Brevet FR2502375A1 — publié le 19820924

TRANSDUCTEUR MAGNETORESISTANT DE LECTURE D'INFORMATIONS A TRES HAUTE DENSITE. La présente invention concerne les transducteurs magnétoré- sistants. Elle est notamment applicable à la lecture des in- formations contenues sur les supports magnétiques d'enre- gistrement tels que les disques magnétiques rigides ou souples, et les bandes magnétiques, et est plus particuliè- rement destinée à la lecture des informations dont la densité est très élevée On sait que les disques magnétiques portent leurs informations sur des pistes d'enregistrement concentriques circulaires qui ont une largeur radiale de l'ordre de quelques dizaines de microns et couvrent généralement la majeure partie de leurs deux faces. Les bandes magnétiques portent, en général, les informations sur des pistes parallèles à la longueur de la bande Généralement, une suite d'informations magnétiques enregis- trées sur les pistes d'un disque ou d'une bande, se présente sous la forme d'une succession de petits domaines magnétiques dits " domaines élémentaires" répartis sur toute la longueur de la piste et ayant des inductions magnétiques de même module et de sens opposé. On appelle densité longitudinale (ou encore densité linéique) le nombre d'informations par unité de longueur mesurée suivant la circonférence d'une piste; s'il s'agit d'un disque magnéti- que ou suivant la longueur de la bande, s'il s'agit d'une bande magnétique On appelle densité radiale des informations,(dans le cas d'un disque magnétique) le nombre de pistes d'enregistrement par unité de longueur mesurée selon le diamètre du disque. La tendance actuelle du développement des disques magnétiques est d'accroître aussi bien la densité linéique que la densité radiale des informations Les moyens qui permettent, soit d'enregistrer les informations sur les disques ou les bandes, soit de les lire soit enfin de faire l'une ou l'autre de ces deux fonctions sont appelés "dispositifs magnétiques de transduction". Généralement, on associe au support d'enregistrement, un ou plusieurs dispositifs magnétiques de transduction, le support défilant devant celui-ci ou ceux-ci Dans la pratique courante actuelle, lorsqu'on désire lire des disques magnétiques à très haute densité linéique et/ou radiale d'informations, on utilise de plus en plus fréquemment des dispositifs de transduction comprenant une ou plusieurs magné- torésistances que l'on désigne sous le nom de "transducteurs magnétorésistants". On rappelle qu'une magnétorésistance est un élément constitué d'un matériau magnétique dont la résistance électrique R varie en fonction du champmagnétique auquel il est soumis. Dans la pratique courante,ces magnétorésistances sont des résistances électriques ayant la forme de couches minces de très faible épaisseur (quelques centaines d'angstrdms a quelques licrons) dont la longueur est très supérieure à la largeur. Souvent, ces magnétorésistances sont déposées sur un substrat en matière électriquement isolante On considère une magnétorésistance de mesure R branchée aux bornes d'un générateur de courant qui débite un courant d'inten- sité I circulant dans le sens de la longueur de celle-ci. On suppose qu'il fait partie d'un transducteur magnétorésistant associé à un support magnétique d'enregistrment et qu'elle est située à une distance très faible voire nulle du support. Quand chacun des domaines magnétiques élémentaires défile devant elle, le champ magnétique de fuite Hf créé par celui- ci au voisinage de la surface du support, provoque une variation AR de sa résistance, d'o une variation AV = I x AR à ses bornes, ce qui donne 6v/V =AR/R, A R/R étant appelé coefficient de magnétorésistance. Habituellement ce coefficient est de l'ordre de 2%o. On voit donc que la variation de tension recueillie aux bornes de la magnétorésistance est d'autant plus importante que la résistance R est grande. Le signal électrique recueilli aux bornes d'une magnétorésis- tance est seulement fonction de la valeur magnétique Hf auquel elle est soumise. De ce fait, il a une amplitude indépendante dE la vitesse du support d'enregistrement en regard duquel elle est disposée On rappelle que l'on désigne sous le nom de "perméabilité ma- gnétique initiale d'un matériau magnétique "le rapport (B/H) entz l'induction du champ magnétique et le champ magnétique lui-même lorsque B et H sont voisins de zéro et ce sur la courbe de pre- mière aimantation. (On rappelle que la courbe de première aimantation est la courbe qui donne la variation de B en fonc- tion de H lorsqu'on soumet la magnétorésistance à un champ magnétique d'aimantation et ce à partir d'un état magnétique initial du matériau définit par B et H voisins de zéro). En d'autres termes, la perméabilité magnétique initiale du matériau est égale à la pente de la courbe de première aiman- tation au voisinage du point B = O et H = O. On rappelle d'autre part, qu'un matériau magnétiquement ani- sotrope situé dans un plan, ce qui signifie que son épaisseur est très inférieure à sa longueur et également à sa largeur, présente dans celui-ci deux directions privilégiées de magné - tisation (ou d'aimantatiop) généralement perpendiculaire l'une à l'autre. L'une d'elles est appelée "direction de facile aimantation" alors que l'autre est appelée "direction de diffi- cile aimantation". La perméabilité initiale du matériau dans la direction de difficile aimantation est très supérieure à la perméabilité initiale du matériau dans la direction de facile aimantation Généralement, les magnétorésistances utilisées sont constituées d'un matériau magnétiquement anisotrope, (par exemple un allia- ge de fer-nickel à 18% de fer et 82% de nickel). Leur axe de facile aimantation est parallèle à la direction du courant I et à leur longueur, alors que leur axe de diffi- cile aimantation est perpendiculaire à celle-ci. Dans la pratique courante, la position d'une magnétorésistance d'un transducteur magnétorésistant par rapport au support d'enregistrement qui lui est associé est telle qu'elle est soumise à la composante du champ de fuite des domaines élémentaires, qui est parallèle à l'axe de difficile aimanta- tion, lui-même perpendiculaire à la surface du support. Lorsqu'une magnétorésistance n'est soumise à aucun champ magnétique, on dit qu'elle est au repos. Dans ce cas, l'aiman- tation (c'est-à-dire l'induction magnétique à l'intérieur de la magnétorésistance) a même direction que l'axe de facile aimantation Généralement, on accroît l'efficacité (on dit également la sensibilité) d'une magnétorésistance en matériau magné- tique anisotrope, c'est-à-dire la tension de son signal de sortie en fonction du champ magnétique qui lui est appliqué, en soumettant celle-ci à un champ magnétique de polarisation HPol parallèle à son axe de difficile aimantation ainsi qu'il est décrit dans le brevet français NO 2. 165.206 déposée le 22 Septembre 1971 par la Compagnie Internationale pour l'Infor - matique sous le titre "Magnétorésistances perfectionnées et transducteur électromagnétique les incorporant" La valeur du champ de polarisation HPol est choisie de telle sorte que l'aimantation de la magnétorésistance tourne d'un angle e de préférence voisin de 450, par rapport à sa position au repos Dans la pratique actuelle, les densités linéiques et radiales des informations obtenues sont telles que la longueur des domaines magnétiques élémentaires est légèrement supérieure au mi- cron et la largeur radiale L des pistes est de l'ordre de 10 à 20 microns Dans ces conditions, la composante du champ de fuite des do- maines élémentaires à laquelle est soumise la magnétorésistance est relativement faible. On montre alors que pour obtenir un rap- port signal /bruit maximum, les dimensions de la magnétorésistan- ce doivent être telles que sa hauteur h mesurée selon une direc- tion normale au support d'enregistrement, et sa longueur mesu- rée perpendiculairement au sens de défilement des informations doivent être respectivement de l'ordre de 5 et 15 microns. Il est extrêmement difficile de réaliser technologiquement des magnétorésistances ayant de telles dimensions. Dans la pratique courante, la hauteur h des magnétorésistances est de l'ordre de microns et peut même atteindre 40 à 50 microns (il s'agit dans ce dernier cas, de magnétorésistances destinées à la lectu- re des bandes magnétiques (car alors, les magnétorésistances sont en contact avec la bande magnétique et s'usent rapidement). On montre que le rapport signal /bruit diminue si h augmente. En effet, le signal aux bornes d'une magnétorésistance soumise à la composante du champ magnétique de fuite normale au support est d'autant moins élevée que h est grand, puisque la section de la magnétorésistance augmente et par suite sa résistance R diminue. D'autre part, le signal de bruit augmente, car la composante du champ magnétique de fuite Hf n'agit sur la magnétorésistance que sur une hauteur h'inférieure à h. Pour augmenter le signal S/B, on est donc conduit à augmenter la résistance de la magné- torésistance, c'est-à-dire à augmenter la longueur de celle-ci ce qui permet d'accroître le signal utile S. Dans ce cas, la largeur de la piste est inférieure à la longueur de la magnéto- résistance. Cette dernière, se trouve alors soumise à une partie des champs magnétiques de fuite produit par les pistes voisines de la piste en regard de laquelle celle-ci se trouve. Dans ces conditions, pour améliorer le rapport S/B, on utilise des transducteurs magnétorésistants ayant deux éléments magné- torésistants parallèles séparés d'une distance de l'ordre du dixième de micron, inférieure à la longueur des domaines magnétiques élémentaires, de telle sorte que ces magnétorésis- tances soient soumises à la même composante du champ magnétique de fuite, à savoir celui qui est produit par le domaine devant lequel elles se trouvent. Les deux éléments magnétorésistants sont polarisés chacune à une valeur de l'ordre de 450 (en valeur absolue) leurs aimantations étant alors à une valeur de 900 l'une de l'autre. Le signal de sortie du premier élément magnétorésistant est envoyé sur une première entrée d'un amplificateur différentiel alors que le signal de sortie du second élément magnétorésistant est envoyé sur une seconde entrée du même amplificateur. La valeur absolue du signal de sortie de celui-ci est proportionnelle à deux fois la valeur absolue du signal de sortie d'une seule magnétorésistance et on montre que le rapport signal/bruit est sensiblement amélioré. Les deux magnétorésistances sont soumises, non seulement à la composante Hf du champ magnétique de-fuite produit par le domaine magnétique de la piste P en regard duquel elles se trouvent mais également à la résultante des champs magnéti- ques de fuite produit par les domaines magnétiques situés sur cette même piste P, de part et d'autre du domaine en regard duquel elles se trouvent. Cette résultante produit un signal de bruit qui croit lors- que la densité linéique des informations croît.11 est alors plus difficile de discerner tout signal utile correspondant à une information de donnée d'une piste d'un support, par rap- port au signal de bruit. Pour annuler les effets de cette résultante sur le signal de sortie des magnétorésistances,on dispose alors, dans la pratique courante, de part et d'autre des magnétorésistances des moyens magnétiques de blindage constitués d'un matériau magnétique de préférence anisotrope le plan de ces moyens magnétiques de blindage étant perpendi- culaire au support d'enregistrement et- à la direction de défilement des pistes. Toutefois de tels transducteurs magnétorésistants présentent un certain nombre d'inconvénients,essentiellement de trois ordres 1. Lorsque la densité linéique des informations atteint une valeur de l'ordre de 5000 inversions de flux magnétique par centimètre (ce qui correspond à 5000 changements du sens del'induction magnétique) les phénomènes suivants se produisent - la résultante des champs magnétiques de fuite produits par les domaines de la piste P qui entourent le domaine en regard duquel se trouvent les deux magnétorésistances du transducteur magnétorésistant, devient importante; ( de l'ordre de la com- posante Hf du champ magnétique de fuite); - la distance entre les moyens magnétiques de blindage et les éléments magnétorésistants devient si faible (de l'ordre du micron) que le couplage magnétique entre les éléments ma- gnétorésistants et les moyens de blindage devient important Il résulte de deux phénomènes mentionnés ci-dessus qu'il se produit une induction mutuelle importante entre les moyens ma- gnétiques de blindage et les éléments magnétorésistants qui modifient sensiblement l'aimantation dans ceux-ci, (l'intensité de l'aimantation, angle de polarisation) et ce, d'autant plus que la densité linéique des informations est grande. De cette induction mutuelle importante résulte un signal parasite qui peut détruire l'information que l'on cherche à lire,c'est- à-dire qui peut annuler totalement les effets de la composante Hf du champ magnétique de fuite sur les deux magnétorésis- tances 2. Il existe un décalage entre les deux magnétorésistances telle que la distance entre celles-ci et le support d'en- registrement magnétique est différente. Il en résulte que la valeur du champ magnétique auquel chacune des deux magné- torésistances est soumise est différente, et par suite que le signal de sortie à leurs bornes est différent. Cette différence peut être relativement importante de telle sorte qu'il devient difficile d'exploiter des signaux délivrés par l'amplificateur différentiel qui est associé à ce transducteur magnétorésistant. 3. La réalisation technologique de transducteurs magnéto- résistants de ce type est délicate et le coût de ces transducteurs croît lorsque la densité linéique des informations croît La présente invention permet de remédier aux inconvénients ci-dessus. Elle concerne un transducteur magnétorésistant de conception extrêmement simple n'utilisant qu'une seule ma- gnétorésistance dont le rapport S/B est relativement grand, la magnétorésistance étant pratiquement insensible aux champs magné- tiques de fuite autres que la composante Hf du champ magnétique de fuite produit par le domaine magnétique élémentaire en regard duquel elle se trouve. On accroît d'autre part le signal utile par l'utilisation d'une magnétorésistance dont la longueur est supérieure à la largeur radiale des pistes (ce qui accroît la résistance, ainsi qu'il a été dit plus haut). Le principe de l'invention consiste à utiliser une magnéto- résistance dont l'axe de facile aimantation est perpendiculaire au support d'enregistrement, cette magnétorésistance étant fortement couplée magnétiquement à une couche mince magnétique mono-domaine en matériau magnétique anisotrope, dont l'axe de facile aimantation est également normal au support d'en- registrement. Les axes de facile aimantation de la magné- torésistance et de la couche mono-domaine sont anti-parallèles le plan de la couche mono-domaine étant perpendiculaire au support d'enregistrement et à la direction de défilement des informations. Lorsque la composante Hf du champ magnétique de fuite produit par le domaine en regard duquel se trouve la magnétorésistance est de signe opposé à celui de l'axe de facile aimantation de la couche mono-domaine, il y a renversement du sens de l'axe de facile aimantation dans la couche mono-domaine et du fait du couplage magnétique important entr ela couche et la magnétorésistance,il y a renversement du sens de l'axe de facile aimantation dans la magnétorésistance, ce qui produit une variation j R de celle-ci relativement importante. Il convient de préciser que le renversement du sens de l'aiman- ?502375 tation n'a lieu que si la valeur de la composante Hl. est supérieure au champ coercitif Hc du matériau magnétique constituant la couche mono-domaine. On rappelle qu'une couche mince magnétique mono-domaine, est telle que l'induction magnétique (l'aimantation) a même sens et même direction en quelque point que ce soit de cette couche. Selon l'invention, le transducteur magnétorésistant de lecture des informations contenues sur un support d'enregistrement comprenant au moins une magnétorésistance en matériau anisotrope disposée perpendiculairement au sens de défilement des infor- mationsparcourue par un courant I dans le sens de sa longueur est caractérisé en ce que l'axe de facile aimantation de la magnétorésistance est normal au support et en ce qu'il com- prend une couche mince magnétique anisotrope et mono-domaine normale au support et au sens de défilement des informations, fortement couplée magnétiquement avec la magnétorésistanceet dont l'axe de facile aimantation est normal au support et de sens opposé à celui de la magnétorésistance. On obtient ainsi un transducteur magnétorésistant extrêmement simple, peu coûteux, dont le rapport signal/bruit est im- portant D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description suivante donnée à titre d'exemple non limitatif et en se référant aux figures annexées Sur ces desssins: - La figure 1: rappelle le principe de fonctionnement d'un transducteur magnétorésistant élémentaire comprenant une simple résistance en matériau magnétique anisotrope. - La figure la: étant une vue de trois-quarts en perspective montrant cette magnétorésistance disposée en regard d'une piste d'un support d'enregistrement magnétique. - La figure lb: montrant comment est disposée la magnéto- résistance par rapport au champ magnétique de fuite des informations contenues sur la piste d'enregistrement; ' La figure 2:rappelle la courbe de variation d'une magnétorésistance en matériau magnétique anisotrope en fonc- tion du champ magnétique qui lui est appliqué dans la direction de son axe de difficile aimantation. Elle permet de mieux comprendre le principe de polarisation d'une magnétorésistance dont l'axe de difficile aimantation a une telle direction La figure 3, qui est une vue en coupe montrant une portion d'une piste P située dans un plan perpendiculaire au support d'enre- gistrement et parallèle au sens de défilement des informations permet de comprendre comment une magnétorésistance est soumise à la résultante des champs magnétiques de fuite créés par les domaines magnétiques élémentaires situés sur la piste P et voisins du domaine magnétique élémentaire en regard duquel se trouve située la magnétorésistance. La figure 4: qui est une vue en coupe située dans un plan normal au support d'enregistrement et au sens de défilement des informations montre l'une des deux magnétorésistances selon l'art antérieur disposées en regard d'une piste P du disque et permet de comprendre comment cette magnétorésistance est soumise à la résultante des champs magnétiques de fuite créés par les pistes voisines de la piste P; La figure 5: qui est une vue en coupe montrant la magnéto- résistance et une portion d'une piste P, située dans un plan perpendiculaire au support d'enregistrement et parallèle au sens de défilement des informations permet de comprendre comment la magnétorésistance n'est soumise à la composante Hf du champ magnétique de fuite des domaines magnétiques élémentaires de la piste P, que sur une partie de sa hauteur. La figure 6: est une vue de trois-quarts en perspective mon- trant un transducteur magnétorésistant comprenant deux magné- torésistances, selon l'art antérieur, muni de moyens magné- tiques de blindage disposés de part et d'autre des deux magné- torésistances selon une direction parallèle au sens de défile- ment des informations La figure 7, qui est une vue de côté d'un transducteur identique à celui de la figure 6, permet d'illustrer l'un des inconvénients d'un tel transducteur. La figure 8, est un schéma de principe d'un transducteur magnétorésistant selon l'invention. La figure 8a: étant une vue de trois-quarts en perspective montrant un tel transducteur au-dessus d'une piste P d'un support d'enregistrement. La figure 8b, étant une vue de coté montrant un tel transduc- teur au-dessus de deux domaines magnétiques élémentaires d'une piste P d'un support d'enregistrement Les figures 9, 10 et 11 permettent d'illustrer le fonctionnement du transducteur magnétorésistant selon l'invention montré à la figure 8; La figure 9,montrant le transducteur selon l'invention disposé d'une part devant un changement de sens d'induction magnétique d'un premier sens et d'autre part devant un changement de sens d'induction d'un second sens permet d'illustrer les deux états magnétiques différents que peuvent avoir respectivement la couche magnétique mono-domaine et la magnétorésistance du transducteur magnétorésistant selon l'invention; La figure l0,montrant le cycle d'hystérésis du matériau magné- tique constituant la couche mince mono-domaine La figure 11, montrant la courbe de variation du coeffi- cient de magnétorésistance de la magnétorésistance en fonction du champ magnétique qui lui est appliqué dans la direction de son axe de facile aimantation La figure lla montrant cette courbe de variation lorsque le champ magnétique varie d'une valeur positive à une valeur négative supérieure ay champ coercitif de la magnétorésistance, 12- La figure llb, montrant la courbe de variation de ce même coefficient de magnétorésistance lorsque le champ magnétique varie d'une valeur négative à une valeur positive supérieure en valeur absolue au champ coercitif du matériau magnétique constituant la magnétorésistance. La figure 12, montre un exemple préféré de réalisation du transducteur magnétorésistant selon l'invention La figure 12a, étant une vue de coté La figure 12b, étant une vue de trois-quarts en perspective, La figure 13,montre un second exemple de réalisation préféré du transducteur magnétorésistant selon l'invention. La figure 14, montre comment on peut écrire des informations sur le support d'enregistrement magnétique de manière à détecter le sens d'une information. Afin de mieux comprendre comment est constitué le transducteur magnétorésistant selon l'invention il est nécessaire de faire quelques rappels d'une part sur les principes de fonctionnement des magnétorésistances illustrés par les figures la,lb et 2 sur les problèmes d'utilisation de ces magnétorésistances - dans le cas o les densités d'information sont très élevées illustrés par les figures 3,4et 5, enfin sur les transducteurs magnétorésistants comportant deux magnétorésistances selon l'art antérieur, et leurs inconvénients illustrés par les figures 6 et 7. On considère les figures la et lb qui représentent un trans- ducteur magnétorésistant élémentaire TMRE composé d'une seule magnétorésistance MR. A la figure la, la magnétorésistance MR est montrée disposée en regard de la piste P d'un support d'enregistrement magnétique SM tel qu'un disque magnétique. La largeur L de la magnéto- résistance est sensiblement supérieure à la largeur Lp de la piste P, sa hauteur h mesurée perpendiculairement au support SM étant par exemple de l'ordre de 20 à 30 microns. La longueur L est supérieure à la largeur 1 (encore appelée épaisseur de la magnétorésistance). A ses deux extrémités, la magné- torésistance MR comprend des conducteurs de raccordement (non représentés pour simplifier la figure la) permettant de la relier à des circuits de lecture des informations contenues sur le support SM. La magnétorésistance MR est constituée d'un matériau magnétique anisotrope; son axe Axf de facile aimanta- tion est parallèle à sa longueur et son axe de difficile aimantation Axd est perpendiculaire à cette grande dimension et au support SM. La magnétorésistance MR est alimentée par un courant I qui circule, par exemple, dans le sens indiqué aux figures la et lb, c'est-à-dire parallèlement à l'axe Axf. La magnétorésistance MR est soumise à la composante Hf du champ magnétique de fuite créé par Les domaines magnétiques élémentaires d'une piste P, du support (quelques uns de ces domaines à savoir AlA2,A.,AA sont représentés à la figure la) composante qui est normale au support d'enregistrement et donc parallèle à l'axe de difficile aimantation Axd. La figure 2, qui montre la courbe de variation t R de la résistance R de la magnétorésistance MR en fonction du champ magnétique H qui lui est appliqué selon son axe de difficile aimantation Axd, permet de mieux comprendre le fonctionnement du transducteur magnétorésistant élémentaire TMRE. On voit que, pour une valeur de H appelée "champ d'anisotropie du matériau " et dénommée également Hk, le matériau magnétique constituant la magnétorésistance étant saturée dans sa direction de difficile aimantation, la résistance R ne varie plus. Il est possible de donner à la magnétorésistance MR, une sensibilité maximum en déplaçant l'axe des ordonnées de la figure 2, de l'origine 01 à l'origine 02 en la soumettant à un champ H olde polarisation ainsi qu'il est indiqué dans le brevet français NO 2.165.206 déposé le 22 Décembre 1971 par la Compagnie Internationale pour l'Informatique sous le titre " Magnétorésistances perfectionnées et transducteur électro- magnétique les incorporant" Ce champ HPol (produit par une source extérieure non représentée pour simplifier la figure la) est parallèle à l'axe de difficile aimantation Axd(et par suite parallèle à la composan- te Hf du champ magnétique de fuite des informations du support SM) et normal au plan du support d'enregistrement. On montre que LO dans le cas o la magnétorésistance est soumise à ce champ magnétique de polarisation, la variation à R de sa magnéto- résistance est relativement importante et peut même être maxi- mum pour une valeur déterminée du champ HPol à laquelle corres- pond une rotation de la direction de l'aimantation par rapport à la position de celle-ci au repos, d'un angle voisin de 450. Ainsi une modification relativement faible AH du champ magné- tique appliqué à la magnétorésistance entraîne une variation relativement importante &R de sa résistance. On définit ainsi un point de fonctionnement PF dont l'abscisse 01 02 est égale à H Pol. Si la magnétorésistance est soumise à la composante Hf du champ magnétique de fuite des informations du support, il en résulte une variation de résistance bRf et une tension recueillie à ces bornes Av = I XARf. On montre qu'autour du point de fonctionnement PF la variation de résis- tance en fonction du champ magnétique de fuite appliqué à la magnétorésistance dans le sens de son axe de ce champ. Ainsi qu'on peut le voir à la figure 3, la lecture d'une information par la magnétorésistance MR se fait lorsque celle-ci est disposée en regard de deux domaines magnétiques élémentaires A i et A i de la piste P du support SM, de la manière indiquée à la figure 2. La magnétorésistance est alors placée en regard de la frontière FRi des deux domaines ma- gnétiques Ai 1 et Ai. On voit également sur cette même figure que la magnétorésistance est non seulement soumise à la compo- sante Hf du champ magnétique de fuite produit par les deux domaines Ai et Ai 1' mais aussi à la résultantedes champs magnétiques de fuite produit respectivement par les couples de domaines magnétiques voisins, d'induction magnétique opposée par exemple les couples magnétiques A i1 Ai-2' Ai-2 - Ai-3' i Ai+l Ai+1 - Ai+2et. Cette résultante dénommée Hiv devient non négligeable par rapport à la composante Hfy lorsque la densité linéique des informations de la piste P devient extrêmement grande, (supérieure à 5000 informations par centimètre). On considère à la figure 4, la magnétorésistance MR qui est disposée en regard de la piste P et est supposée parfai- tement centrée au-dessus de celle-ci, ce qui signifie que l'axe de symétrie de la magnétorésistance et l'axe de symétrie circulaire de la piste P qui sont normaux au support SM sont confondus Lorsque la densité radiale des informations devient très importante, la magnétorésistance MR est soumise à la résultante H envi des champs magnétiques dé fuite produits par les deux pistes voisines P' et P" de la piste P et par les deux résidus RES1 et RES2 d'informations qui sont témoins de l'état résidus RE1 eRS2 antérieur du support SM, c'est-à-dire l'état de ce support avait avant l'enregistrement des pistes P,P',P" etc....... On peut voi que le résidu RES1 est situé entre la piste Pet la piste P', alors que le résidu RES2 est situé entre la piste P et la piste Pl etc.... Cette résultante H. produit un signal de bruit env i non négligeable aux bornes de la magnétorésistance, par rapport au signal produit par la composante Hf. On considère la figure 5. Lorsque la densité des informations est très élevée, la va- leur de la composante Hf diminue de telle sorte que une partie seulement de la magnétorésistance MR est soumise à ce champ, partie indiquée en traits obliques à la figure 5. On voit que la magnétorésistance MR n'est soumise à ce champ que sur une hauteur hu sensiblement inférieure à la hauteur totale h de la magnétorésistance. Ainsi qu'il a été indiqué plus haut, on montre que, dans ces conditions, à savoir celles qui sont montrées aux figures 3, 4 et 5 le rapport signal /bruit S/B de la magnétorésistance MR s'affaiblit considérablement lorsque la densité des information tant linéique que radiale s'accroît Dans la pratique courante, afin d'éliminer les inconvénients mentionnés ci-dessus à l'aide des figures 3,4 et 5, on utilise des transducteurs tels que le transducteur TMRA représenté à la figure 6. Un tel transducteur comprend deux magnétorésistances MR1 et MR2 parallèles entre elles, des premiers et des seconds moyens magnétiques de blindage MB1 et MB2. Ce transducteur-est représenté disposé en regard de la piste P d'un support d'enregistrement SM dont on a représenté quel- qyes domaines magnétiques élémentaires, à savoir les domai- nes A1, A2, Ail, Ai, Aj, Aj+1. Les éléments MR1 et MR2 sont strictement identiques à l'élément MR représenté aux figures la et lb sont parcourus par un courant I dans le sens de leur longueur. Soient L1, AXfl, AXdlrespectivement la longueur, l'axe de facile aimantation et l'axe de difficile aimantation de la magnétorésistance MR1. Soient de même L2, AXf2, AXd2 respectivement la longueur, l'axe de facile aimantation et l'axe de difficile aimantation de la magnéto- résistance MR2. Les longueurs L1 et L2 sont sensiblement égales entre elles, et leur largeur est sensiblement supérieu- re à la largeur L de la piste P. P Les deux magnétorésistances sont polarisées de la façon suivante: l'aimantation AM1 de la magntorésistance MR1 fait un angle de plus de 45 avec l'axe de facile aimantation Axf1, c'est-à-dire avec la position que l'aimantation AM1 avait lorsque la magnétorésistance MR1 était au repos, alors que l'aimantation AM2 de la magnétorésistance MR2 fait un angle de -45 avec l'axe de facile aimantation AXf2 c'est-à-dire avec la position que l'aimantation AM2 avait lorsque la magnétorésistance MR2 n'était soumise à aucun champ magnétique Les deux aimantations AM1 et AM2 des magnétorésistances font donc entre elles un angle de 900. Les moyens magnétiques de blindage MB et MB2 sont en matériau magnétique anisotrope et ont un axe de facile aimantation respectivement AF1 et AF2, l'axe de difficile aimantation respectivement AD1 et AD2. Les axes AF1 et AF2 sont parallèles aux axes Axf1 et Axf2 alors que les axes de difficile aiman- tation AD1 et AD2 sont parallèles aux axes de difficile aimantation Axdl et Ax La distance entre les deux magnétorésistances est suffisamment faible pour qu'ellescsoientpratiquement soumiseà la même composante Hf du champ magnétique de fuite produit par le couple d'informations Ai_1 et Ai, la lecture des informations s'effectuant lorsque MR1 et MR2sont sensiblement equidistantes de la frontière FRi séparant ces deux domaines. Les moyens de blindage MB1 et MB2 permettent de canaliser et de capter les lignes de champ magnétiq.e de la résultan- te Hiv des champs magnétiques de fuite produits par les cou- ples de domaines magnétiques de la piste P qui se trouvent de part et d'autre du couple de domaines A. -1 Ai en regard de la frontière desquels se trouvent les deux magnétorésis- tances Ainsi qu'il a été indiqué plus haut, la tension Av1 délivrée par la résistance MR1 et la tension Av2 délivrée par la magné- torésistance MR2 sont envoyées respectivement sur une première et une seconde entrée d'un amplificateur différentiel à la sortie duquel on recueille un signal proportionnel à deux fois la valeur absolue de 6v qui est sensiblement égale à la valeur absolue de Av et de âv *1 2' On montre également que l'utilisation d'un amplificateur différentiel permet de réduire le signal de bruit (D notam- ment aux informations magnétiques des pistes voisines de la piste P et des résidus d'informations tels que RES1 et RES2 représentés à la figure 4). -2502375 Ainsi qu'il a été indiqué plus haut, les transducteurs magnétorésistants tel que le transducteur TMRA,présentent un certain nombre d'inconvénients, lorsque la densité des informations devient très élevée (supérieure à 5000 informations par centimètre). Ces transducteurs deviennent difficiles de réalisation technologique et, par suite, coQ- teux. Des phénomènes d'inductance mutuelle se développent entre les moyens magnétiques de blindage MB1,MB et les magnétoré- sistances MR1 et MR2 qui modifient l'état magnétique de la magné- torésistance (intensité de l'aimantation, valeur de l'angle de polarisation). Il en résulte que la détection de la compo- sante Hf du champ magnétique de fuite produit par le couple de domaines Ait1 et Ai est sensiblement perturbée ce qui peut aller jusqu'à la desctruction complète de l'information utile c'est-à-dire des deux tensions v1 et A v2 résultant de la varia- tion de résistance des deux magnétorésistances soumises à cette composante H.Enfin un troisième inconvénient est illustré f par la figure 7. Du fait des difficultés de réalisation techno- logique du transducteur TMRA, les deux magnétorégistances 0 MRi et MR sont très souvent décalées l'une par rapport à I 2 l'autre, de telle sorte que la distance entre la première ma- gnétorésistance MR1 et le support SM est différente de la dis- tance qui sépare la magnétorésistance MR2 de ce même support. Il en résulte que les deux signaux Av1 et àv2 sont très sensi- blement différents, ce qui perturbe considérablement le signal de sorite de l'amplificateur différentiel associé au transduc- teur TMRA. Le transducteur TMRI selon l'invention permet de remédier aux inconvénients énoncés ci-dessus. Son principe illustré par les figures 8a et 8b consiste à utiliser une magnétorésistance MRI dont l'axe de facile aimantation AFAI est perpendiculaire au plan du support d'enregistrement SM, cette magnétorésistance étant fortement couplée magnétiquement avec une couche mince magnétique mono-domaine CI. Le plan de cette dernière est perpendiculaire au plan du support d'enregistrement et à la direction F de défilement des informations. Cette couche mono- domaine est constituée d'un matériau magnétique anisotrope et son axe de difficile aimantation AFACI est perpendiculaire au plan du support d'enregistremiient SM et de sens opposé à l'axe de facile aimantation AFAI de la magnétorésistance MRI. Entre la magnétorésistance MRI et la couche mono-domaine magnétique CI est disposée une couche non magnétique CISI On comprend mieux le fonctionnement du transducteur magnéto- résistant TRMI selon l'invention en se reportant aux figures 9 et 10. A la figure 9, on a représenté le transducteur TMRI occupant trois positions différentes POS1,POS2,POS3 devant trois couples de domaines magnétiques à savoir Ai_1 - Ai, AiAi+1, Ai+l-Ai+2, de frontières respectives FRi, FRi+1, FRi+2. Lorsque le transducteur TMRI est disposé en regard de la frontière FRi, il occupe la position POSl;lorsqu'il est en regard de la frontière FRi+1 il occupe la position POS2 et enfin, lorsqu'il se trouve en regard de la frontière FRi+2, il occupe la position POS3. Lorsque le transducteur TMRI occupe la position POS1, la com- posante Hf du champ de fuite produit par le couple de domaines Ai - A. a même sens que l'axe de facile aimantation AFACI de Ai_1 - A la couche magnétique mono-domaine CI. Si l'on se reporte à la figure 10, qui représente le cyle d'hystérésis du matériau magnétique constituant la couche CI, on voit que quelque soit la valeur du champ magnétique H, si celui-ci reste positif, l'induction B (laimantation) dans la couche CI reste positive et égale à Br. Ii n'y apasen conséquence, de variation de sens de l'aimantation (de l'axe de facile aimantation AFAI) de la magnétorésistance MRI et par suite, pas de variation de résistance de celle-ci (donc aucun signal à ses bornes) Lorsque le transducteur TMRI occupe la position P052, la compo- sante de champ magnétique de fuite Hf(i+,) produite par le couple de domaines magnétiques Ai- Ai+1 est de sens opposé à la composante Hfi. On admet qu'elle est de sens négatif. On voit alors, en se reportant au cycle d'hystérésis de la figure 10, (ce cycle qui est rectangulaire. est un cycle idéal correspondant à un matériau magnétique idéal, et il est évident que dans la pratique, les cycles d'hysté- résis réels des matériaux magnétiques réels ne sont pas strictement rectangulaires), que, l'on passe d'une valeur de champ magnétique H positive, comme c'était le cas pour Hfi) à une valeur de champ magnétique négative, comme c'est le cas pour Hf(i+1), Hf(i+l) étant inférieure à - Hc o Hc est le champ coercitif du matériau magnétique constituant la couche CI, l'aimantation dans celle-ci (et également l'axe de facile aimantation AFACI), change complètement de sens, en passant de la valeur +Br à -Br. Ce changement complet de sens de l'aimantation (également de l'axe de facile aimantation AFACI) entraîne à cause du fort couplage magnétique entre la couche CI et la magnétoré- sistance MRI, le changement complet de sens de l'aimantation (changement complet de l'axe de facile aimantation AFAI) dans cette dernière. On suppose que le champ coercitif HC de la magnétorésistance est inférieur (en valeur absolue) au champ coercitif H c de- la couche CI. Pour déterminer la variation de résistance de la magnétoré- sistance, on se reporte à la figure lla.Le champ magnétique appliqué à cette magnétorésistance varie d'unevaleur positive (Hfi) à une valeur négative (H i+1) inférieure à - HC (c'est-à-dire supérieure en valeur absolue à HCI). On a en effet, |Hf(i+l)1> tHcl,lui même supérieur à 1HC. Dans le cas o l'on a affaire à un matériau magnétique idéal à cycle d'hystérésis parfaitement rectangulaire la courbe de variation de résistance AR/R en fonction du champ magnétique appliqué est donnée par la dpmi -droite d'abscisse -HC, demi - droite appelée PDT1. On appelle également cette courbe un pic de DIRAC. Pour simplifier on dénommera cette courbe pic de DIRAC théorique. Dans le cas o le matériau magnétique constituant la magné- torésistance est un matériau magnétique réel et ayant un cycle d'hystérésis non rectangulaire, la courbe de variation de magnétorésistance est donnée par la courbe PDR1 qu'on appellera pour simplifier pic de DIRAC réel. Lorsque le transducteur TMRI occupe la position POS3, il se trouve en regard de la frontière FRi+2 entre les deux domai- nes magnétiques Ai+1 et Ai2 et soumis à la composante de i+l i+2 champ magnétique Hf (1+2) qui est positive et créée par ces deux domaines, au voisinage de leur frontière FRi+2 On voit que la composante Hf(i+2) est de sens opposé au sens de l'aimantation dans la couche CI, lorsque le transducteur occupe la position POS2(se reporter toujours à la figure 9) Hf(i+2) étant positif et supérieur au champ coercitif Hc du matériau magnétique constituant la couche CI, on voit en se repor- tant au cycle d'hystérésis de ce matériau représenté à la figure , que l'aimantation dans la couche CI (et par suite l'axe de facile aimantation AFACI) change de sens en passant de la valeur -Br à la valeur +Br puisque le champ magnétique de fuite auquel est soumise la couche passe d'une valeur négative à une valeur positive. Cela entraîne un changement de senscl'aimantation dans la magnétorésistance MRI (et par suite un changement de sens de l'axe de facile aimantation AFAI) La courbe de variation du coefficient de magnétorésistance de la magnétorésistance MRI qui permet de déterminer la varia- tion de résistance de celle-ci est alors indiqué par la figure lib, puisque le champ magnétique auquel est soumise la magné- torésistance varie d'une valeur négative (Hf(i+1)) à la figure 2) d'une valeur positive supérieure à HC. Comme dans le cas de la figure la, pour un matériau magnétique idéal à cycle d'hystérésis parfaitement rectangulaire, la courbe de variation est donnée par la demi -droite d'abscisse +HC, à savoir la demi - droite PDT2, dite pic de DIRAC théorique alors que pour un matériau magnétique réel, a cycle d'hystérésis non rectangulaire, la courbe de variation du coefficient de magnétorésistance est donnaepar la courbe PDR2, qu' on appelle pic de DIRAC réel, pour simplifier Que la courbe de variation du coefficient de magnétorésistance soit celle indiquée par la figure lla ou celle indiquée par la figure 11b, la magnétorésistance MRI étant parcourue dans le sens de sa longueur par un courant I, il en résulte une variation correspondante de tensionAv = I xAR qui est une impulsion de tension ayant la forme d'un pic de DIRAC. Il est clair, lorsque le support SM défile devant le trans- ducteur TMRI selon l'invention, les phénomènes de variation du sens de l'aimantation drns la couche CI et dans la magnéto- résistance MRI, ainsi que les variations de résistance de la magnétorésistance qui en résultenritsereproduisent identi- quement a ceux qui ont été décrits précédemment, lorsque le transducteur selon l'invention occupait la position POS2 ou la position POS3. La figure 12, montre un exemple préféré de réalisation d'un transducteur selon l'invention TMRI1. Ce transducteur comprend: - une couche magnétique mince mono-domaine CI1 de hauteur hcm 1 cm dont le plan est perpendiculaire au sens de défilement des informations défini par la flèche F, et également perpendicu- laire au plan du support d'enregistrement SM qui porte ces informations, une couche isolante non magnétique CISI1 dont la hauteur mesurée perpendiculairement au support SM est sensiblement égale à hcm et dont l'épaisseur est comprise entre 100 à 500 angscrbms environ, - une première et une secondecouches magnétiques CMI1.1 et CMI1.2 de dimensions sensiblement égales, - la magnétorésistance MRI1 disposée entre les deux couches CMI1.1 et CMI1.2, - les couches magnétiques minces CMI1.1 et CMI1. 2 et la magnétorésistance MRI1 sont de préférence réalisées dans le même matériau magnétique anisotrope Les axes de facile aimantation AFAMi.i AFAM 1.2' AFAI1 des couches magnétiques CMI 1.1- CMI1.2 de la magnétorésistance MRI ont même direction et même sens (et par suite les *1 aimantations dans ces couches et dans la magnétorésistance). Ces axes de facile aimantation sont parallèles à l'axe de facile aimantation AFACI 1et de sens opposé à celui -ci. La longueur de la magnétorésistance est légèrement supérieure à la largeur Lp d'une piste P du support SM ainsi qu'on peut le voir à la figure 12b. Le but des couches minces magnétiques CMI 1.1 et CMI1 2 qui, ainsi qu'on peut le voir aux figures 12a et 12b sont dans le même plan que la magnétorésistance MRI1, est de minimiser les champs démagnétisants au niveau de la magnétorésistance MRI1 qui tendent à briser ceux-ci en différents domaines à aimantation anti-parallèle, (c'est-à-dire que les aimantations de deux domaines adjacents ont même direction et sont de sens opposé) et par suite à rendre lamagnétorésistance inéfficace c'est-à-dire à annuler l'effet qui consiste à en- registrer une variation de résistance lorsque elle est soumise à un champ magnétique quelconque On considère la figure 13 qui représente un transducteur selon l'invention TMRI2, qui est une variante de réalisation préférée du transducteur représenté à la figure 12. Ce transducte TMRI2 comprend une couche magnétique mono-domaine CI 2 l des couches minces magnétiques CMT2.1 et CMI 2 identiques qui entourent la magnétorésistance MRI2. Celle-ci et les deux couches magnétiques CMI 2.1 et CMI 2.2 sont déposées sur une couche en matière non magnétiques CISI2 elle- même déposée sur la couche mince magnétique mono-domaine CI2. La partie de la couche mono-domaine CI2 qui est la plus proche du support SM et qu'on appelle également partie inférieure de cette couche peut être décomposée en trois parties à savoir, une partie centrale PCI2 et deux parties latérales PLGI2 et PLDI 2. La partie centrale PCI2 est située à une distance du support d'enregistrement magnétique SM égale à d extrêmement faible, et inférieure à la distance d2 qu sépare les parties PLGI2 et PLDI2 du support d'enregistrement SM. La longueur L de la magnétorésistance (qui est sensiblement égale à la longueur de la couche mince mono-domaine CI2 et des couches minces CMI2 1 et CMI2.2) est notablement plus grande que la largeur radiale Lp des pistes du support (de l'ordre de 3,4 fois ou plus). A la figure 13 on a repré- senté trois de ces pistes à savoir les pistes adjacentes P',P et Pl'. Soient Hfi et Hú2 respectivement les composantes du champ magntique de fuite des informations produites par les couples de domaines magnétiques de la piste P et des pistes P' et Pl' qui pénètrent respectivement dans la partie centrale PCI2 et dans les parties latérales PLGI2 et PLDI. Il est clair que Hfi est sensiblement supérieure à Hf2 en valeur absolue Les distances d1 et d2 sont établies de telle sorte que H1f soit supérieure en valeur absolue au champ coercitif Hc de la couche magnétique mono-domaine CI2 alors que H f2 est inférieure à cette valeur du champ coercitif. Il en résulte que seule la composante Hfi du champ magnétique de fuite créée par les couples de domaines magnétiques de - la piste P peut produire un renversement de l'aimantation dans la couche CI-, et par suite un renversement de l'aimanta- tion de la magnétorésistance MRI2 et donc une variation de tension aux bornes de celle-ci. Le transducteur TMRI2 ne détecte que les informations de la piste P, tout en ayant un signal de sortie relativement important puisque la magné- torésistance MRI2, du fait de sa grande longueur, a une résis- tance élevée. La figure 14 permet de déterminer comment on détecte la nature des informations lues par un transducteur selon l'invention ( à la figure 14, on a représenté le transducteur TMRI, mais il est évident que le raisonnement est identique pour les transducteurs TMRI1 ou TMRI2), c'està-dire, en fait, le sens de la composante du champ magnétique de fuite créée par les couples de domaines magnétiques d'une piste P du support SM au droit de la frontière qui les sépare, on créé sur chaque piste P au début de celle-ci, (le début des pistes est repéré par l'information particulière disposée sur le disque magnétique)deux informations spéciales I 0 et I0 définies par la frontière entre les domaines élémentaires A00 et A0 d'une part et A et A1 d'autre part. La composante du champ magnétique de fuite correspondant à l'information I00 est désignée par Hfoo, alors que la composante du champ magnétique de fuite correspondant à l'information I0 est désignée par H fo. Le sens des deux composantes Hfo et Hfo est supposé être celui indiqué à la figure 14. Deux cas peu- vent alors se produire ler cas: on suppose que l'aimantation (également l'axe de facile aimantation AFACI) dans la couche mono-domaine CI a même sens que la composante H fo0 Lorsque le transducteur TMRI est disposé en regard de l'information Ioo, la compo- sante Hfoo ayant même sens de l'axe de facile aimantation AFACI, il n'y a pas de renversement de sens de l'aimantation dans la couche CI et par suite pas de signal aux bornes de la magnétorésistance CRI. L'information I 00 n'est alors pas repérée.Lorsque le transducteur TMRI, après être passé devant l'information I.0, passe devant l'information Io, la composante Hf0 ayant un sens opposé au sens de l'axe de facile aimantation AFACI, il y a alors un renversement du sens de l'aimantation dans la couche CI, et par suite l'apparition d'un signal aux bornes de la magnétorésistance MRI; on peut donc ainsi repérer l'information Io0 2ème cas Avant de passer devant l'information I00, la couche mono-domaine CI du transducteur TMRI a un sens opposé à celui qui est indiqué à la figure 14, c'est-à-dire un sens opposé à la composante Hfoo0Lorsque le transducteur TMRI passe au droit de l'information I00, il y a par suite renversement de l'aimantation dans la couche CI et par suite apparition d'un signal aux bornes de la magnétorésistances MRI. De même, lorsque le transducteur TMRI après être passé devant l'information I00, (le sens de son axe de facile aimantation est alors celui indiqué par la figure 14)passe davant l'information IO? l'aiman- tation dans la couche CI ayant alors un sens opposé à la 26 - composante Hfo0 il y a de nouveau renversement de l'aimantation et par suite apparition d'un signal aux bornes de la magnéto- résistance MRI, et par conséquent repérage de l'information IO' On voit que dans le permier ou dans le second cas, on repère toujours l'information IO' La nature de celle-ci est parfaite- ment connue, c'est-à-dire le sens de la composante Hf*o, et par suite le sens de l'aimantation dans la couche CI est connue oarce que l'on sait que celle-ci est passée devant l'information I0 A partir de cet instant il est possible de déterminer le sens des autres informations par simple déduction 250237! Revendications de brevet 1. Transducteur magnétorésistant (TMRI) de lecture des informations d'un support d'enregistrement (SM), comprenant au moins une magnétorésistance (MRI) en matériau magnétique anisotrope disposée perpendiculairement au sens de défilement des informations et parcourue par un courant I circulant dans le sens de sa longueur, caractérisé en ce que l'axe (AFAI) de facile aimantation de la magnétorésistance étant normal au support, il comprend une couche mince magnétique (CI) anisotrope mono-domaine normale au support d'enregis- trement et au sens de défilement des informations, couplée magnétiquement avec la magnétorésistance (MRI) et dont l'axe de facile aimantation (AFACI) est normale au support et de sens opposé à l'axe de facile aimantation de la magnétorésistance 2. Transducteur magnétorésistant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une couche isolante (CISI1) déposée sur la couche mince mono-domaine (CI1) et ayant sen- siblement même hauteur et même dimension mesurée perpendicu- lairement au sens de défilement des informations, - une première et une seconde couche mince magnétique anisotrope (CMI11 - CMI 2) disposée sur la couche isolante amagnétique (CISI1), et entourant la magnétorésistance MRI1 qui est séparée de la première et de la seconde couche anisotrope par une partie de la couche isolante(CISI), les axes de facile aimantation de la première et de la seconde couche magnétique anisotrope et de la magnétorésistance ayant même direction et même sens 3. Transducteur magnétorésistant selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que la couche mince magnétique mono-domaine (CI2) comprend une partie centrale (PCI2) et deux parties latérales entourant cette partie centrale (PLGI2, PLDI2), la partie centrale (PCI2) étant située à une distance du support d'enregistrement magnétique égale à d1 extrêmement faible, inférieure à la distance d2 qui sépare les parties latérales de ce même support d'enregistrement.