TDK entwickelt neue Kopftechnologie für Festplatten

Mit der Entwicklung neuer Magnetköpfe, die auf dem Tunneleffekt basieren, will TDK der sich jährlich verdoppelnden Magnetdichte bei Festplatten Rechnung tragen. Die Tunnel-Junction-Köpfe erlauben Aufzeichnungsdichten von 50 GBit/Inch^2 - das Fünf- bis Zehnfache der aktuellen Magnetdichte.

Die Magnetköpfe einer Festplatte lesen das magnetische Feld der einzelnen Speicherzellen auf den Plattern aus. Eine Magnetfeldänderung bewirkt eine Widerstandsänderung im Magnetkopf und wird als logische 0/1 ausgewertet.

Die magnetoresistiven Tunnel-Junction-Köpfe von TDK bestehen aus zwei ferromagnetischen Schichten, die durch eine Isolationsschicht getrennt sind. Der unmagnetische Isolator ist mit 1 nm extrem dünn. Beim Anlegen einer Spannung über die Schichten kann durch den Tunneleffekt ein Strom über die Isolationsschicht fließen.

Die Stärke des Tunnelstroms hängt dabei von der magnetischen Ausrichtung der zwei ferromagnetischen Schichten ab. Sind beide magnetisch parallel ausgerichtet, fließt ein hoher Tunnelstrom. Bei unterschiedlicher Ausrichtung erhöht sich der Widerstand zwischen den Schichten, und der Tunnelstrom ist kleiner. Die Ausrichtung der Schichten zueinander wird dabei durch das magnetische Feld der einzelnen Speicherzellen der Festplatten-Magnetscheibe beeinflusst.

Die Fläche des Tunnelsensors beträgt nur 0,27 Mikron^2. Der Sensor erfährt durch äußere magnetische Einflüsse eine Widerstandsänderung von 31,6 Prozent. Das entspricht der höchsten Widerstandsänderung bei magnetischen Aufzeichnungsverfahren und so kleinen Widerständen. Mit diesen Eckdaten sollen die Tunnel-Junction-Köpfe laut TDK mit Aufzeichnungsdichten von bis zu 50 GBit/inch^2 zuverlässig arbeiten können. Die TDK-Entwicklung soll auch unempfindlicher auf elektrostatische Entladung reagieren als das GMR -Verfahren von IBM.

Während IBM noch vor zwei Jahren die Grenze der GMR-Technologie bei 10 GBit/Inch^2 sah, demonstrierte der Hersteller mittlerweile das Lesen einer Aufzeichnungsdichte von 35,3 GBit/Inch^2 mit GMR-Köpfen. TDK sieht seine Tunnel-Junction-Köpfe aber trotzdem als potenziellen Nachfolger der GMR-Technologie und will in der zweiten Jahreshälfte Samples zur Verfügung stellen. Die Massenproduktion ist für 2002 anvisiert. (cvi)