concentric tracks Today's hard disks can have thousands of sectors
in a single track
➢ Potential to extend TGMR reader to area density
➢ Current problem – Maintaining soft magnetic property of free layer, while keeping high DR/R and low RA.
➢ CCP Design (current confined path)
➢ A discontinuous oxide buried in metal
➢ Higher DR/R and RA as compared to CPP Spin Value
➢ Potential to use for area density of 400~ 600Gb/In2.
Areal Density Growth
– Late 1990s – super paramagnetic limit demonstrated through 100000 modeling
– Longitudinal recording reaching areal density limits
Read/write heads
பைடு நூலகம்
Applications in Data Storage
• Writing Heads
Heads used for writing bits of information onto a spinning magnetic disk depend on phenomena A and B to produce and control strong magnetic fields.
Linear Range
Media Field
Operate in the linear range of transfer function.
FL-RL
Reader Development Approaches
➢ Alternate Barrier TGMR (MgO)
➢ Improved amplitude, and lower RA
FL
Tunneling Barrier
RL
Sensitivity (slope)
FL-RL is determined by TMR Output Voltage
FL
Magnet
FL
AFM/SAF/RL
Magnet
Current Flow
Electron Flow
Insulator
Bottom Shield
This illustration gives you some idea of just how small the flying height of a modern hard disk is
Overview of magnetic recording media
The develop of the magnetic recording
Outline
Recording Overview ▪ Longitudinal Recording ▪ Perpendicular Recording ▪ Heat Assisted Magnetic Recording ▪ Bit Patterned Media
.
Magnetic Recording
year
Magnetic Media Evolution
Physical grain size below 10 nm
normalized frequency
0.25
45 Gbit/in2
Fritz Pfleumer, 1928
•BASF magnetic tape from Ritter, 1988
AEG Magnetophon, 1935
The categories and structures of hard disk
Disc Drives Today Cover the Widest Range of Users and Systems Ever
TGMR/GMR Reader Materials
Flux from the media rotates reader free layer magnetization thus changing spin polarized electron tunneling conduction.
Top Shield
Before 1985: γFe2O3 medium, Ferrite ring head (～10Mbin-2) 1980: 1st thin film read head, continuous magnetic thin film with
high Hc, small α(25% CGR); 1990: 1st MR read head, decreasing thickness and, in turn, the
➢ CPP Spin Valve With Metal or
Half Metal Spacer
➢ Could offer better reliability, and SNR at very high KTPI
➢ Potential to use for area density of 600Gb/In2 and behind
宇宙磁现象
太阳磁场与太阳黑子
阿尔法(α)磁谱仪空间探测
“阿波罗”飞船测月磁
磁场与空间气象学
磁
脉冲星与超强磁场
性
无
处
不
生物磁现象
在
生物磁现象 核磁共振层析成像 心磁图和脑磁图 鸽子回家和海龟回游 磁性细菌的磁导航
地球磁现象
地球磁场的变化和应用 地球磁场的反向 地磁与大陆漂移及海底扩张 地球磁场与极光 地球磁场的起源
➢ Current problem – Concept not proven, and processing half metals at temperature magnetic head can tolerate difficult
Free Layer
Cu Ref. Layer
Ru Pinned Layer
• Reading Heads
Reading heads depend on phenomena A, B, and C, and are sensitive to the residual magnetic fields of magnetized storage media (D).
• Storage Media (e.g., computer disks)
• heat-assisted recording (HAMR)
• bit patterned media (BPM) recording
0.1 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019
Magnetic storage media are permanently magnetized in a direction (North or South) determined by the writing field. Storage media exploit phenomenon D.
10000 1000
Single particle superparamagnetic limit (estimated)
gigabit / in2
– Longitudinal antiferromagnetic recording (AFC)
100
Charap’s limit (broken)
10
Handheld Gaming
DVR
Notebook Desktop
Enterprise
12 GB
750 GB
160 GB 750 GB 73 GB 300 GB 750 GB
Low-cost, high-capacity, disk drives are enabling new devices, resulting in rapid growth of the storage industry and the emergence of new industries. e.g. Apple iPod, PVR’s, X-Box, automobile navigation systems, digital video cameras, etc.
transition distance (80% CGR); 1997: 1st GMR read head (100% CGR); 2000: 1st AFM medium, increasing the effective volume. 2006: 1st TMR head for 80-100 Gbit in-2 perpendicular recording
AFM
Storage Media
The first PC hard disks typically held 16 sectors per track, 20
concentric tracks Today's hard disks can have thousands of sectors
in a single track
➢ Potential to extend TGMR reader to area density
➢ Current problem – Maintaining soft magnetic property of free layer, while keeping high DR/R and low RA.
➢ CCP Design (current confined path)
➢ A discontinuous oxide buried in metal
➢ Higher DR/R and RA as compared to CPP Spin Value
➢ Potential to use for area density of 400~ 600Gb/In2.
Areal Density Growth
– Late 1990s – super paramagnetic limit demonstrated through 100000 modeling
– Longitudinal recording reaching areal density limits
Read/write heads
பைடு நூலகம்
Applications in Data Storage
• Writing Heads
Heads used for writing bits of information onto a spinning magnetic disk depend on phenomena A and B to produce and control strong magnetic fields.
Linear Range
Media Field
Operate in the linear range of transfer function.
FL-RL
Reader Development Approaches
➢ Alternate Barrier TGMR (MgO)
➢ Improved amplitude, and lower RA
FL
Tunneling Barrier
RL
Sensitivity (slope)
FL-RL is determined by TMR Output Voltage
FL
Magnet
FL
AFM/SAF/RL
Magnet
Current Flow
Electron Flow
Insulator
Bottom Shield
This illustration gives you some idea of just how small the flying height of a modern hard disk is
Overview of magnetic recording media
The develop of the magnetic recording
Outline
Recording Overview ▪ Longitudinal Recording ▪ Perpendicular Recording ▪ Heat Assisted Magnetic Recording ▪ Bit Patterned Media
.
Magnetic Recording
year
Magnetic Media Evolution
Physical grain size below 10 nm
normalized frequency
0.25
45 Gbit/in2