Brevet FR2157876A1 — publié le 19730608

La présente invention se rapporte à un dispositif magnétorésistif perfectionné et vise, en particulier, un tel dispositif qui compense l'effet de la démagnétisation dans l'élément détecteur, permettant ainsi la détection de signaux magnétiques extrêmement faibles. 5 La détection de signaux magnétiques faibles peut être difficile même lorsqu'on utilise une détection magnétorésistive. Par exemple, dans une feuille magnétique oQ des domaines magnétiques cylindriques ("bulles") se propagent et sont détectées par un élément magnétorésistif disposé sur la feuille, il est difficile de détecter les très petites bulles. Comme les 10 densités de tassement s'accroissent dans les applications de ces dispositifs à des mémoires, les dimensions des bulles diminuent et le flux total des domaines décroît. Afin d'avoir un effet sur le vecteur de magnétisation de l'élément détecteur magnétorésistif, le champ magnétique propre moyen issu de ces petites bulles doit surmonter le champ de démagnétisation de l'élément 15 détecteur. En d'autres termes, les domaines ioivent fournir un champ magnétique au moins à peu près égal au champ de démagnétisation H ajouté au champ d d'anisotropie H afin d'obtenir le signal maximum. K A titre d'exemple supplémentaire de la difficulté que présente la détection des petits domaines magnétiques cylindriques, on considérera le cas 20 des domaines dont le diamètre est inférieur à 25p. L'élément détecteur ne peut p as avoir une épaisseur inférieure à environ 100 à 200 A qans qu'il n'en résulte une dégradation de ses caractéristiques de magnétorésistance. Pour obtenir la détection la plus efficace, la largeur (w) de l'élément détecteur dans lequel la magnétisation tourne, est choisie approximativement égale 25 au diamètre (d) de la bulle. Ainsi, le champ de démagnétisation H s'exprime d par la formula H = (t/w) (4irM ), formule dans laquelle t est l'épaisseur d p de l'élément détecteur et w est la largeur de l'élément tandis que est la magnétisation de saturation de l'élément détecteur. Pour un élément détecteur en permalloy ayant les dimensions indiquées, un détecteur [avec une 30 épaisseur de 200Â] pour un domaine de bulle de 5y nécessiterait un champ du domaine supérieur à 40 0e afin de changer la résistance de l'élément détecteur. Cependant, le champ d'un domaine est en général d'environ 10% de la quantité 4ttdans laquelle est la magnétisation de saturation de l'élément 0ei est typiquement de 20 0e. Ainsi, on corrprend aisément que la détection 35 des petits domaines eoit un problème difficile. Dans le milieu des domaines de bulles et dans le milieu des enregistrements magnétiques, l'utilisation d'une polarisation transversale a été proposée pour faciliter la détection des petits signaux magnétiques. Bien que l'utilisation d'une polarisation magnétique transversale sur 40 un élément détecteur magnétorésistif facilite la détection de petits signaux 72 36791 2 2157876 10 magnétiques, la variation totale de résistance de l'élément détecteur reste limitée, étant donné que le seuil de l'élément reste le même. En d'autres termes, étant donné que le champ magnétique propre à détecter est petit par rapport au champ magnétique nécessaire pour saturer l'élément détecteur, la polarisation transversale accroît la variation de résistance de l'élément détecteur pour le faible signal appliqué bien qu'elle ne fournisse pas la variation de résistance maximale qui serait obtenue si un champ magnétique ayant une force égale au champ de saturation était disponible. Afin d'éliminer ces problèmes, l'invention propose d'abaisser le seuil de l'élément détecteur magnétorésistif de sorte qu'il puisse détecter de faibles signaux magnétiques et fournir un signal d'amplitude maximal. En d'autres termes, un champ de polarisation transversal n'est plus nécessaire et le s ignal maximal disponible provenant de l'élément détecteur magnétorésistif est équivalent à celui qui serait obtenu si un signal magnétique, ayant une grandeur suffisante pour saturer le détecteur étaidisponible. Comme il apparaîtra à la lecture de la description qui suivra, l'invention peut Être utilisée à la fois dans lé milieu des domaines magnétiques cylindriques et dans le milieu des enregistrements magnétiques et pour toute application dans laquelle des petits signaux magnétiques doivent être détectés. En conséquence, l'un des objets principaux de cette invention est de réaliser un dispositif détecteur magnétorésistif perfectionné pour la détection de signaux magnétiques très petits. Un autre objet de cette invention est de réaliser la détection magnéto-résistife de façon perfectionnée, de très petits signaux magnétiques, sans 25 qu'il soit nécessaire d'utiliser un champ de polarisation transversal. Un autre objet de cette invention est de réaliser un dispositif détecteur magnétorésistif perfectionné pour de très petits signaux magnétiques qui soit facilement fabriqué par des techniques classiques. Un autre objet de cette invention est de réaliser un élément détecteur 30 magnétorésistif pour la détection de petits champs magnétiques dans lequel les effets contraires de la démagnétisation à l'intérieur de l'élément détecteur, sont composés. Un autre objet de cette invention est de réaliser un dispositif détecteur magnétorésistif perfectionné ayant un signal de sortie maximal même lorsqu'il détecte des champs magnétiques d'une grandeur inférieure au champ de saturation classique pour de tels éléments détecteurs. L'invention a encore pour objet de réaliser un dispositif détecteur magnétorésistif perfectionné dans lequel le seuil magnétique de l'élément détecteur est abaissé. Selon l'invention, il est prévu un dispositif détecteur magnétorésistif 40 72 36791 3 2157876 10 qui peut être utilisé pour la détection d'un type quelconque de signaux magnétiques. L'élément détecteur est sensible au flux total contenu dans le signal magnétique à détecter et est particulièrement approprié à une utilisation dans le milieu des domaines magnétiques cylindriques (bulles) où de très petits domaines cylindriques doivent être détectés. Le dispositif détecteur est également utilisable pour détecter des signaux magnétiques à partir de milieux d'enregistrement, tels que des bandes ou disques. D'une façon générale, il est prévu un détecteur magnétorésistif à bas seuil qui produit des signaux de sortie maximaux mSme en réponse à des signaux magnétiques de grandeurs sensiblement inférieurs à celles qui seraient normalement nécessaires pour saturer les éléments détecteurs. D'une façon plus détaillée, le dispositif détecteur magnétorésistif comporte un élément détecteur magnétorésistif qui est situé à proximité du signal magnétique à détecter. L'élément détecteur est constitué par une matière 15 magnétorésistive quelconque. Une matière particulièrement convenable est le permalloy, étant donné que cette matière peut être également utilisée pour propager les domaines dans un milieu à domaines magnétiques. L'élément détecteur magnétorésistif de l'invention est caractérisé en ce qu'il présente un champ magnétique d'anisotropie de forme (H ) forme 30 qui est perpendiculaire au champ d'anisotropie unidirectionnelle (H ). Le K plus grand de ces deux champs d'anisotropie est perpendiculaire à la direction du champ du signal magnétique qui intercepte l'élément détecteur afin d'assurer que le vecteur de magnétisation 1 de l'élément détecteur retourne à sontat de repos, lorsque le champ du signal magnétique est supprimé. Par exemple, 25 si l'élément détecteur est utilisé pour détecter des domaines magnétiques, le plus grand des champs, d'anisotropie de forme et d'anisotropie unidirectionnelle, est dirigé dans une direction sensiblement perpendiculaire au champ propre du dqmaine qui intercepte l'élément détecteur. Ceci assure que le vecteur de magnétisation M de l'élément détecteur, qui tourne lorsque le champ du 30 domaine intercepte l'élément détecteur, retourne à son état de repos lorsque le champ du domaine est absent. L'axe magnétique "facile" de l'élément magnétorésistif peut être soit sensiblement perpendiculaire à la direction du champ du signal magnétique, soit sensiblement parallèle à la direction de ce champ magnétique. En outre, 35 la direction du courant traversant l'élément détecteur magnétorésistif peut être suivant l'axe facile, ou l'axe difficile de l'élément détecteur magnétorésistif. Une source de courant est connectée aux bornes de l'élément détecteur magnétorésistif, cette source de courant fournissant, de référence, un courant 40 de mesurage constant I à travers l'élément détecteur. Etant donné que la 72 36791 4 2157876 10 20 résistance de l'élément détecteur varie lorsque l'élément est intercepté par un champ magnétique, la tension totale aux bornes de l'élément varie également, étant donné que le courant traversant l'élément reste constant. Ainsi, les signaux de tension provenant des éléments détecteurs magnétorésis-tifs sont indicateurs de la présence ou de l'absence de signaux magnétiques. Naturellement, une tension constante peut être appliquée aux bornes des éléments auquel cas des variations du courant constituant les signaux sont détectées lorsque la résistance des éléments varie. Dans un mode de réalisation préférentiel, il est prévu un élément détecteur magnétorésistif de forme non carrée dans lequel l'axe magnétique facile de l'élément est dans une direction parallèle à la petite dimension de l'élément. En conséquence, l'élément magnétorésistif a un seuil qui est (Hformg " H|J • Le champ d'anisotropie de forme HfQrmB est la différence scalaire entre les champs de démagnétistion associés aux directions longue et courte d'un élément détecteur non symétrique. En conséquence des signaux magnétiques plus petits peuvent être détectés, étant donné que le seuil du champ magnétique pour la saturation de l'élément détecteur est abaissé. L'invention, bien que facilement mise en oeuvre lorsqu'un élément détecteur rectangulaire est utilisé, est également applicable avec toute géométrie non symétrique de l'élément détecteur. Tant qu'il existe une anisotropie de forme dans l'élément, elle peut être disposée sensiblement à angle droit de l'anisotropie undirectionnelle. Comme il apparaîtra plus clairement ultérieurement, grâce à cette invention, des éléments détecteurs de formes diverses peuvent être utilisés pour fournir la détection des domaines avec des seuils plus bas que ceux qui sont classiquement présents. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux de l'exposé qui suit, fait en référence aux dessins annexés à ce texte, qui représentent un mode de réalisation préféré de celle-ci. La figure 1A est une représentation schématique d'un élément détecteur magnétorésistif perfectionné ayant un seuil de champ magnétique abaissé, dont l'axe facile est sensiblement parallèle à la direction du signal magnétique appliqué, représenté en combinaison avec un milieu de domaines de bulles. La figure 1B est un schéma de l'élément détecteur de la figure 1A représenté lorsqu'un domaine magnétique cylindrique est présent. La figure 2A est une illustration d'un élément détecteur magnétorésistif, ayant un seuil de champ magnétique abaissé et un axe facile sensiblement perpendiculaire à la direction du champ du signal magnétique, représenté en combinaison avec un milieu de domaines magnétiques. La figure 2B est un schéma de l'élément détecteur de la figure 2A représenté lorsqu'un domaine est présent. 25 30 35 40 72 36791 5 2157876 La figure 3A est une illustration d'un élément détecteur magnétorésistif perfectionné ayant un seuil magnétique abaissé, reorésenté dans un milieu de détection de bande magnétique. La figure 3B est un schéma d'une structure préférée pour l'élément détec-5 teur magnétorésistif de la figure 3A. Le détecteur magnétorésistif de la présente invention utilise un élément détecteur magnétorésistif dans lequel les directions du champ d'anisotropie provoquées par la forme et du champ d'anisotropie intrinsèque sont orthogonaux. Il en résulte que l'importance du champ magnétique extérieur nécessaire 10 pour faire tourner la magnétisation l* de l'élément détecteur est sensiblement réduite. Pour servir de point de départ à l'examen de la présente nvention, il est instructif de considérer les diverses propriétés magnétiques des éléments détecteurs magnétorésistifs qui sont utilisés dans la présente invention. 15 Le champ magnétique d'anisotropie de forme est défini comme étant la différence Scalaire entre les champs de démagnétisation dans les deux sens de l'élément détecteur. En d'autres termes, le chanrp d'anisotropie de forme H est forme la différence H H dans laquelle ces deux quantités sont respecti- d court d long vement les champs de démagnétisation selon les sens court et long de l'élément 20 détecteur. Les champs de démagnétisation H sont des champs qui tendent à d empêcher la rotation du vecteur de magnétisation P de l'élément détecteur dans une direction quelconque à partir de la position de reDos de ce vecteur. En général, le champ magnétique nécessaire pour saturer la magnétisation d'une feuille isotrope dans une direction quelconque est donnée par l'équa-25 tion: H = N M d s dans laquelle N est un facteur de démagnétisation et M est la magnétisation de saturation de la feuille isotrope. Par exemple, pour une pellicule mince ayant une section transversale 30 ellipsoïdale, N est approximativement égal à 4irt/w dans laquelle t = épaisseur de la pellicule w = largeur de la pellicule suivant la direction dans laquelle la saturation doit se produire, avec t « w Il apparaît, en considérant cette expression, que le charrp de démagnétisation s'accroît en grandeur lorsque la largeur de la feuille décroît pour 35 une épaisseur donnée de la feuille magnétique. En conséquence, pour un élément détecteur magnétorésistif de forme rectangulaire, court champ de démagnétisation suivant le sens court, est plus grand que H , charrp de démagné- d long tisation suivant le sens long de l'élément détecteur. Comme mentionné précédemment, tout élément détecteur ayant une géométrie 72 36791 6 2157876 non symétrique peut être utilisé. Dans une pellicule magnétique ayant une anisotropie unidirectionnelle et sans anisotropie de forme, par exemple une pellicule ou film d'étendue infinie, la magnétisation de la pellicule est stable suivant seulement un 5 axe qui est défini comme étant l'axe "facile" de la pellicule. La magnétisation associée à cette anisotropie est le champ magnétique d'anisotropie [H ) K qui est associé à la force qui rétablit le vecteur de magnétisation !* de l'élément détecteur, dans une direction suivant l'axe "facile". Pour un élément détecteur magnétorésistifrj de dimensions finies, le signal magnétique qui provoque la rotation du vecteur de magnétisation M de l'élément, pour changer la résistance de l'élément par l'effet de la magné- torésistive, doit être au moins égal à la somme du champ d'anisotropie de forme H„ et du champ d'anisotropie unidirectionnelle H, . Cependant, forme K lorsque des petits signaux magnétiques doivent être détectés des difficultés 15 se présentent étant données les exigences de seuil |h„ + H, | de l'élément ' forme K1 détecteur. L'élément détecteur a, de préférence, sa longueur perpendiculaire à la direction du signal magnétique, qui est approximativement égale à la largeur efficace du signal magnétique Cdans le cas d'un domaine de bulles, la longueur du détecteur dans lequel la magnétisation tourne est approximati-20 vement égale au diamètre du domaine de bulle). En outre, l'élément détecteur ne peut pas avoir une épaisseur inférieure à environ 100 - 200A sans que ses propriétés de magnétorésistance ne soient dégradées. En conséquence, le charrp d'anisotropie de forme du détecteur magnétorésistif, lorsqu'ajouté au champ d'anisotropie unidirectionnelle H , présente un seuil supérieur ne au signal magnétique appliqué. En conséquence, le signal magnétique n'est pas suffisant pour faire tourner le vecteur de magnétisation de l'élément détecteur et des signaux de tension inadéquats sont fournis par l'élément détecteur. Afin d'éviter ce problème, cette invention place le champ magnétique on efficace, dû à 1'anisotropie de forme, sensiblement à angle droit du champ mangétique efficace, dû à 1'anisotropie unidirectionnelle. En outre, le plus grand de ces deux charrps d'anisotropie efficace est sensiblement perpendiculaire à la direction du champ de signal magnétique pour assurer qu'en l'absence de signal magnétique, le vecteur de magnétisation M de l'élément détecteur 35 retourne à son état de reoos. Dans ce cas, le seuil de l'élément magnétorésistif devient l^^orme " H|J • conséquence, des signaux magnétiques tris faibles, produisent une rotation de grandeur complète du vecteur de magnétisation de l'élément détecteur, ce qui fournit ainsi des signaux de sortie à pleine puissance de l'élément détecteur magnétorésistif, sans nécessiter 40 des champs magnétiques transversaux en travers des éléments détecteurs. 72 36791 7 2157876 Sur la figure 1A à laquelle on se référera maintenant, on a représenté un élément détecteur magnétorésistif dans lequel 1'anisotropie provoquée par la forme et 1'anisotropie intrinsèque undirectionnellë sont disposées à angle droit l'une par rapport à l'autre, en opposition avec les structures magnétiques classiques dans lesquelles ces anisotropies sont parallèles. D8 façon plus précise, un dispositif détecteur magnétorésistif perfectionné est représenté en combinaison avec un milieu de domaines magnétiques cylindriques. Dans ce milieu une feuille magnétique 10, telle qu'une orthoferrite ou un grenat, est prévue dans laquelle des domaines sont présents et se propagent. P ar exerrple, les moyens de propagation 12 représentés sur la figure 1A consistant en un dessin, ou forme, de barres en T et en I constituées par une matière faiblement ferromagnétique disposée sur la feuille magnétique 10, comme il est bien connu dans la technique. Sous l'influence d'un champ magnétique H tournant, situé dans le plan de la feuille, les domaines dans la feuille 10 se déplacent dans la direction de la flèche 14, lorsque des pôles magnétiques séquentiels sont créés aux positions indiquées 1, 2, 3 et 4 du dessin des barres en I et en T 12. Il est également disposé sur la feuille magnétique 10, ou en étroite proximité de cette feuille, un dispositif détecteur magnétorésistif désigné dans son ensemble par la référence générale 16. Le dispositif détecteur 16 comporte un élément détecteur magnétorésistif 10 qui est conposé d'une matière magnétorésistive telle que le permalloy. L'élement détecteur 18 est électriquement raccordé, par des conducteurs 19, à une source de courant 20 qui est, de préférence, une source de courant constant fournissant un courant demesurage I à travers l'élément détecteur 18. Les variations de tension aux bornes s de l'élément détecteur 18, en réponse à des champs magnétiques interceptant l'élément 18, sont détectés sous forme de signaux de tension qui sont envoyés aux moy ens d'utilisation 22, qui sont constitués par un anplificateur de signaux détectés ou autre forme de détecteur. A ce point de la description, le dispositif détecteur magnétorésistif 16 et le dessin de propagation 12 sont e ssentiellement les mêms que ceux représentés dans les demandes des brevets Français n° 71 310B4 et 71 35 367 déposées par la demanderesse les 20 AOût 1971 et 28 Septembre 1971. Cependant, les différences aoparafront plus clairement ultérieurement, lorsqu'on examinera les propriétés d'anisotropie de l'élément détecteur 18. Le champ de polarisation est appliqué dans une direction perpendiculaire à la feuille magnétique 10 par des moyens tels que le dispositif d'établissement d'un champ de polarisation 24. Ce dispositif 24 est, par exemple, un enroulement entourant la feuille magnétique 10 ou un aimant permanent. 72 36791 8 2157876 De même, il est connu de prévoir une feuillel magnétique adjacente à la feuille 10 qui présente un couplage d'échange avec la feuille 10 et fournit la polarisation nécessaire pour stabiliser les domaines dans la feuille magnétique. Le champ de propagation H est un charrp magnétique tournant, dans le plan de la feuille, qui tourne dans la direction des flèches représentées sur la figure 1A. Ce champ est produit par les moyens de production du champ de propagation 26, qui sont constitués par une série d'enroulements suivant les directions X et Y, entourait la feuille magnétique 10, qui sont capables d'être alternativement soumis à des impulsions pour fournir un champ, dans le plan de la feuille tournant séquentiellement dans les directions 1, 2, 3 et 4. Comme également représenté sur la figure 1A, il est prévu des moyens de commande 28 qui sont utilisés pour déclencher électriquement les moyens 24 fournissant le champ de polarisation et les moyens 26 furnissant le champ de propagation H, pour stabiliser et déDlacer les domaines dans la feuille magnétique 10. Avant de décrire les détails de l'élément détecteur magnétorésistif 18, il est intéressant de résumer brièvement le fonctionnement d'un dispositif détecteur magnétorésistif tel que le dispositif 16. Un vecteur de magnétisation M est associé à l'élément détecteur 18, ledit vecteur prenant une position de repos, comme représenté sur la figure 1A, en l'absence de signal magnétique qui tendrait à faire tourner le vecteur de magnétisation dans la direction du signal magnétique appliqué. Lorsqu'un charrp (flux) magnétique est appliqué dans une direction transversale par rapport à la direction M, ce vecteur tend à tourner dans la direction du champ du signal appliqué et sa rotation provoque un changement dans la résistance de l'élément détecteur 18, par suite de l'effet de magnétorésistance. Ce changement dans la résistance aux bornes de l'élément détecteur 18, lorsqu'il est multiplié par le courant constant Is, produit un signal de tension Vg qui est indicateur du champ du signal magnétique. Ainsi, une série d'impulsions de tension V est produite s et appliquée aux moyens d'utilisation 22, lorsque des signaux magnétiques sont appliqués à l'élément détecteur 18. En l'absence des signaux magnétiques appliqués, le vecteur de magnétisation P retourne à sa position de repos et la résistance de l'élément 18 est ramenée à sa valeur normale. L'élément détecteur 18 est caractérisé, selon l'invention, en ce qu'il a une anisotropie provoquée par la forme, à angle droit de son anisotropie unidirectionnelle. A l'état de repos, le vecteur de magnétisation M est dirigé suivant la longueur de l'élément 18. Ceci est obtenu en rendant le champ d'anisotropie de forme plus grande que le champ d'anisotropie unidirectionnelle. La direction du champ d'anisotropie unidirectionnelle est orientée suivant 72 36791 9 2157876 l'axe facile de l'élément détecteur, qui est indiqué par la flèche à deux pointes désignée E.A. . Comme on le remarquera, cet axe facile est dirigé selon la petite dimension de l'élément 18. Le champ magnétique efficace, associé à 1'anisotropie provoquée par la forme, est dans le sens de la grande 5 dimension de l'élément détecteur 18. Ainsi, ces champs magnétiques efficaces sont à angle droit l'un par rapport à l'autre et le seuil magnétique de l'élément détecteur 18 est |H - H I. Lorsqu'un champ de signal magnétique forme K ayant cstte valeur est appliqué dans une direction sensiblement transversale par rapport à la direction du vecteur de magnétisation !*!, ce vecteur tourne 10 dans la direction de l'axe facile. Lorsque le champ du signal magnétique est supprimé le vecteur de magnétisation revient à sa position de repos, dirigée selon la longueur de l'élément détecteur 18, si le champ d'anisotropie de forme est plus grand que le champ d'anisotropie unidirectionnelle. En d'autres termes, lë plus grand des deux charrps magnétiques d'anisotropie 15 unidirectionnelle doit être perpendiculaire à la direction du champ du signal magnétique pour assurer qu'en l'absence d'un signal magnétique, le vecteur de magnétisation M retourne à son état de repos. Compte tenu de la discussion générale ci-dessus, la figure 1A représente la situation dans laquelle le vecteur de magnétisation P* se trouve dans sa 20 position de repos. Aucun champ de signal magnétique n'est appliqué à l'élément détecteur. Sur la figure 1B, un champ de signal magnétique, correspondant au champ magnétique propre d'un domaine 30, est appliqué dans une direction sensiblement transversale à la direction du vecteur de magnétisation P, lorsqu'il 25 est dans sa position de repos (figure 1A). Ceci provoque une rotation du vecteur M d'un angle 0 qui, à son tour, provoque une variation dans la résistance de l'élément 18. Comme précédemment mentionné, cette variation de résistance se manifeste sous forme d'un signal de tension \f^. La figure 2A représente une autre orientation d'un élément détecteur 30 magnétorésistif 16 dans lequel l'axe magnétique facile de l'élément détecteur est sensiblement perpendiculaire au champ du signal magnétique produit par les domaines se déplaçant le long des moyens de propagation 12. Sur las figures 2A et 2B les mêmes chiffres de référence que sur les figures 1A et 1B ont été utilisés, lorsque les éléments remplissent les mêmes fonctions. 35 En conséquence, sur la figure 2A une feuille nagnétique 10 comporte des moyens de propagation 12 disposés en position adjacente à la feuille, pour déplacer les domaines suivant la direction indiquée par la flèche 14. Egalement disposé en position adjacente à la feuille 10, se trouve un dispositif détecteur magnétorésistant 16 qui comoorte un élément détecteur magnétorésis-40 tif 10 et une source de courant constant 20 qui est électriquement raccordée 72 36791 10 2157876 à l'élément 18, par l'Intermédiaire de conducteurs 19. La tension aux bornes de l'élément 18 est appliquée à des moyens d'utilisation 22 qui sont constitués par un amplificateur de signaux détectés, ou autre détecteur connu. Comme pour le système de la figure 1A, un champ de polarisation est 5 appliqué perpendiculairement à la feuille magnétique 10, par des moyens d'établf sssement de champ de polarisation 24. Le champ de propagation H, utilisé pour déplacer les domaines en association avec les moyens de propagation 12, est f ourni par des moyens de formation du champ de propagation 26 qui peuvent être constitués par des bobines disposées dans les directions X 10 et Y autour de la feuille magnétique, comme indiqué précédemment. Des moyens de commande 28 sont utilisés pour déclencher électriquement les moyens d'établissement du champ de polarisation 24 et les moyens d'établissement du champ de propagation 26. Le dispositif détecteur magnétorésistif 16 de la figure 2A diffère de 15 celui de la figure 1A en ce que l'élément détecteur 18 est disposé de telle sorte que son axe magnétique facile, désigné par la flèche indiquée E.A., est essentiellement perpendiculaire au champ du ignal magnétique fourni par un domaine, lorsque ce dernier se déplace de la position 1 à la position 2 de la barre en T que comportent les moyens de ropagation 12. En d'autres 20 termes, à son état de repos, le vecteur de magnétisation M se trouve dirigé - dans la direction facile, de l'élément détecteur 18 de la figure 2A alors qu'il était dirigé transversalement par rapport à la direction de l'axe facile dans l'élément 18 de la figure 1A. Ceci est obtenu en rendant le charrp d'anisotropie unidirectionnelle supérieur au champ d'anisotropie de forme. Cependant, 25 dans les deux cas, l'axe facile est dirigé suivant la petite dimension de l'élément détecteur 18. Le fonctionnement du dispositif détecteur magnétorésistif 16 de la figure 2A est similaire de celui du dispositif 16 de la figure 1A. Si l'on se réfère à la figure 2B, on voit immédiatement que le champ du signal magnétique H^, 30 produit p ar le domaine 30, provoque la rotation du vecteur de magnétisation M de l'angle 8, dans une direction sensiblement transversale à sa direction à l'état de repos (figure 2A). Ceci provoque un changement dans la résistance de l'élément détecteur 18 qui se manifeste sous forme d'un signal de tension de sortie appliqué aux moyens d'utilisation 22. 35 Dans l'élément détecteur 16 de la figure 2A, la direction du courant est sensiblement perpendiculaire à celle de l'axe facile, comme c'est le cas dans le dispositif de la figure 1A. Cependant, le courant peut être appliqué soit suivant la direction de l'axe facile, soit suivant une direction transversale par rapport à cet axe. 40 L'élément détecteur 16 de la figure 2A n'est pas aussi efficace que 72 36791 11 2157876 celui de la figure 1A, étant donné que le champ H du domaine ne déplace b pas une zone de magnétisation aussi importante que dans le cas de l'exemple de la figure 1A dans lequel la longueur de l'élément de détection transversale par rapport à la direction du signal magnétique H , est approximativement b égale au diamètre du domaine. Cependant, le principe du fonctionnement est identique dans Ibs dispositifs représentés sur les figures 1A et 2A. Dans le dispositif de la figure 2A, le champ d'anisotropie de forme H. est dirigé vers le bas, suivant la grande dimension de l'élément détecte-forme ur 18. Le champ d'anisotropie unidirectionnelle est dirigé horizontalement, suivant la direction de l'axe facile. Dans ce exemple, le champ d'anisotropie i*iidirectionnelle est plus grand que le champ d'anisotropie de forme, pour assurer que le vecteur de magnétisation M retourne à son état de repos en l'absence d'un signal magnétique. Sur la figure 3A on a représenté un dispositif détecteur magnétorésistif perfectionné avec un seuil magnétique réduit, appliqué à la détection de signaux magnétiques à partir d'un milieu tel qu'une bande magnétique qui se déplace à proximité du dispositif détecteur. D'une façon plus précise, un dispositif détecteur magnétorésistif 32 comporte un élément détecteur magnétorésistif 34 qui est raccordé électriquement à une source de courant constant 36, par l'intermédiaire de conducteurs électriques 38. A nouveau, dans ce exerrple, un signal de tension V , obtenu de l'élément détecteur s 34, est transmis à un dispositif d'utilisation 40 qui peut être un amplificateur de signaux détectés, ou autre moyen de détection. Le dispositif 32 est utilisé pour lire des champs magnétiques d'une bande magnétique 42 qui est déplacée dans le sens de la flèche 44. Les divers domaines magnétiques de la bande 42 sont désignés 42A, 42B, 42C et 42D. Le domaine 42D comporte une ligne transversale en pointillé qui qui indique qu'il est deux fois plus large que les autres domaines dans lesquels les vecteurs changent successivement de direction. Les vecteurs de magnétisation de ces domaines sont également indiqués par des flèches. Le dispositif détecteur 32 détecte les transitions magnétiques le long de la bande 42 lorsqu'elle se déplace devant le dispositif détecteur. En d'autres termes, le changement du vecteur de magnétisation d'un domaine suivant est détecté comme un bit "1" tandis que l'absence de changement de magnétisation est un bit "0". Par exemple, un bit 1 sera détecté entre las domaines 42A et 42B, étant donné que les vecteurs de magnétisation f! de ces domaines sont dirigés en sens opposé. L'élément détecteur 34 fonctionne de la même manière que les éléments détecteurs 18 des figures 1A et 2A. L'élément 34 est intercepté par un champ magnétique provenant des domaines de la bande 42, ce qui provoque la rotation 72 36791 « 2157876 10 15 20 25 du vecteur de magnétisation M de l'élément détecteur . La rotation du vecteur de magnétisation M provoque un changement de la résistance de cet élément, qui est détecté sous forme d'un signal de tension V . Le champ magnétique s de la bande 42 est transversal à la direction du vecteur de magnétisation M et est dirigé suivant la direction de l'axe facile de l'élément détecteur 34. Cependant, le champ du signal magnétique provenant de la bande 42 peut être dirigé transversalement à l'axe facile de l'élément 34, si cet élément est tourné de 90° dans son plan, comme dans le cas du mode de réalisation de la figure 2A. La figure 3B représente une structure appropriée pour le dispositif détecteur 32. L'élément détecteur magnétorésistif 34 est déposé sur un substrat 46 qui est en une matière isolante telle que du verre, du quartz ou du saphir. Les connexions électriques 38 de l'élément 34 sont également déposées sur le substrat 46. Ainsi, la structure est mécaniquement stable, et, lorsqu'elle est utilisée dans l'appareil représenté sur la figure 3A, elle est placée en position renversée de sorte que la pellicule 34 est adjacente à la bande 42. ETUDE ET CALCULS DE CONSTRUCTION Toute géométrie non symétrique peut être utilisée pour l'élément détecteur. Ceci fournit une anisotropie provoquée par la forme qui peut être disposée à angle droit de 1'anisotropie unidirectionnelle. Par exemple, les figures 1A et 2A représentent deux modes de réalisation d'un dispositif détecteur. Dans le premier mode de réalisation (figure 1A) H„ > H tandis forme K que dans le second mode de réalisation (figure 2A) H. forme K Les calculs ci-après décrivent l'étude des problèmes de construction utilisée pour déterminer la longueur "l" et la largeur w des éléments dans ces deux modes de réalisation. A y (A) • î (^ETA? w I " H. forme K (figure 1A) 72 36791 2157876 te vecteur de magnétisation ^ de l'élément détecteur est situé dans le plan de l'élément et tourne d'un angle S sous l'influence du champ du signal magnétique appliqué H . Le champ de démagnétisation H est donné par l'expression : a d H = -N M cos 0 x - !M ri sin 0 y d x y 5 dans laquelle M , N sont les facteurs de démagnétisation (h > "j 1 x y y x x, y sont les vecteurs unitaires respectivement dans les directions x et y; = n cos 0 x + N sin 0 y est la magnétisation de l'élément. 10 Le champ du signal appliqué H est dcnné par l'équation: â H = yH a a L'énergie totale est la somme de l'énergie d'anisotropie unidirectionnelle, de l'énergie du champ de démagnétisation et de l'énergie du champ appliqué. C'est-à-dire: E = k cos20 + [ - 4 H. M) + ( -H 15 tôt 2 d a dans laquelle ^tot est l'énergie totale K est l'énergie d'anisotropie unidirectionnelle. En utilisant les expressions ci-dessus, l'équation devient: [N -N ] N 20 E^ t = I k + ^pl i cos 0 - H N sin 0 + -ï vf tôt 2 a 2 pour déterminer un état d'énergie minimal, dE :d8 est fixé égal à zéro. En procédant ainsi et en résolvant l'équation on obtient H H H n _ 3 3 9 sin 0 = = = „ ClW M 2k (N -N ) M-H, ^eff 2 M - — y x k dans laquelle (H, ) „„ est le chamo de seuil nécessaire pour la saturation k sff 25 de l'élément détecteur et est donné par: (H, ) = (N N ) l*-H, k eff y x k Le rapport duchangement de résistance dans l'élément détecteur, au changement de résistance total possible est: ( AR . 2 _ - = sin 0 = AP H a \ keff 72 36791 14 2157876 Pour une pellicule mince ayant une section transversale ellipsoïdale une approximation pour N , N est: x y N "~ x l N = y 4irt 10 dans laquelle l est la dimension de l'élément détecteur dans sa plus grande direction, w est la dimension de l'élément détecteur dans sa direction courte et t est l'épaisseur de la pellicule Le champ d'anisotropie efficace doit être positif pour que l'élément détecteur fonctionne convenablement. En conséquence: (H, ) = (N -N ) Pl-H. > 0 eff y x Etant donné que H > H, et forme k 15 "fon* ■ 4*nt '= - ï> ■ 1 -1 > i (A, w SL t 4irlV C1) (B) forme k Cfig. 2A) E = K sin^B + ~ V? cos^ 8 + M2 sin2 B - H !" sin B tôt 2 Z a CN -N) N = I K + —y x M I sin 6 - H M sin 8 + -* M 2 a 2 dE tôt = 0 = cfi H M INV-NUJ m2 2ik- ■"* V M I chr) eff 72 36791 15 2157876 dans laquelle (H ) = H, - (N -N ) F. k eff K X y Comme précédemment effectué, N =4irt/w. et N =4irt/J. x y En conséquence: 5 i-i w a t 4irM Les équations (1) et (2) donnent les conditions pour la longueur i et la largeur w qui fournissent un élément détecteur ayant une anisotropie provoquée par la forme, convenable. Dans chaque mode de réalisation, le résultat est que 1'anisotropie unidirectionnelle efficace suivant la direction x a 10 son champ d'anisotropie efficace diminué en plaçant 1'anisotropie de forme et 1'anisotropie unidirectionnelle à angle droit. La grandeur du champ d'anisotropie efficace est la grandeur de la différence entre le champ d'anisotropie de forme (N - N ) M et le champ d'anisotropie unidirectionnelle habituelle V 15 PROCEDE DE FABRICATION Dans le cas du dispositif détecteur 16 représenté sur les figures 1A et 2A, l'élément détecteur magnétorésistif est déposé directement sur la feuille magnétique 10, par des techniques classiques, telles que pulvérisation évaporation, galvanoplastie. Il est pratique d'utiliser comme matière le 20 permalloy, étant donné que les moyens de propagation 12 peuvent être également fabri qués en permalloy. Afin de déposer un élément détecteur magnétorésistif 18 ayant un champ d'anisotropie de forme à angle droit du champ d'anisotropie unidirectionnelle, les étapes ci-après sont avantageusement utilisées: 1.- une feuille de permalloy [81% Ni, 19% Fe) est disposée par 25 évaporation sur la feuille magnétique 10. L'évaporation est effec tuée à environ 330°C et en présence d'un champ magnétique de 20 oersteds. Le charrp magnétique est dirigé selon la direction désirée pour l'axe magnétique facile et le permalloy déposé a un axe facile dans cette direction. 30 2.- Après- cette opération, la surface du permalloy évaporé qui doit être utilisé pour l'élément détecteur est protégée Dar une couche photorésistante. 3.- Un conducteur, tel que de l'or ou du cuivre, est déposé par galvanoplastie sous forme d'une feuille. 35 4.- i_a feuille de conducteur et la feuille de ermalloy sont ensuite gravées pour délimiter les surfaces d'élément détecteur et les conducteurs reliés à l'élément. 72 36791 16 2157876 Pour la fabrication de l'élément détecteur 32 de la figure 3A, les mêmes techniques de base sont utilisées, à cette exception que l'élément détecteur 34 est déposé sur un substrat isolant non magnétique 46, au lieu d'être déposé sur une feuille magnétique telle que la feuille 10 de la figgure 11. ^ Un élément détecteur magnétorésistif en permalloy ayant une épaisseur de 250A, une largeur de 12,7u et une longueur de 63,5p avec l'axe magnétique facile parallèle au bord 12,7\i, a un champ d'anisotropie de forme de 16 oersteds (étant donné que H , court - 20 oersteds et H , long = 4 oersteds). d d Un champ d'anisotropie unidirectionnelle H de 10 oersteds n'est pas suffisant K ^ pour maintenir la magnétisation suivant l'axe facile et ainsi à l'état de repos, le vecteur de magnétisation prend une direction sensiblement parallèle au bord de 63,5y, ce qui est le cas de l'exemple représenté sur la figure 1A. Si l'axe facile est dirigé suivant le bord de 63,5v un champ égal à |h. + H. I est nécessaire pour faire tourner la magnétisation. Cependant, forme k 15 si l'axe facile est dirigé suivant le bord de 12, 7p de la pellicule, le champ de seuil pour la rotation est |h. - h, I= 20-10 oersteds. Ainsi, le vecteur forme k. de magnétisation peut tourner vers l'axe facile sous l'influence d'un champ de signal magnétique de cette grandeur qui peut être obtenu d'une façon typique de domaines magnétiques de petites dimensions. 20 a titre d'exemple supplémentaire, un élément détecteur en permalloy d'une épaisseur de 200A environ, ayant une longueur d'environ 7,5 microns et une largeur d'environ 5 microns, peut être utilisé pour détecter des domaines magnétiques cylindriques de dimensions de l'ordre du micron. Par exemple, un domaine de 5 microns peut être détecté, si l'orientation de l'axe facile 25 est dans la direction de la petite dimension de l'élément détecteur tandis que la magnétisation est alignée avec la grande dimension de la pellicule, à son état de repos. Pour accroître encore l'effet magnétorésistif, du cobalt peut être ajouté à l'élément détecteur. On a décrit ci-dessus un élément détecteur magnétorésistif dans lequel 30 1'anisotropie de forme et 1*anisotropie unidirectionnelle sont disposées à angle droit l'une par rapport à l'autre, dans l'élément détecteur, contrairement à la situation habituelle dans laquelle ces anisotropies sont alignées. On a admis que toute la magnétisation se déplace dans l'élément détecteur et que l'élément détecteur ne se décompose pas en domaines fermés. Ceci peut S5 être démontré par le calcul comme étant une hupothèse correcte et l'élément détecteur fonctionne comme un domaine magnétique unique. Les enseignements de la présente invention sont applicables dans un milieu quelconque dans lesquels tous les signaux magnétiques doivent être détectés. Ils sont particulièrement appropriés à un milieu de domaines magnétiques cylindriques 40 (bulles) dans lequel le charrp propre magnétique des domaines de dimensions 72 36791 17 2157876 de l'ordre du micron, est très faible. B ien que l'on ait décrit dans ce qui précède et représenté sur les dessins les caractéristiques essentielles de l'invention appliquées à un mode de réalisation préféré de celle-ci, il est évident que l'homme de l'art peut y apporter toutes modifications de forme ou de détail qu'il juge utiles, sans pour autant sortir du cadre de ladite invention. 72 36791 18 2157876 REVENDICATIONS 1.- Dispositif détecteur magnétorésistif pour détecter des signaux magnétiques, caractérisé en ce qu'il comprend: un élément détecteur magnétorésistif ayant une magnétisation qui est dans une première position de repos en l'absence de signal magnétique interceptant l'élément détecteur et qui tourne à partir de cette première position de repos quand un signal magnétique intercepte l'élément détecteur, entraînant une variation de la résistance de l'élément détecteur, l'élément détecteur ayant un champ magnétique d'anisotropie de forme et un charrp magnétique d'anisotropie unidirectionnelle substantiellement perpendiculaires et le plus grand de ces deux chapips magnétiques d'anisotropie étant substantiellement perpendiculaire à la direction du signal magnétique, une source électrique pour polariser l'élément détecteur, cette source fournissant un courant à travers l'élément détecteur, et des moyens de sortie pour détecter ladite variation de résistance de l'élément détecteur quand le signal magnétique intercepte l'élément détecteur. 2.- Dispositif détecteur magnétorésistif pour détecter des signaux magnétiques, carafctérisé en ce qu'il comprend: un élément détecteur magnétorésistif ayant urw géomét-rî e non symétrique et une résistance qui est fonction du signal magnétique qui l'intercepte, l'élément détecteur ayant un charrp magnétique d'anisotropie de forme et un charrp magnétique d'anisotropie unidirectionnelle perpendiculaires, et le plus grand de ces deux charrps magnétiques d'anisotropie étant perpendiculaire au signal magnétique, des moyens de support pour supporter l'élément détecteur, des moyens électriques pour fournir un courant à travers l'élément détecteur, et des moyens de sortie sensibles à une variation de résistance de l'élément détecteur selon la présence ou l'absence de signaux magnétiques. 3.- Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que l'élément détecteur a une longueur & supérieure à sa largeur w, et en ce que l'axe de magnétisation facile de l'élément détecteur est dans une direction substantiellement parallèle à celle de la largeur. 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la longueur £, et la largeur w sont liées à l'épaisseur t, le champ magnétique d'anisotropie unidirectionnelle et à la magnétisation n de l'élément détecteur 72 36791 19 2157876 par la relation: ~ " T > T CH./4wM}, w l t k 5.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la longueur I, et la largeur w sont liées à l'épaisseur t, le chanrp magnétique d'aniso- 5 tropie unidirectionnelle H , et à la magnétisation M de l'élément détecteur K par la relation: - " 7 6.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément détecteur est adjacent à une feuille magnétique dans laquelle existent des domaines magnétiques cylindriques, ces domaines magnétiques produisant le signal magnétique qui intercepte l'élément détecteur. 7.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit courant traverse l'élément détecteur dans une direction substantiellement perpendiculaire à l'axe facile. 15 8.- Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que ledit courant traverse l'élément détecteur dans une direction substantiellement perpendiculaire audit signal magnétique. 9.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément détecteur a un axe magnétique facile, et en ce que ledit signal magnétique 20 est substantiellement parallèle à cet axe facile. 10.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit signal magnétique est dirigé substantiellement parallèle au champ magnétique d'anisotropie unidirectionnelle. II.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le signal 25 magnétique est' dirigé substantiellement perpendiculaire au charrp magnétique d'anisotropie unidirectionnelle. 12.- Dispositif! selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le champ magnétique d'anisotropie de forme est supérieure au champ magnétique d'atisotropie unidirectionnelle. 13.- Bispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que 72 36791 20 2157876 le champ magnétique d'anisotropie de forme est inférieur au champ magnétique d'anisotropie unidirectionnelle. 14.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de support comprennent une feuille magnétique dans laquelle existent des 15.- Dispositif selon' l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend un milieu d'enregistrement magnétique disposé à proximité de l'élément détecteur, des champs magnétiques propres des milieux d'enregistrement magnétique interceptent l'élément détecteur et tfn faisant tourner la magné- 10 tisation de cet élément. 16.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'élément détecteur est an permalloy. 5 domaines magnétiques cylindriques «