自旋阀磁致电阻传感器以及使用此传感器的磁记录系统技术方案

自旋阀磁致电阻（ＳＶＭＲ）传感器用与改进的反铁磁性（ＡＦ）交换偏磁层组合的叠层反平行（ＡＰ）钉扎层，其中包括由非磁性耦合膜隔开的两层铁磁膜，其磁化以反平行取向反铁磁地强耦合起来。在旋转ＳＶＭＲ传感器的自由层所需的弱场内此叠层ＡＰ钉扎层是磁刚性的，其中两铁磁层磁矩接近相同时，钉扎层净磁矩较小。交换场较大，因其反比于净磁矩。叠层ＡＰ钉扎层的磁化被ＡＦ材料固定或钉扎，后者耐蚀性强但交换各向异性过小而不能用于传统ＳＶＭＲ传感器。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及基于自旋阀效应用于探测磁场的磁致电阻(MR)传感器，尤其是涉及这种具有层叠的反平行钉扎层和用于对钉扎层钉扎的改进的反铁磁交换耦合层的传感器，并涉及装有这种传感器的磁记录系统。传统的磁致电阻(MR)传感器，例如用于磁记录盘驱动器的、基于各向异性磁致电阻效应而工作，其中读出单元电阻分量随读出单元磁化方向与流过读出单元的传感器电流方向之间的夹角余弦平方而变化。由于来自记录的磁介质(单场)的外磁场引起读出单元中磁化方向改变，随后引起读出单元电阻改变以及引起探测到的电流或电压相应地改变，所以能从磁介质读出记录的数据。在各种磁多层结构中观察到一种不同的显著磁致电阻，称之为巨磁电阻(GMR)，其基本特征是至少两层铁磁性金属层由非铁磁性金属层所分隔。GMR效应的物理基础是外磁场引起相邻铁磁性层相对取向变化。由此引起与自旋相关的传导电子散射改变以及结构电阻改变。随着铁磁性层磁化相对排列的变化，结构电阻也产生变化。GMR特别有用的一种应用是包括两层由非磁性金属层隔开的非耦合铁磁性层的夹层结构，其中铁磁性层之一的磁化被钉扎。通过把该层淀积在反铁磁层，例如铁-锰(Fe-Me)层上，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁致电阻传感器，包括： 第一铁磁性材料层和第二铁磁性材料层，由非磁性材料的隔离层隔开，外加磁场为零时，所述第一铁磁材料层的磁化方向与所述第二铁磁材料层磁化方向成一角度，第二铁磁性材料层包括第一和第二铁磁膜和位于其间的非磁性反平行耦合膜，该耦合膜与第一和第二铁磁膜接触以使第一和第二铁磁膜反铁磁性地耦合在一起，以致它们的磁化相互反平行地排列，并在有外加磁场时保持反平行； 反铁磁性材料的交换偏磁层，选自氧化镍（Ｎｉ↓［１－ｘ］Ｃｏ↓［ｘ］）Ｏ和（Ｆｅ－Ｍｎ）合金和Ｃｒ的集合，其中Ｘ是０．０－０．５，所述交换偏磁层与第二铁磁层中的一个铁磁膜相邻并接触，当存在外加磁场时使第二铁磁层中的一...

【技术特征摘要】
US 1995-6-30 4973241.一种磁致电阻传感器，包括第一铁磁性材料层和第二铁磁性材料层，由非磁性材料的隔离层隔开，外加磁场为零时，所述第一铁磁材料层的磁化方向与所述第二铁磁材料层磁化方向成一角度，第二铁磁性材料层包括第一和第二铁磁膜和位于其间的非磁性反平行耦合膜，该耦合膜与第一和第二铁磁膜接触以使第一和第二铁磁膜反铁磁性也耦合在一起，以致它们的磁化相互反平行地排列，并在有外加磁场时保持反平行；反铁磁性材料的交换偏磁层，选自氧化镍(Ni1-xCox)O和(Fe-Mn)合金和Cr的集合，其中X是0.0-0.5，所述交换偏磁层与第二铁磁层中的一个铁磁膜相邻并接触，当存在外加磁场时使第二铁磁层中的一个铁磁膜的磁化保持在一个固定方向，从而当外加磁场存在时第一层的磁化可自由旋转的同时，第二层中的第一和第二铁磁膜的磁化方向保持固定及相互反平行。2.根据权利要求1的磁致电阻传感器，其特征在于包括基片，而反铁磁性材料的交换偏磁层形成在该基片上。3.根据权利要求2的磁致电阻传感器，其特征在于包括位于基片与交换偏磁层之间的籽晶层。4.根据权利要求2的磁致电阻传感器，其特征在于基片是磁致电阻屏蔽。5.根据权利要求1的磁致电阻传感器，其特征在于交换偏磁层基本上由氧化镍构成。6.根据权利要求1的磁致电阻传感器，其特征在于第二铁磁层中的非磁性反平行耦合膜基本上由Ru构成。7.根据权利要求2的磁致电阻传感器，其特征在于Ru膜厚度在约2-8A的范围。8.根据权利要求1的磁致电阻传感器，其特征在于第二铁磁层中的第一和第二铁磁膜由选自Co、Fe、Ni及其合金的集合中的材料制成，第二铁磁层中的非磁性反平行耦合膜由选自Ru、Cr、Rh、Ir及其合金的集合中的材料制成。9.根据权利要求8的磁致电阻传感器，其特征在于第二铁磁层中的第一和第二铁磁膜基本上由钴构成。10.根据权利要求1的磁致电阻传感器，其特征在于第二铁磁层的净磁矩基本为零。11.根据权利要求1的磁致电阻传感器，其特征在于第二铁磁层中的第一和第二铁磁膜的厚度基本上相同。12.一种自旋阀磁致电阻传感器，包括基片；反铁磁性材料的交换偏磁层，选自氧化镍(Ni1-xCox)O和(Fe-Mn)合金和Cr的集合，其中X是0.0-0.5，交换偏磁层形成在基片上；叠层的反平行钉扎层，与交换偏磁层相邻，叠层的反平行钉扎层包括与交换偏磁层相邻并反铁磁性地耦合的第一铁磁膜、第二铁磁膜和位于第一和第二铁磁膜之间并与其接触的反平行耦合膜，该耦合膜使第一和第二铁磁膜反铁磁性地耦合在一起，以致它们的磁化相互反平行地排列，当外加磁场存在时第一和第二铁磁膜的磁化保持反平行并被交换偏磁层所钉扎；非磁性隔离层，与叠层的反平行层的第二铁磁膜相邻；自由的铁磁性层，与隔离层相邻接触，当不存在外加磁场时其易磁化轴通常垂直于叠层的反平行钉扎层中的第一和第二铁磁膜的磁化轴。13.根据权利要求12的自旋阀磁致电阻传感器，其特征在于包括位于基片和交换偏磁层之间的籽晶层。14.根据权利要求12的自旋阀磁致电阻传感器，其特征在于基片是磁致电阻屏蔽。15.根据权利要求12的自旋阀磁致电阻传感器，其特征在于交换偏磁层基本由氧化镍构成。16.根据权利要求12的...

【专利技术属性】
技术研发人员：小RE冯塔纳，BA古尔尼，T林，VS施佩里奥苏，CH曾，DR韦尔霍特，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]