MR(MAGNETO-RESITIVEHEAD)即磁阻磁頭的簡稱。MR技術可以更高的實際記錄密度、記錄數據，從而增加硬碟容量，提高數據吞吐率。
基本介紹
- 中文名：磁阻磁頭技術
- 外文名：Magneto－Resistive Head
- 特點：增加硬碟容量，提高數據吞吐率
- 原理：更高的實際記錄密度、記錄數據
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概念
磁阻磁頭技術MR(Magneto－Resistive Head)：
目前的MR技術已有幾代產品。MAXTOR的鑽石三代/四代等均採用了最新的MR技術。磁阻磁頭的工作原理是基於磁阻效應來工作的，其核心是一小片金屬材料,其電阻隨磁場變化而變化,雖然其變化率不足2%,但因為磁阻元件連著一個非常靈敏的放大器,所以可測出該微小的電阻變化。MR技術可使硬碟容量提高40%以上。GMR（GiantMagnetoresistive）巨磁阻磁頭GMR磁頭與MR磁頭一樣，是利用特殊材料的電阻值隨磁場變化的原理來讀取碟片上的數據，但是GMR磁頭使用了磁阻效應更好的材料和多層薄膜結構，比MR磁頭更為敏感，相同的磁場變化能引起更大的電阻值變化，從而可以實現更高的存儲密度，現有的MR磁頭能夠達到的碟片密度為3Gbit－5Gbit/in2（千兆位每平方英寸），而GMR磁頭可以達到10Gbit－40Gbit/in2以上。目前GMR磁頭已經處於成熟推廣期，在今後的數年中，它將會逐步取代MR磁頭，成為最流行的磁頭技術。
磁阻效應
發現
科學界常會發生這樣一種情形，就是當我們專心研究一種現象時，結果卻意外發現了更棒更重要的新現象。
1857 年秋，格拉斯哥大學一間略顯混亂的實驗室里，英國物理學家威廉·湯姆遜正為他的一個實驗結果犯嘀咕呢，當他把一根帶電的導線在磁場中擺動時，導線中的電流居然發生了變化。
後來，湯姆遜試圖對此進行深入研究，但卻遇到了麻煩：不管使用何種材料，或者磁場有多強，電阻值的變化也沒有超過 5 %。這樣的結果讓他略感失望，於是就放棄了。
原理
我們知道，每個電子都帶著一個微小而有南北極的條狀磁鐵，這是電子原有的磁性。通常這些磁鐵的指向不規則，因此對電流沒有影響。但是，當一個帶電的粒子（例如電子）通過磁場時，磁場會對粒子橫向施力，使其軌跡彎曲，磁場夠強的話，甚至能將電子軌跡變為螺旋線。由於電子走的路徑變得長而彎曲，它從材料一端到另一端的運動會變慢，使電流減小、電阻變大。
磁場會彎曲電子的軌跡，巨觀上造成材料的電阻值增加，這就是磁阻效應（ Magnetoresistance effect ） 。可見，磁阻（ MR ）是指在一定磁場下某些材料（不一定是磁性材料）的電阻率會發生變化的一種物理特性。
磁阻是一個相對數值，用電阻變化的百分比來表示：
套用
儘管 100 多年前就發現了磁阻效應，但由於材料的磁阻變化率太小，並未獲得實際套用。直到 1960 年代，真空技術改進了材料磁阻材料純度，獲得了更高的磁阻變化率，磁阻效應才被用於磁芯存儲器中。 1991 年， IBM 公司首次利用磁阻材料製成了 MR 硬碟磁頭。 1998 年， IBM 又推出磁阻變化率更大的 GMR （ Giant MegnetoResistance ，巨磁阻）磁頭，超強的靈敏度，為硬碟存儲密度的提高排除了讀取障礙。
磁阻磁頭讀取磁碟信息的原理是：磁頭掠過碟片時，碟片上小磁極產生的磁場引起磁阻變化，然後通過檢測電路檢測出磁碟數據。圖中UO 為一恆壓源， MR 變化引起電流 i 變化，取樣電阻 R 兩端的電壓 u 反應了電流 i 的變化，作為檢出信號輸出。由於 MR 磁頭在讀數據時檢測的是磁通量大小而不是其變化率，所以其工作的穩定性與碟片的轉速無關，這對提高硬碟轉速十分有利。
頭不僅要檢測磁場的存在，還要測量出它的方向，以區別信息是 “0” 還是 “1” ，僅靠 MR 電阻變化無法檢測出磁場方向，所以使用一個獨立的 MR 磁頭是無法測出磁場的極性的。
實用的 MR 讀出磁頭採用三層結構，一層是讀取磁碟信息的 MR 層，一層是為 MR 層產生偏置場的 SAL （軟相鄰）層，中間一層為間隔層。軟相鄰層負責極化電流，借著改變該層磁場相對於 MR 層磁場的方向，可以調整 MR 層電流流動的難易，提高 MR 磁頭的靈敏度。
當 MR 磁頭掠過不同極性的小磁極時，磁阻的變化能呈現 “ 增 ” 和 “ 減 ” 兩種不同狀態，利用檢測電路便可獲得方向相反的電信號。
PS ：硬碟磁頭先後經歷了亞鐵鹽類磁頭、 MIG 磁頭、薄膜磁頭和 MR 磁頭 4 個階段。前三種磁頭都是讀寫合一的電磁感應式磁頭， MR 磁頭採用分離式結構，寫入磁頭仍沿用傳統的磁感應磁頭，而讀取磁頭則套用了新型的 MR 磁頭，即所謂的感應寫、磁阻讀的讀寫方式。
磁阻磁頭製作方法
使得旋轉閥設備的反鐵磁層和第一鐵磁層之間的交換耦合能以及經由Ru反鐵磁耦合層耦合的第一鐵磁層和第二鐵磁層之間的反鐵磁耦合能增加，從而增加磁阻比例並減小旋轉閥膜的自由層矯頑磁力。在MnPt反鐵磁基礎型合成鐵型旋轉閥膜中，底層、包括MnPt的反鐵磁層、包括CoFe的第一鐵磁層、包括Ru的反鐵磁耦合層、包括CoFe 的第二鐵磁層、包括Cu的中間非磁性層、包括CoFe和NiFe合成膜的自由層以及保護層被堆疊在基底上，並且第一鐵磁層的CoFeX中的 Fe組分被設定為20<X≤50at%。
