SFB 653 - L3 - Lesen und Schreiben magnetisch gespeicherter Daten

Im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 653 „Gentelligente Bauteile im Lebenszyklus“ im Teilprojekt L3 wird ein Verfahren zur magnetischen Speicherung von Daten auf der Oberfläche magnetischer Bauteile in einer industriellen Fertigungsumgebung erforscht. Als Speichermedium soll magnetisches (Mg) verwendet werden, bei dem in eine Mg-Matrix hartmagnetische Partikel (γ-Fe₂O₃) eingebettet sind. Die Datenspeicherung erfolgt hierbei induktiv mit einem Magnetschreibkopf, der in einem geringen Abstand zur Probenoberfläche positioniert wird und eine magnetische Datenspur (Abb. 1) erzeugt. Ein Hauptziel ist eine Weiterentwicklung des Magnetschreibkopfes um hohe Aufzeichnungsdichten zu erreichen. Hierzu erfolgt die Modifizierung des Luftspaltbereichs, deren Einfluss mittels FEM-Simulation analysiert wird. Für den spaltnahen Kernteil kommt ein Material mit möglichst hoher Sättigungsflussdichte zum Einsatz, wie z.B. das in der Datentechnik verwendete AlFeSil oder CoFe. Zum Auslesen der geschriebenen Daten werden zwei Verfahren untersucht. Bei dem ersten erfolgt das Auslesen der gespeicherten Daten durch Feldsensoren, die den anisotropen magnetoresistiven Effekt (AMR) oder Riesenmagnetowiderstandseffekt (GMR) nutzen (Abb. 2). Dieses Verfahren ist zur Verifizierung der geschriebenen Daten („Read-after-Write“) sehr gut geeignet. Der Sensor kann direkt in das Schreibsystem integriert werden. Das zweite reguläre Leseverfahren basiert auf dem magneto-optischen Kerr-Effekt (MOKE). Während für das „Read-after-Write“-Verfahren ein Kontakt zwischen Sensor und dem Bauteil notwendig ist, ermöglicht das magneto-optische Verfahren ein Auslesen auf Entfernung (Abb. 3). Dazu wird eine weichmagnetische Deckschicht (Keeperschicht) eingesetzt, um die Magnetisierung der Magnetpartikel im Magnesium widerzuspiegeln. Hauptziel ist, die Schichteigenschaften so zu modifizieren, dass eine Auslesung der geschriebenen Bitmuster bei möglichst großen Schichtdicken mittels MOKE möglich ist.