表1中列出了当前实用的主要薄膜磁记录介质,制备工艺及基本性能[3]。
2.2薄膜磁头
2.2.1薄膜磁写入头
典型的高密度记录薄膜磁头,采用溅射沉积坡莫合金膜(厚2~3μm),磁头间隙宽200nm,于1979年实用化。合金材料有Ni81-Fe19和Ni50Fe50两种,其饱和磁感应强度Bs≥1.0T,电阻率ρ≈40μΩ·cm。通过添加少量Cr或Ti、In、Rn等元素,可减少因合金腐蚀导致的磁导率下降。此外,也使用Mumetal高导合金和Sendust合金薄膜。
2.2.2 AMR和GMR薄膜读出磁头
应用NiCo、NiFe金属薄膜各向异性磁电阻(AMR)效应检测磁场的磁场传感器,在1975年就用作磁记录中的信息读出磁头[4]。由于这种薄膜磁头的灵敏度高,容易集成化,故很快得到普及,尤其在高档音像设备和高密度数据存储器中的应用更为广泛。这类磁膜仍采用真空蒸镀等工艺沉积在硅或玻璃基片上,再用光刻技术使之图形化,制成磁头。
应用人工格多层膜互磁电阻(GMR)效应的HDD读出磁头,由IBM公司开发成功,于1997年底开始推向市场,使系统面记录密度达到1Gb/inch2[5]。目前,HDD用GMR磁头的年销量达数亿只,面记录密度已提高到100Gb/inch2以上。这种磁头由自由磁层、间隔层和永磁化钉紧层构成,如NiFe/Cu/CoFe/Ru/CoFe/PtMn叠层,被称之为自旋阀(SV-)GMR元件。给元件两端加上电极,在其间施加电压;当电流平行或垂直膜面时,薄膜磁场引起电阻急剧变化,改变电压以高灵敏度检测磁场的变化。其分辨可达0.01 Oe/±20Oe,响应速度为1MHz。