При разработке головок с одним рабочим зазором приходится идти на компромисс при выборе его ширины. Дело в том, что для улучшения параметров головки в режиме считывания нужно уменьшать ширину зазора (для увеличения разрешающей способности), а при записи зазор должен быть шире, поскольку при этом магнитный поток проникает в рабочий слой на большую глубину ("намагничивая" его по всей толщине). В магниторезистивных головках с двумя зазорами каждый из них может иметь оптимальную ширину. Еще одна особенность рассматриваемых головок заключается в том, что их записывающая (тонкопленочная) часть формирует на диске более широкие дорожки, чем это необходимо для работы считывающего узла (магниторезистивного). В данном случае считывающая головка "собирает" с соседних дорожек меньше магнитных помех.
Схема типичной магниторезистивной головки IBM показана на рис. 9.5. Здесь представлен весь узел головки вместе с ползунком. Считывающий элемент головки (магниторезистив-ный сенсор) состоит из железоникелевой пленки, отделенной небольшим промежутком от магнитного слоя. Сопротивление этой пленки изменяется в зависимости от магнитного поля. Защитные слои предохраняют сенсор считывающего элемента от "случайных" магнитных полей. В большинстве конструкций вторая защита выполняет функции записывающего элемента. Такой тип головок называют объединенными магниторезистивными головками. Записывающий элемент представляет собой обычную тонкопленочную индуктивную головку.
Рис. 9.5. Поперечное сечение магниторезистивной головки
Считывающий элемент, представляющий собой магниторезистивный сенсор, состоит из железоникелевой (NiFe) пленки, разделенной на участки, промежутки между которыми заполнены магнитномягким слоем. Сопротивление железоникелевой пленки в магнитном поле изменяется. Считывающий элемент магниторезистивного сенсора защищается от разрушительного воздействия соседнего или случайного магнитного поля экранирующим слоем. Во многих конструкциях второй экранирующий слой выполняет также роль одного из полюсов записывающего элемента, который называется объединенной магниторезистивной головкой. Элемент записи представляет собой не магниторезистивный блок, а традиционную тонкопленочную индуктивную головку.
Магниторезистивная головка, созданная компанией IBM, включает в себя конструкцию Soft Adjacent Layer (SAL), состоящую из магниторезистивной железоникелевой пленки, разделенной на отдельные слои, промежутки между которыми заполнены магнитномягким слоем, имеющим высокое электрическое сопротивление. В этой конструкции при прохождении магнитного поля через магниторезистивный сенсор сопротивление железоникелевого слоя изменяется.
С повышением плотности записи магниторезистивные элементы, входящие в головки чтения/записи, становились все меньше и меньше. В современных головках ширина пленки, находящейся между боковыми контактами, составляет полмикрона или даже меньше.
Гигантские магниторезистивные головки
В 1997 году IBM анонсировала новый тип магниторезистивных головок, обладающих намного большей чувствительностью. Они были названы гигантскими магниторезистивными головками (Giant Magnetoresistive — GMR). Такое название они получили на основе используемого эффекта (хотя по размеру были меньше стандартных магниторезистивных головок). Конструкция довольно проста — традиционная магниторезистивная головка, в которой кроме железоникелевого слоя используется еще несколько дополнительных слоев. В магниторези-стивных головках при изменении знака потока, проходящего через магнитный носитель, изменяется сопротивление железоникелевой пленки. В гигантских магниторезистивных головках эту функцию выполняют две пленки, разделенные сверхтонким медным проводящим слоем.