[发明专利]带有热电冷却装置的磁性写入头

说明书

技术领域

本发明涉及数据存储设备，尤其涉及在数据存储设备中使用的磁性记录头。

背景技术

在磁记录中，记录头被定位在数据存储介质的附近，并且磁头中的写入极产生影响存储介质中磁畴的磁化方向的磁场。为了增大磁性数据存储设备中所存储的数据的面密度，期望增大由记录头产生的写入场。极片材料和记录头与介质之间的距离决定了由介质感知的写入场的大小。头更靠近介质浮飞似乎是增大写入场的当然选择，但是这却留下了极大的工程难题。因此，现在仅有的增大写入场的其它选择是将极尖材料变成拥有较大磁矩(4πM)的铁磁性材料。当前，室温下的最大磁矩是Fe_xCo_1-x合金的2.45T，其中x＝0.5至0.6。这些FeCo合金是在50多年以前发现的，并且仍然是磁矩最高的已知材料。

为了增大写入场，期望增大写入极材料的磁矩。需要能够产生比由现有头设计所产生的写入场更大的写入场的记录头。

发明内容

在第一方面中，本发明提供一种设备，它包括磁性写入极和靠近磁性写入极定位的冷却装置。磁性写入极可包括稀土金属或含有稀土金属的合金。

磁性写入极可包括具有第一磁饱和的第一极片和具有第二磁饱和的第二极片，其中第一磁饱和大于第二磁饱和。

第一极片可具有比第二极片更低的居里温度。冷却装置可靠近第一极片定位，并且可包括例如珀耳帖(Peltier)装置或热离子装置。

在另一方面中，本发明提供一种方法，它包括：使用冷却装置来增大磁性记录头中磁性写入极的一部分的磁矩。

附图说明

图1是若干材料的磁饱和相对于温度的曲线图。

图2和3是珀耳帖冷却装置的示意图。

图4是包括冷却装置的磁性记录头的横截面图。

图5是包括冷却装置的磁性记录头的部分的等轴测角图。

图6是包括冷却装置的磁性记录头的横截面图。

图7是可包括根据本发明构建的记录头的磁盘驱动器形式的磁性存储设备的图示。

具体实施方式

居里温度是铁磁体在没有外部磁场的情况下丧失拥有净磁化的铁磁能力的温度。记录头中的磁性极片在比极片材料的居里温度低的温度下工作。图1是若干材料的磁饱和相对于温度的曲线图。从图1可见，诸如钆(Gd)、钬(Ho)和镝-铑合金(DyRh)的材料呈现室温(300°K)以下的居里温度。

在第一方面中，本发明提供一种磁性记录头，它包括用于将高磁矩的写入极片冷却到其居里温度以下以增大写入极中铁磁材料的有效写入场(4πM)值的冷却装置。该冷却装置可以是可用于将写入极片冷却到环境温度或室温以下的热电冷却装置，诸如珀耳帖装置。

将极片材料冷却到室温以下允许使用通常磁矩比常规FeCo合金大但是拥有低于室温的居里温度的稀土金属和合金。为了增大写入场幅度，本发明的记录头将高磁矩写入极片冷却到低于极材料的居里温度的温度，从而自然增大了4πM值。通过增大写入极中4πM幅度，则无需改变介质设计、保护性外涂层和润滑剂。

将极片材料冷却到室温以下的优点可通过使用图1所示的磁化相对于温度的曲线图来描述。对于各种不同铁磁金属和合金，以特斯拉(T)为单位的磁化被绘制为温度的函数。在图1所考虑的材料中，FeCo合金具有最高的居里温度(T_c＞1300K)以及室温下(300K)最大的磁矩为2.45T。在室温以下，FeCo的磁化因很高的居里温度而存在可忽略的变化，因为饱和磁化在800K以下开始稳定在几乎恒定的数值上。对于T_c＝620K的纯Ni可以得出相同的结论。显然，当诸如Fe、Co、Ni及其合金的常规铁磁体被冷却到300K以下的温度时，这些材料的磁化并不显著增大。

根据本发明构建的记录头可包括诸如稀土合金的其它铁磁材料。从图1可见，Gd和Ho以及合金DyRh的磁化具有大大高于2.45T的磁矩。然而，较大的磁化仅在比室温低很多的温度下才能实现。因此，由稀土合金组成并保持在室温以下的温度下的记录头写入极片可产生比常规FeCo合金大1.5倍的写入场。

图2是珀耳帖冷却装置10的示意图。珀耳帖冷却装置10包括通过导电体20在第一端16和18电连接的第一和第二材料12和14(在图2中标为A和B)。在材料12和14的第二端26和28设置电触头22和24。将电压源30连接到触头22和24以向该装置提供电流。