Для воспроизведения записанной информации применяются магнитные головки, которые называются воспроизводящими. Их устройство такое же, как и головок записи. В накопителях на магнитных дисках в основном используются универсальные головки, то есть устройства, с помощью которых осуществляются как запись, так и воспроизведение информации. Считывание информации происходит при движении магнитного носителя относительно головки воспроизведения. В этих условиях часть магнитного потока от участков носителя замыкается через сердечник магнитной головки. Во время движения носителя перед зазором головки проходят участки с противоположной ориентацией намагниченности. Поэтому магнитный поток в сердечнике периодически изменяется и в обмотке головки наводится ЭДС (выходной сигнал). Таким образом, статическое распределение намагниченности в магнитном слое носителя преобразуется в электрический сигнал.
В технике магнитной записи используются два вида магнитных дисков: жесткие и гибкие. Жесткий магнитный диск представляет собой круглую подложку толщиной около 1,5 мм, на обе стороны которой нанесен магнитный рабочий слой. Толщина ферролаковых рабочих слоев 1-3 мкм, сплошных металлических слоев - до 1 мкм. Информация на дисках записывается на дорожках, представляющих замкнутые концентрические окружности.
Накопители на магнитных дисках относятся к запоминающим устройствам с произвольной выборкой информации. Это значит, что для отыскивания и выборки заданной информации не требуется последовательно считывать всю предшествующую информацию, как это надо делать на магнитных лентах [Василевский Ю.А.,1989]. В результате существенно уменьшается время доступа к содержащейся на дисках информации.
Особенно широкое применение в компьютерной технике получили гибкие магнитные диски (ГМД). Они используются для записи программ, обработки результатов, расчетов и различных измерений. Уже первое применение ГМД выявило их достоинства: простоту смены дисков, малые габариты, удобство обращения, хранения и транспортирования. Продольная плотность записи информации на современных гибких дисках с рабочим слоем, содержащим ферропорошок  , около 400 бит/мм. В перспективе плотность записи на ГМД может быть доведена до 2000 бит/мм [Котов Е.П., Руденко М.И.,1990].
Если в 70-е годы в технике магнитной записи монопольное положение занимали носители магнитной записи с ферролаковым рабочим слоем, то сейчас создаются и осваиваются в промышленном производстве также магнитоносители с металлизированным рабочим слоем. Применение металлизированных дисков, работающих в паре с интегральными магнитными головками, позволило получить продольную плотность записи, равную 780 бит/мм. Идеальным материалом рабочего слоя для металлизированного диска представляется сплошная (беспористая) пленка ферромагнитного материала толщиной несколько десятков нанометров [Котов Е.П., Руденко М.И.,1990].
Использование магнитных дисков с металлизированным рабочим слоем в перспективе позволит многократно повысить информационную емкость дисковых магнитоносителей. Особенно повышается роль металлизированных слоев при использовании носителей с перпендикулярной записью информации, позволяющей существенно повысить плотность записи.
Этот метод записи применяется на пленках, обладающих перпендикулярной анизотропией, то есть на образцах, у которых ось легкого намагничивания направлена перпендикулярно их поверхности (рис. 5). Он основан на использовании зависимости некоторых параметров пленки от ее температуры. Пленка предварительно намагничивается до насыщения по нормали к ее плоскости (исходное состояние). Затем к ней прикладывается магнитное поле  противоположного направления (рис. 5). Запись информации осуществляется путем нагрева отдельных участков пленки, которая находится в магнитном поле . Нагревание производится кратковременным воздействием лазерного луча. Поле подбирается с таким расчетом, чтобы при отсутствии нагрева пленки его величина была недостаточной для перемагничивания пленки. При достаточно высокой температуре участка пленки происходит существенное изменение его магнитного состояния, например может в 3-4 раза уменьшаться коэрцитивная сила. Это приводит к тому, что нагретые участки пленки будут перемагничиваться. Ненагретые области обладают более высокой коэрцитивной силой и не изменяют своего состояния. То есть при одновременном воздействии лазерного излучения и магнитного поля в рабочем слое носителя формируются области с намагниченностью, ориентированной противоположно направлению  пленки в исходном состоянии. Эти области и представляют собой записанную информацию (рис. 5).
 |
| Рис. 5. Перпендикулярная запись информации на образцах с осью легкого намагничивания, направленной перпендикулярно их поверхности. В средней части рабочего слоя носителя находится перемагниченный участок
|
Минимальные размеры области, соответствующей одному биту информации, определяются диаметром сфокусированного светового луча [Бенедичук И.В., Введенский Б.С., 1987]. Векторы намагниченности в перемагниченных участках направлены по нормали к плоскости пленки. Следовательно, разноименные полюсы перемагниченных участков расположены на противоположных сторонах рабочего слоя носителя. Поэтому магнитные поля от соседних неперемагниченных участков будут стабилизировать состояние перемагниченного участка. Это позволяет заметно уменьшить минимальные размеры стабильных доменов. В результате перпендикулярная запись обеспечивает в несколько раз более высокую плотность записи по сравнению с продольной. Следует отметить, что пленки с перпендикулярной анизотропией используются и в магнитной записи. Считывание информации осуществляется магнитооптическим методом или индукционным с помощью магнитных головок. При использовании магнитооптического метода считывания лазерный луч направляется на поверхность пленки. После отражения луч регистрируется фотоприемником. Благодаря специальному устройству, применяемому в данном случае, интенсивность отраженного луча, который попадает в фотоприемник, зависит от направления намагниченности в участках пленки. Это позволяет определить намагниченные и перемагниченные области магнитного носителя. В качестве рабочего слоя у магнитооптических носителей могут использоваться аморфные пленки, полученные из сплавов редкоземельных элементов (тербий, гадолиний, диспрозий) с переходными металлами (железо, кобальт).
В последнее время вычислительная техника необычайно широко внедряется в различные сферы жизни общества. Достаточно сказать, что электронно-вычислительные машины используются при автоматизации различных производственных процессов, решении социально-экономических задач, в науке, образовании, медицине и т.д. Разнообразное применение вычислительной техники стимулирует ее быстрое развитие и дальнейшее совершенствование запоминающих устройств (ЗУ), на которых осуществляются запись и хранение информации. Улучшение качества ЗУ непосредственно связано с повышением плотности записи информации, увеличением их информационной емкости.
Большую роль в решении этой задачи играет применение в ЗУ тонких магнитных пленок. В статье описаны особенности поведения доменной структуры пленок в магнитном поле, которые позволяют лучше представить процесс записи информации в ЗУ на магнитных лентах и дисках.
При объяснении процессов перемагничивания тонких магнитных пленок, принципа записи и считывания информации использовались физические термины, понятные не всем читателям. Поэтому автор рекомендует сначала ознакомиться с содержанием статьи [Казаков В.Г.,1997], посвященной описанию структуры и магнитных свойств тонкопленочных магнитных образцов.
Написать комментарий
|
