硬碟機(jī)的磁頭是使用漆包線沿著鐵心同一方向纏繞的「電磁鐵」制作而成,早期所使用的磁頭是讀寫合一的,也就是使用同一個(gè)磁頭去讀取與寫入資料,但是,當(dāng)磁碟片的容量愈來(lái)愈大,相對(duì)的「位元區(qū)(格子)」愈來(lái)愈小,這麼小的格子里磁矩的數(shù)目很少,要用電磁鐵去感應(yīng)讀取格子里的磁矩很困難,1991年由IBM首先開(kāi)發(fā)「磁阻磁頭(MR:Magneto Resistance)」用來(lái)讀取資料,後來(lái)硬碟機(jī)都是使用讀寫分離的磁頭,也就是寫入資料使用「電磁鐵」,讀取資料使用「磁阻磁頭」,由於硬碟機(jī)的容量愈來(lái)愈大,目前硬碟機(jī)讀取資料大多使用更靈敏的「巨磁阻磁頭(GMR:Grant Magneto Resistance)」。
巨磁阻(GMR:Grant Magneto Resistance)
材料受到磁場(chǎng)作用的時(shí)候,電阻會(huì)產(chǎn)生變化的現(xiàn)象稱為「磁阻效應(yīng)(Magneto resistance effect)」,我們使用巨磁阻磁頭(GMR)來(lái)介紹磁阻效應(yīng)。
巨磁阻磁頭(GMR)的構(gòu)造由上而下依次為反強(qiáng)磁性材料層、磁性材料層(Pin層)、非磁性材料層、磁性材料層(自由層),非磁性材料層通常是使用氧化鋁制作,上方磁性材料層(Pin層)的磁矩固定向右,下方磁性材料層(自由層)的磁矩方向則會(huì)受到磁碟片位元區(qū)(格子)內(nèi)的磁矩方向影響而改變,讀取資料的時(shí)候會(huì)發(fā)生下列兩種情形:
。咀x取0:原本儲(chǔ)存在磁碟片位元區(qū)的資料為0(N極向左),磁頭的下方磁性材料層(自由層)受到感應(yīng)而產(chǎn)生N極向右(異性相吸),當(dāng)自由層的磁矩與Pin層的磁矩方向相同時(shí),量測(cè)出來(lái)的電阻值比較小,代表讀取0,如圖6-5(b)所示。
>讀取1:原本儲(chǔ)存在磁碟片位元區(qū)的資料為1(N極向右),磁頭的下方磁性材料層(自由層)受到感應(yīng)而產(chǎn)生磁矩向左(異性相吸),當(dāng)自由層的磁矩與Pin層的磁矩方向相反時(shí),量測(cè)出來(lái)的電阻值比較大,代表讀取1,如圖6-5(c)所示。
「磁阻磁頭(MR)」是使用單層具有磁阻效應(yīng)的磁性薄膜制作,而「巨磁阻磁頭(GMR)」是使用多層具有磁阻效應(yīng)的磁性薄膜制作,其實(shí)它們的原理相似,只是結(jié)構(gòu)稍微不同而已,由於巨磁阻磁頭的磁阻效應(yīng)更大,受到磁場(chǎng)作用時(shí)產(chǎn)生的電阻變化更大,所以更靈敏,盡管磁碟片上的位元區(qū)(格子)很小,磁矩的數(shù)目很少,也可以感應(yīng)的出來(lái)。
巨磁阻磁頭GMR磁頭與MR磁頭的區(qū)別: