专利名称：基于磁电效应的多铁性复合薄膜读取磁头的制作方法
技术领域：
本发明属于多铁性磁电复合薄膜制备及应用领域，涉及一种简单结构多铁性复合薄膜， 及使用基于这种新型多铁性薄膜的磁电效应的读取磁头应用。
技术背景广义的磁传感器，就是把磁场、电流、应力应变、温度、光等引起敏感元件磁性能的变 化转换成电信号，以这种方式来检测相应物理量的器件。 一般的磁传感器是用来检测磁场的 存在，测量磁场的强度，确定磁场的方向，或确定磁场的强度方向是否有变化的器件。随着 信息工业、交通运输、医疗仪器等的迅速发展，磁传感器得到了越来越广泛的应用，也对磁 传感器微型化、灵敏度、使用范围、成本和制备工艺等提出了更高的要求。目前，磁传感器 最为重要的应用是磁存储器件中的读取磁头。20世纪90年代中期，读取磁头主要采用薄膜 感应(TEI)读取磁头，它实际上是绕线的磁芯，磁记录介质在绕线的磁芯下通过时会在磁头 上产生感应电压；近年来，薄膜磁阻(MR)读取磁头得到了迅速的发展和应用。根据薄膜磁 阻读取磁头的工作原理不同，还可以细分为各向异性磁阻(AMR)读取磁头、巨磁阻(GMR) 读取磁头和巨磁阻自旋阀(SV)或隧道阀(TV)读取磁头，采用这些工作原理制造的读取磁 头能够从存储密度越来越大的磁记录介质中读取信息。其中，巨磁阻(GMR)读取磁头104 在磁记录读取领域目前得到了广泛应用。实际应用的磁头典型构造如图1所示，它包含了一 个感应线圈式磁写单元106、 一个巨磁阻(GMR)读取磁头104、 一个前磁屏蔽靴102和一 个后磁屏蔽靴103，其中缠绕在磁写单元106上的是导电线圈105，磁头下方是磁记录介质 101。但是采用磁阻效应制造的读取磁头在工作中一般需要通过一定方式施加偏置磁场，导致 其结构较为复杂，例如典型的巨磁阻(GMR)读取磁头是由4层导电材料和磁性材料薄膜构 成的，包括一个磁性的栓层201、 一个非导电中介层202、 一个交换层203和一个传感层204， 如图2所示。同时薄膜磁阻读取磁头在工作过程中采用电流探测方式感知电阻变化，具有比 较高的能耗，不利于便携设备的长时间使用。近年来，人们致力于发展具有磁电效应的新型功能复合材料——多铁性磁电复合材料用 于磁场探测。磁电效应是指施加磁场引起电极化变化的效应，或者施加电场引起磁极化变化 的效应。磁电转换系数是衡量磁电材料性能的主要指标。磁电复合材料探测磁场的原理是利 用磁电效应，将磁场的变化转变为电极化的变化，进而得到输出电压的变化进行测量。磁电 复合材料一般由具有压电效应的压电材料和磁致伸縮效应的磁性材料复合而成。目前，对于 磁电复合材料用于磁场探测的研究主要针对块体复合磁电材料开展，样品一般体积较大，与现有磁记录设备中读取磁头不匹配，不能用于读取磁头，同时进行磁场探测时还需要外加直 流偏置磁场。采用物理或者化学的方法制备多铁性磁电复合薄膜，在合适的工艺条件下可以 使其具有磁电效应。2004年，美国马里兰大学的Zheng H等人用脉冲激光沉积的方法制备了 钛酸钡(BaTi03)和钴铁氧体(CoFe204)的复合薄膜，其中钴铁氧体(CoFe204)的纳米柱 子镶嵌在钛酸钡(BaTi03)的基体中形成1-3结构。他们通过测量样品磁化强度随温度的变 化证实了复合薄膜具有磁电效应。最近，新加坡国立大学的Ma等人用脉冲激光沉积的方法 制备了锆钛酸铅(Pb(Zrfl52Ti,)03)和镧锶锰氧(Lac.7SrQ.3Mn03)的复合薄膜，其中锆钛酸 铅(Pb(Zrfl.52Ti,)03)和镧锶锰氧(LaG.7Sr().3Mn03)为叠层的结构。他们在施加直流偏置磁 场的情况下直接测量了样品的磁电转换系数，面内磁电转换系数为4.2mV/cmOe。 发明内容本发明针对现有磁阻效应读取磁头需要外加偏置磁场、结构复杂和能耗较高的问题，提 供一种基于磁电效应的多铁性复合薄膜读取磁头。 本发明的技术方案如下一种基于磁电效应的多铁性复合薄膜读取磁头，其特征在于所述的读取磁头采用多铁性磁电复合薄膜，该复合薄膜由生长在基片303上的铁电氧化物层302和磁性层301构成。 本发明的优选技术特征是生长在基片上的铁电氧化物层302为第一层、磁性层301为第二层，形成第一种结构单元304;还可以采用将所述的第一种结构单元304在基片上重复堆叠形成一种磁头结构，或者在重复堆叠的第一种结构单元304上面再堆叠一层铁电氧化物层302形成另一种磁头结构。本发明的另一优选技术特征是生长在基片上的磁性层301为第一层，铁电氧化物层302为第二层，形成第二种结构单元305;还可以采用将所述的第二种结构单元305在基片上重复堆叠形成一种磁头结构，或者在复堆叠的第二种结构单元305上面再堆叠一层磁性层301形成又一种磁头结构。上述技术方案中，所述的铁电氧化物层302优选采用钛酸钡(BaTi03)、钛酸铅(PbTi03) 或锆钛酸铅(Pb(Zr， Ti)03);所述的磁性层301优选采用镍铁氧体(NiFe204)、钴铁氧体 (CoFe204)或磁性金属。铁电氧化物层的优选厚度为5 110nm;磁性层的优选厚度为5 画nm。本发明还提供了另一种基于磁电效应的多铁性复合薄膜读取磁头，其特征在于该读取 磁头由生长在铁电氧化物基片上的磁性层构成。 本发明具有以下优点及突出性效果采用多铁性磁电复合薄膜作为磁读取磁头，相比于巨磁阻(GMR)读取磁头，无需外加 偏置磁场，其结构十分简单；由于是采用直接采集电压信号的方式探测磁场，不需要施加驱 动电流，本发明所提出的基于磁电效应的多铁性复合薄膜读取磁头还具有无能耗的特点。
图1:磁头典型构造示意图。图2:巨磁阻(GMR)读取磁头典型结构示意图。图3:基于磁电效应的多铁性复合薄膜读取磁头结构示意图，(a)磁性层/铁电层/基片， (b)铁电层/磁性层/基片，(c)(磁性层/铁电层)n/基片，n为正整数，(d)(铁电层/磁性层V 基片，n为正整数，(e)铁电层/(磁性层/铁电层V基片，n为正整数，(f)磁性层/(铁电层/磁 性层V基片，n为正整数，(g)磁性层/铁电基底图4:复合薄膜磁电测试示意图，(a)为侧视图，(b)为主视图。微扰交流磁场3Hac的 方向如图中箭头所示。图5:复合磁电薄膜模拟读取磁头示意图。图6: 1000Hz下，实施例1的磁电响应5V随微扰磁场5Hae幅值的变化关系。图7: 1000Hz下，实施例2的磁电响应SV随微扰磁场5Hac幅值的变化关系。图8: 1000Hz下，实施例3的磁电响应5V随微扰磁场5Hae幅值的变化关系。图9: 1000Hz下，实施例4的磁电响应SV随微扰磁场5Hae幅值的变化关系。图10: 1000Hz下，实施例5的磁电响应SV随微扰磁场5Hae幅值的变化关系。图11: 1000Hz下，实施例6的磁电响应5V随微扰磁场5H^幅值的变化关系。图12: 1000Hz下，实施例7的磁电响应5V随微扰磁场SHae幅值的变化关系。图13: 1000Hz下，实施例8的磁电响应SV随微扰磁场5Hae幅值的变化关系。图14: 1000Hz下，实施例9的磁电响应5V随微扰磁场5Hac幅值的变化关系。图15: 1000Hz下，实施例10的磁电响应SV随微扰磁场5HaJ高值的变化关系。图16: 1000Hz下，实施例11的磁电响应SV随微扰磁场5Hac幅值的变化关系。图17:无外加直流偏置磁场情况下，实施例3在频率为1000Hz的方波交流磁场SHac作用下的磁电响应。图18:无外加直流偏置磁场情况下，实施例3在频率为1000 Hz的正弦波交流磁场SHac 作用下的磁电响应。图19:无外加直流偏置磁场情况下，实施例3在频率为1000Hz的任意波交流磁场5Hac 作用下的磁电响应。图20:无外加直流偏置磁场情况下，实施例3在频率为500 Hz的方波交流磁场5Hm作 用下的磁电响应。图21:无外加直流偏置磁场情况下，实施例3在频率为500 Hz的正弦波交流磁场SHac 作用下的磁电响应。图22:无外加直流偏置磁场情况下，实施例3在频率为500Hz的任意波交流磁场5H^ 作用下的磁电响应。101—磁存储介质；102 —前磁屏蔽靴；103 —后磁屏蔽靴；104—巨磁阻(GMR)读取磁头；105 —导电线圈；106—磁存储介质；201-磁性的栓层；202 —非导电中介层；203 —交换层；204 —个传感层；301—磁性层；302 —铁电氧化物层；303 —基片；304 —第一种结构单 元；305 —第二种结构单元；306 —铁电基片；401—铂顶电极；402—多铁性薄膜；403 —导电基片；404 —银(Ag)线；405 —测试夹具；406 —锁相放大器；407—示波器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构、磁电性能测试方法作进一步的描述。图3为本发明提供的基于磁电效应的多铁性复合薄膜读取磁头结构示意图。该读取磁头 采用多铁性磁电复合薄膜，该复合薄膜由生长在基片303上的铁电氧化物层302和磁性层 301构成，其结构可以有多种方案。 一种是生长在基片303上的铁电氧化物层302为第一层、 磁性层301为第二层，形成第一种结构单元304 (如图3 (a)所示)；还可以采用将所述的 第一种结构单元304在基片上重复堆叠形成一种磁头结构(如图3 (c)所示)，或者在重复 堆叠的第一种结构单元304上面再堆叠一层铁电氧化物层302形成另一种磁头结构(如图3 (e)所示)。本发明的另一技术方案是生长在基片上的磁性层301为第一层，铁电氧化物层302为 第二层，形成第二种结构单元305 (如图3 (b)所示)；还可以采用将所述的第二种结构单 元305在基片上重复堆叠形成一种磁头结构(如图3 (d)所示)，或者在复堆叠的第二种结 构单元305上面再堆叠一层磁性层301形成又一种磁头结构(如图3 (f)所示)。上述技术方案中，所述的铁电氧化物层(302)优选釆用钛酸钡(BaTiO3)、钛酸铅(PbTiO3) 或锆钛酸铅(Pb(Zr。.52Ti。.48)03)等；所述的磁性层(301)优选采用镍铁氧体(NiFe204)、 钴铁氧体(CoFe204)或四氧化三铁(Fe304)等。铁电氧化物层的一般优选厚度为5 110nm; 磁性层的一般优选厚度为5 100nm。本发明提供的另一种基于磁电效应的多铁性复合薄膜读取磁头是由生长在铁电氧化物 基片306上的磁性层301构成((如图3 (g)所示)。本发明采用脉冲激光沉积的方法制备多铁性磁电复合薄膜，使用的铁电材料靶材为钛酸 钡(BaTi03)，还可以选用钛酸铅(PbTi03)、锆钛酸铅(Pb(Zra52Tio.48)03)等其他铁电氧化 物材料，磁性材料耙材选用镍铁氧体(NiFe204)，还可以选用钴铁氧体(CoFe204)、四氧化 三铁(Fe304)等其他磁性材料，基片选用钛酸锶(SrTi03)基片，也可以选用其他基片。 除此而外，还可以直接采用铁电氧化物作为基片，沉积磁性薄膜，形成磁电复合结构作为读 取磁头。脉冲激光沉积系统是商业化生产的薄膜沉积设备。通过基片清洗、靶材基片安装、 基片预处理、靶材清洗、薄膜生长、退火处理的简单步骤，选择合适的工艺参数即可制备出 高质量的多铁性复合薄膜。本发明所提及的基于磁电效应的多铁性复合薄膜读取磁头也可以 通过其他的物理或者化学的方法进行沉积制备。本发明所涉及的多铁性复合薄膜读取磁头的磁电性能测试方法如图4所示，先在多铁性 复合薄膜402表面采用离子溅射的方法沉积上直径约为0.3mm的铂(Pt)顶电极401，然后 将整个样品固定在测试夹具405上，置于微扰交流磁场SHac中；接着通过银(Ag)线404 分别从顶电极401和基片403引出信号；信号通过锁相放大器406处理以后，由示波器407 进行观察和数据采集。磁电性能测试时，面外测试模式和面内测试模式微扰交流磁场SHac 方向分别为平行和垂直多铁性复合薄膜402法线方向，如图4(a)、 (b)所示。下面举出几个实施例对本发明做进一步的说明。实施例1采用脉冲激光沉积的方法，在(001)取向的钛酸锶(SrTi03)基片上沉积多铁性复合薄膜， 第一层沉积钛酸钡(BaTi03)，第二层沉积镍铁氧体(NiFe204)，形成如图3 (a)所示结构。 钛酸钡(BaTi03)层的厚度为110nm，镍铁氧体(NiFe204)层厚度为40nm。在微扰磁场SHac的频率为IOOOHZ时，磁电响应SV随微扰磁场SHae幅值的变化关系如图6所示，由弥=0(t为薄膜厚度)计算得出该多铁性复合薄膜读取磁头的面内磁电转换系数为39.2 mV/cm Oe， 面外磁电转换系数为43.9 mV/cm Oe。 实施例2采用脉冲激光沉积的方法，在(001)取向的钛酸锶(SrTi03)基片上沉积多铁性复合薄膜， 第一层沉积镍铁氧体(NiFe204)，第二层沉积钛酸钡(BaTi03)，形成如图3 (b)所示结构。 镍铁氧体(NiFe204)层的厚度为40nm，钛酸钡(BaTi03)层厚度为75 nm。在微扰磁场SHac 的频率为1000Hz时，磁电响应SV随微扰磁场SHac幅值的变化关系如图7所示，由站=<5K/(^。c /)(t为薄膜厚度)计算得出该多铁性复合薄膜读取磁头的面内磁电转换系数为4.9mV/cmOe， 面外磁电转换系数为5.3 mV/cm Oe。实施例3采用脉冲激光沉积的方法，在(lll)取向的钛酸锶(SrTiCb)基片上沉积多铁性复合薄膜， 第一层沉积钛酸钡(BaTi03)，第二层沉积镍铁氧体(NiFe204)，形成如图3 (a)所示结构。 钛酸钡(BaTi03)层的厚度为100 nm，镍铁氧体(NiFe204)层厚度为30 nm。在微扰磁场SHac 的频率为1000Hz时，磁电响应5V随微扰磁场SHac幅值的变化关系如图8所示，由站=JF/(报ac 0 (t为薄膜厚度)计算得出该多铁性复合薄膜读取磁头的面内磁电转换系数为44 mV/cm Oe， 面外磁电转换系数为79 mV/cm Oe。实施例4采用脉冲激光沉积的方法，在(lll)取向的钛酸锶(SrTi03)基片上沉积多铁性复合薄膜， 第一层沉积镍铁氧体(NiFe204)，第二层沉积钛酸钡(BaTi03)，形成如图3 (b)所示结构。镍铁氧体(NiFe204)层的厚度为30nm，钛酸钡(BaTi03)层厚度为100 nm。在微扰磁场SHac 的频率为1000Hz时，磁电响应SV随微扰磁场5Hae幅值的变化关系如图9所示，由站=&7(<5//。c /) (t为薄膜厚度)计算得出该多铁性复合薄膜读取磁头的面内磁电转换系数为31 mV/cmOe， 面外磁电转换系数为37 mV/cm Oe。 实施例5采用脉冲激光沉积的方法，在(001)取向的钛酸锶(SrTi03)基片上沉积多铁性复合薄膜， 第一层沉积钛酸钡(BaTi03)，第二层沉积镍铁氧体(NiFe204),形成如图3 (a)所示结构。 钛酸钡(BaTi03)层的厚度为30 nm，镍铁氧体(NiFe204)层厚度为100 nm。在微扰磁场SHac 的频率为1000Hz时，磁电响应SV随微扰磁场SHac幅值的变化关系如图10所示，由邻= W/^H。c 0 (t为薄膜厚度)计算得出该多铁性复合薄膜读取磁头的面内磁电转换系数为22.3 mV/cm Oe，面外磁电转换系数为28.4 mV/cm Oe。实施例6采用脉冲激光沉积的方法，在(001)取向的钛酸锶(SrTi03)基片上沉积多铁性复合薄膜， 第一层沉积钛酸钡(BaTi03)，第二层沉积钴铁氧体(CoFe204)形成如图3 (a)所示结构。 钛酸钡(BaTi03)层的厚度为70 nm，钴铁氧体(CoFe204)层厚度为20 nm。在微扰磁场5Hac 的频率为1000Hz时，磁电响应SV随微扰磁场5Hac幅值的变化关系如图11所示，由&= W/(5^。c (t为薄膜厚度)计算得出该多铁性复合薄膜读取磁头的面内磁电转换系数为66 mV/cmOe，面外磁电转换系数为104mV/cm Oe。实施例7采用脉冲激光沉积的方法，在(001)取向的钛酸锶(SrTi03)基片上沉积多铁性复合薄膜， 第一层沉积钛酸钡(BaTi03)，第二层沉积镍铁氧体(NiFe204)，形成第一种结构单元，第一 种结构单元重复堆叠2次，形成如图3(c)所示结构。每层钛酸钡(BaTi03)层的厚度为5nm， 每层镍铁氧体(NiFe204)层厚度为5 nm。在微扰磁场SHae的频率为1000Hz时，磁电响应SV 随微扰磁场SHae幅值的变化关系如图12所示，由侮=<^/(<5//。^) (t为薄膜厚度)计算得出该 多铁性复合薄膜读取磁头的面内磁电转换系数为12.5 mV/cm Oe，面外磁电转换系数为16.8 mV/cm Oe。实施例8采用脉冲激光沉积的方法，在(001)取向的钛酸锶(SrTi03)基片上沉积多铁性复合薄膜， 第一层沉积镍铁氧体(NiFe204)，第二层沉积钛酸钡(BaTi03)，形成第二种结构单元，第二 种结构单元重复堆叠4次，形成如图3 (d)所示结构。每层钛酸钡(BaTi03)层的厚度为5 nm，每层镍铁氧体(MFe204)层厚度为5 nm。在微扰磁场5Hae的频率为1000Hz时，磁电响应SV 随微扰磁场SHac幅值的变化关系如图13所示，由站=5P7(设f。c 0 (t为薄膜厚度)计算得出该 多铁性复合薄膜读取磁头的面内磁电转换系数为7.8 mV/cm Oe，面外磁电转换系数为9.2 mV7cm Oe。 实施例9采用脉冲激光沉积的方法，在(001)取向的钛酸锶(SrTi03)基片上沉积多铁性复合薄膜， 第一层沉积钛酸钡(BaTi03)，第二层沉积镍铁氧体(NiFe204)，形成第一种结构单元，第一 种结构单元重复堆叠3次，再堆叠一层钛酸钡(BaTi03)，形成如图3 (e)所示结构。每层 钛酸钡(BaTi03)层的厚度为lOnm，每层镍铁氧体(NiFe204)层厚度为5 nm。在微扰磁场 SHac的频率为1000Hz时，磁电响应5V随微扰磁场SHac幅值的变化关系如图14所示，由站= W/(说/"c ,) (t为薄膜厚度)计算得出该多铁性复合薄膜读取磁头的面内磁电转换系数为13.6 mV/cmOe，面外磁电转换系数为14.9 mV/cm Oe。实施例10采用脉冲激光沉积的方法，在(001)取向的钛酸锶(SrTi03)基片上沉积多铁性复合薄膜， 第一层沉积镍铁氧体(NiFe204)，第二层沉积钛酸钡(BaTi03)，形成第二种结构单元，第二 种结构单元重复堆叠2次，再堆叠一层镍铁氧体(NiFe204)，形成如图3 (f)所示结构。每 层钛酸钡(BaTi03)层的厚度为10nm，每层镍铁氧体(NiFe204)层厚度为10nm。在微扰磁 场5Hac的频率为1000Hz时，磁电响应SV随微扰磁场SHac幅值的变化关系如图15所示，由 e= 5K/( /ac 0 (t为薄膜厚度)计算得出该多铁性复合薄膜读取磁头的面内磁电转换系数为 10.2mV/cmOe，面外磁电转换系数为12.6mV/cmOe。实施例11采用脉冲激光沉积的方法，在抛光钛酸钡(BaTi03)基片上沉积镍铁氧体(NiFe204)， 形成如图3 (g)所示结构。镍铁氧体(NiFe204)层厚度为30nm。在微扰磁场SHae的频率为 1000Hz时，磁电响应SV随微扰磁场5Hae幅值的变化关系如图16所示，由弥=JF/(没^ 0 (t 为薄膜厚度)计算得出该多铁性复合薄膜读取磁头的面内磁电转换系数为13.3 mV/cm Oe， 面外磁电转换系数为19.2mV/cmOe。实施例12由于记录数据的不同，在磁记录介质(501)表面上空一定范围内，存在随空间变化的 磁场(502)，当釆用生长在基片(504)上的多铁性复合薄膜(505)作为读取磁头(506)沿 磁记录介质(501)相对运动时，将探测到的磁场变化转变为电信号的变化并通过导线(503)9输出，实现数据的读取，原理示意如图5所示。举例来说，假设有一输入信号&=(0,0, 1,1， 1, 0, 1, 0, 0, 0, 1， 0， 1, 1, 0, 0)，它按照一种较广泛使用的部分响应最大似然(PRML)信道PR4 信道编码为& = (0，0， 1,1,0, 1, 1, 1,1， l，O， 1, 1,0, l,O)后采用非归零(NRZ)格式的写入电流记录 在磁记录介质(501)上。当读取磁头(506)将感应到的磁场(502)的变化信号转变为连续 的电压信号后， 一个均衡器再将连续信号转换成间隔为时间T的分立信号送入维特比 (Viterbi)探测器进行解码，最后还原为输入信号Q。磁记录中磁头读取数据的关键步骤就 是将磁场信号准确转换成电压信号。为模拟多铁性磁电复合薄膜作为读取磁头读取数据的过 程，采用函数信号发生器驱动亥姆赫兹线圈，模拟产生多种类型的磁场(502)信号，将实施 例3中得到的多铁性磁电复合薄膜溅射铂(Pt)电极(401)后按图4所示连线，置于亥姆赫 兹线圈产生的磁场SH中，不施加直流偏置磁场，交流磁场5H平行多铁性复合薄膜表面，改 变交流磁场的波形，包括方波、正弦波、任意波，测试多铁性复合薄膜在不同频率交流磁场 下的电压响应SV，电压信号经锁相放大器(406)处理后通过示波器(407)采集，结果如图 17、图18、图19、图20、图21、图22所示。结果均显示多铁性复合薄膜可以对磁场的变化 做出相应的响应，磁电输出电压信号SV同交流磁场SH具有相同的波形，表明可以用作读取 磁头。其中图19和图22中展示了模拟任意的一个十六位二进制数据w经过上述的编码、写 入，在磁记录介质(501)表面形成变化的磁场(502) 5H，然后经过多铁性磁电复合薄膜 读取磁头转换为电压信号SV的过程，表明对于经过编码的任意波形，该多铁性复合薄膜读 取磁头都可以准确响应。该实施例中的磁电探测灵敏度约为0.5pV/Oe。如果多铁性复合薄膜 读取磁头工作在其谐振频率(GHz范围)附近，灵敏度还将有上百倍的提高。以此推算，采 用基于磁电效应的多铁性复合薄膜读取磁头工作在谐振频率附近，在真实磁盘表面附近(磁 场约lOOOe)将获得毫伏量级的电压信号，完全可作为商用读取磁头。
权利要求
1.一种基于磁电效应的多铁性复合薄膜读取磁头，其特征在于所述的读取磁头采用多铁性磁电复合薄膜，该复合薄膜由生长在基片(303)上的铁电氧化物层(302)和磁性层(301)构成。
2. 按照权利要求l所述的一种基于磁电效应的多铁性复合薄膜读取磁头，其特征在于 生长在基片上的铁电氧化物层(302)为第一层、磁性层(301)为第二层，形成第一种结构 单元(304)。
3. 按照权利要求1所述的一种基于磁电效应的多铁性复合薄膜读取磁头，其特征在于 生长在基片上的磁性层(301)为第一层，铁电氧化物层(302)为第二层，形成第二种结构 单元(305)。
4. 按照权利要求2或3所述的一种基于磁电效应的多铁性复合薄膜读取磁头，其特征在 于铁电氧化物层的厚度为5 110nm;磁性层的厚度为5 100nm。
5. 按照权利要求2所述的一种基于磁电效应的多铁性复合薄膜读取磁头，其特征在于 所述的第一种结构单元(304)在基片上重复堆叠。
6. 按照权利要求3所述的一种基于磁电效应的多铁性复合薄膜读取磁头，其特征在于 所述的第二种结构单元(305)在基片上重复堆叠。
7. 按照权利要求4所述的一种基于磁电效应的多铁性复合薄膜读取磁头，其特征在于 所述的重复堆叠的第一种结构单元(304)上面再堆叠一层铁电氧化物层(302)。
8. 按照权利要求5所述的一种基于磁电效应的多铁性复合薄膜读取磁头，其特征在于 所述的重复堆叠的第二种结构单元(305)上面再堆叠一层磁性层(301)。
9. 按照权利要求1一3所述的一种基于磁电效应的多铁性复合薄膜读取磁头，其特征在 于所述的铁电氧化物层(302)采用钛酸钡(BaTi03)、钛酸铅(PbTi03)或锆钛酸铅(Pb(Zr， Ti)03);所述的磁性层(301)采用镍铁氧体(NiFe204)、钴铁氧体(CoFe204)或磁性金属。
10. —种基于磁电效应的多铁性复合薄膜读取磁头，其特征在于所述的读取磁头由生 长在铁电氧化物基片(306)上的磁性层(301)构成。
全文摘要
一种基于磁电效应的多铁性复合薄膜读取磁头，该读取磁头由生长在基片上的铁电氧化物层和磁性层构成。该读取磁头结构上有多种方案，包括生长在基片上的铁电氧化物层为第一层、磁性层为第二层，形成第一种结构单元；或生长在基片上的磁性层为第一层，铁电氧化物层为第二层，形成第二种结构单元；第一种结构单元在基片上重复堆叠；第二种结构单元在基片上重复堆叠；在基片上重复堆叠的第一种结构单元上面再堆叠一层铁电氧化物层；在基片上重复堆叠的第二种结构单元上面再堆叠一层磁性层以及在铁电氧化物基片上生长一层磁性层。该多铁性复合薄膜读取磁头与传统读取磁头相比具有无需外加偏置磁场、结构简单、无能耗等优点。
文档编号G11B5/31GK101251997SQ20081010381
公开日2008年8月27日 申请日期2008年4月11日 优先权日2008年4月11日
发明者南策文, 毅 张, 峥 李, 林元华, 邓朝勇, 静 马 申请人:清华大学