专利名称：由收缩区形成的磁传感器的制作方法
几十年来，磁存储位元一直是通过电磁感应的方式被检测的。最近，巨磁阻(GMR)效应已被用于在磁存储装置中读取信息。磁存储位元的杂散场可使读头中GMR传感器的电阻降低几个百分点。位元越小，所产生的杂散场越弱，从而要求GMR传感器与磁存储位元之间有更好的邻近度。这一点加上人们对于更快读取信息的要求，使得GMR传感器必须具有更高的灵敏度。磁性收缩区可以提供高得多的磁阻灵敏度，最近在西班牙最高科研理事会小系统物理及纳米技术实验室(Laboratorio deFisica de Sistemas Pequenos y Nanotecnologia,Consejo Superiode Investigaciones Cientificas,Spain)所做的实验已经证明这一点。该实验室拥有一些公认的在收缩区量子电导领域的专家。
改变磁性收缩区某一部分的磁状态会导致该收缩区电阻的改变。室温下这一电阻改变可超过100％。本发明利用这一效应检测靠近收缩区并影响其磁性状态的磁性小颗粒的磁状态。
为了实际应用，比如读取磁存储位的信息，将利用微米和纳米加工技术使收缩区微型化。演示实验中由绕在收缩区两部分之一边(无论左或右杆)的线圈提供的磁场将由磁存储位的杂散场所提供。这样一个小磁存储位的杂散场就可以改变收缩区一部分的磁状态，所说的收缩区的这一部分应该较小。
检测磁存储位元的磁状态的一个变通方式是用所说的磁存储位元本身作为收缩区的一部分。这种情况下，磁存储位元应该是导电的。
将收缩区的两个磁性部分用一个非常薄的非磁性导电性材料薄片隔开甚至会更为有利。所说的薄片厚度必须相当于或小于由自旋跳转散射造成的电子自由程。预期这一设置会使收缩区的磁状态对要检测的磁性小颗粒的磁性状态更加高度敏感。
实验演示
图1是用于证明电阻戏剧性变化的实验装置。为了形成收缩区(2)，在调节两个金属杆(1)之间距离的同时监视流过它们的电流。每个金属杆上的线圈(3)提供所需的磁场。所需的仪器为一个I/V(电流-电压)转换器(4)，一个函数发生器(5)和一个数字示波器(6)。示波器记录I/V(电流-电压)转换器的信号，即流过收缩区的电流。第一组实验中左边线圈产生的磁场用来改变左金属杆的磁性状态。
图2是用于形成收缩区的两个金属杆为镍时的实验结果。图2a是测得的流过收缩区的电流，图2b是左边线圈产生的磁场。
图2a表明在这一特例中电流的变化大于200％。
用右边线圈施加磁场改变右杆的磁状态得到类似的结果。
在图3中，一个铜杆取代了上述两个镍杆中的一个，施加磁场时没有观察到电流变化，无论磁场加在铜杆还是镍杆上。
图4是两个金属杆中的一个为带有镍尖头的铜杆时的例子。第二根金属杆为镍，这样收缩区仍然由镍构成。当施加与其他情况下一样的磁场于收缩区两边时，我们再一次观察到巨大的电流变化。这证明了极小量的磁性材料就足以被检测到。
在图5中，两根细铜线被交叉地粘在两根镍杆之间，这样使得收缩区由铜构成。这种情况下当施加与其他情况下一样的磁场时没有观察到电流变化。
由上述结果我们可以很容易区分构成收缩区的材料的磁特性。
权利要求
1.一种检测磁性收缩区磁状态的方法，由于磁状态改变导致的磁性收缩区电阻的变化被用来检测所说的磁状态。
2，通过外加磁场对磁性收缩区磁状态的影响进而对收缩区电阻的影响，收缩区被用作所说外加磁场的传感器。
3.置于某磁性物体如磁存储位元附近的磁性收缩区的电阻被用来检测所说的磁存储位元的磁状态。(图2)
4.磁性收缩区可由一磁性导体与一磁性物体接触构成。磁性物体的磁状态影响磁性收缩区的电阻，磁性收缩区的电阻被用来读取磁性物体的磁状态。
全文摘要
当磁性收缩区(M1,M2)一部分的磁状态变化时,磁性收缩区的电阻会随着改变。室温下这一电阻变化可超过100%.这一效应被提议用来检测会影响磁性收缩区一部分(图2中M1)磁性状态的某一磁性小颗粒,M3,作为磁存储位的磁状态。进一步提议用一小颗粒,M3,构成磁性收缩区的一部分(图3)来读取该小颗粒的磁状态。
文档编号G01R33/06GK1323398SQ9981217
公开日2001年11月21日 申请日期1999年10月1日 优先权日1998年10月8日
发明者尼科拉斯·加西亚·加西亚, 汉斯·海因里希·罗勒, M·穆诺兹桑切兹, Y·赵 申请人:康斯乔最高科学研究公司, 菲辛特克公司