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JP2721540B2 - Thin film magnetic head - Google Patents
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JP2721540B2 - Thin film magnetic head - Google Patents

Thin film magnetic head

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JP2721540B2
JP2721540B2 JP1074535A JP7453589A JP2721540B2 JP 2721540 B2 JP2721540 B2 JP 2721540B2 JP 1074535 A JP1074535 A JP 1074535A JP 7453589 A JP7453589 A JP 7453589A JP 2721540 B2 JP2721540 B2 JP 2721540B2
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thin
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Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は磁気ディスク等の磁気記録媒体に信号を記
録し、再生する薄膜磁気ヘッドに関する。
The present invention relates to a thin-film magnetic head for recording and reproducing signals on a magnetic recording medium such as a magnetic disk.

「従来の技術」 第5図は従来の薄膜磁気ヘッドの構成例を示す断面図
であり、この図において、1は非磁性体の基板、2はSi
O2あるいはAl2O3等の下部保護膜、3は高透磁率の磁性
膜(下部ヘッドコア)、4は非磁性膜である。
[Prior Art] FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration example of a conventional thin film magnetic head. In this figure, 1 is a non-magnetic substrate, and 2 is a Si substrate.
A lower protective film of O 2 or Al 2 O 3 or the like, 3 is a high permeability magnetic film (lower head core), and 4 is a non-magnetic film.

また、5は電気絶縁層、6はコイル、7は電気絶縁
層、8は高透磁率の磁性膜(上部ヘッドコア)、9はギ
ャップ、10はポールティップである。
Reference numeral 5 denotes an electric insulating layer, 6 denotes a coil, 7 denotes an electric insulating layer, 8 denotes a magnetic film having a high magnetic permeability (upper head core), 9 denotes a gap, and 10 denotes a pole tip.

「発明が解決しようとする課題」 ところで、上述した薄膜磁気ヘッドには、高周波で高
い透磁率を得るために、面内に一軸異方性を持つ磁性膜
3および8が用いられ、かつ、これらは磁化困難軸方向
で動作している。従って、磁性膜3および8には、第6
図に示す磁区構造となるように、膜形成時あるいは膜形
成後の磁場処理等により誘導磁気異方性が付与されてい
る(特開昭63−29406号公報参照)。
[Problems to be Solved by the Invention] In the above-described thin-film magnetic head, magnetic films 3 and 8 having in-plane uniaxial anisotropy are used in order to obtain high magnetic permeability at a high frequency. Are operating in the hard axis direction. Therefore, the magnetic films 3 and 8 have the sixth
Induced magnetic anisotropy is imparted by a magnetic field treatment at the time of film formation or after the film formation so as to obtain the magnetic domain structure shown in the figure (see JP-A-63-29406).

ところが、この薄膜磁気ヘッドの3次元応力分布に起
因する応力誘起異方性および磁性膜3と8との形状に起
因する形状異方性等によって第6図の磁区構造が崩れる
場合がある。
However, the magnetic domain structure shown in FIG. 6 may be broken due to stress-induced anisotropy caused by the three-dimensional stress distribution of the thin-film magnetic head, shape anisotropy caused by the shapes of the magnetic films 3 and 8, and the like.

まず、応力誘起異方性について説明する。磁性膜3お
よび8のポールティップ10の先端部の応力が共にギャッ
プ9の深さ方向にあるため、これらの磁性膜3および8
の磁歪定数が正であると、逆磁歪効果により、応力誘起
異方性が膜形成時および膜形成後に付与された誘電磁気
異方性を打ち消す。これにより、ポールティップ10の磁
区構造は動作方向に対して並行方向が磁化容易軸となっ
てしまう。また、磁性膜3および8のポールティップ10
以外の部分(以下、ヘッドコア後部という)において
は、応力はほぼ等方的であるが、逆磁歪効果により、周
辺部では周囲方向に磁化容易軸が生じ、この部分の磁区
構造は湾曲する(第7図参照)。
First, the stress-induced anisotropy will be described. Since the stresses at the tips of the pole tips 10 of the magnetic films 3 and 8 are both in the depth direction of the gap 9, these magnetic films 3 and 8
Is positive, the stress-induced anisotropy cancels the dielectric magnetic anisotropy imparted during and after the film formation due to the inverse magnetostriction effect. As a result, in the magnetic domain structure of the pole tip 10, the direction parallel to the operation direction becomes the axis of easy magnetization. The pole tips 10 of the magnetic films 3 and 8 are also used.
In the other parts (hereinafter referred to as the rear part of the head core), the stress is almost isotropic, but due to the inverse magnetostriction effect, an easy axis of magnetization is generated in the peripheral part in the peripheral part, and the magnetic domain structure in this part is curved (the 7).

次に、形状異方性について説明する。ポールティップ
10の部分においては、形状に起因する動作方向に対して
平行方向の形状異方性が膜形成時および膜形成後に付与
された誘電磁気異方性を打ち消す。これにより、ポール
ティップ10の磁区構造は第7図と同様な磁区構造となっ
てしまう。
Next, the shape anisotropy will be described. Pole tip
In part 10, the shape anisotropy in the direction parallel to the operation direction caused by the shape cancels the dielectric magnetic anisotropy imparted at the time of film formation and after the film formation. As a result, the magnetic domain structure of the pole tip 10 becomes the same as that shown in FIG.

そして、ポールティップ10の磁区構造が第7図の磁区
構造になることにより、膜形成時および膜形成後に付与
された誘導磁気異方性の磁化容易軸と垂直な方向へ磁壁
が移動する、即ち、ゆらぎが発生し、このゆらぎが薄膜
磁気ヘッドの再生波形の歪その他の特性劣化の原因とな
るという問題があった。また、ヘッドコア後部の磁区構
造が第7図の磁区構造になることにより、上部および下
部ヘッドコア3および8の保磁力が増大し、軟磁気特性
が低下するという問題があった。
When the magnetic domain structure of the pole tip 10 becomes the magnetic domain structure shown in FIG. 7, the domain wall moves in a direction perpendicular to the easy axis of the induced magnetic anisotropy given at the time of film formation and after the film formation. In addition, there is a problem that the fluctuation causes distortion of a reproduction waveform of the thin-film magnetic head and other deterioration of characteristics. Further, since the magnetic domain structure at the rear of the head core becomes the magnetic domain structure shown in FIG. 7, there is a problem that the coercive force of the upper and lower head cores 3 and 8 increases, and the soft magnetic characteristics deteriorate.

そこで、ポールティップ10の部分の応力誘起異方性お
よび形状異方性の影響を除去し、誘電磁気異方性を強め
ることが必要である。但し、誘導磁気異方性を必要以上
に強めると、透磁率が低下するので、形状異方性に打ち
勝つ程度にする必要がある。この内、形状異方性に関し
ては、薄膜磁気ヘッドの形状を形状異方性の方向が変わ
るほど変更することは難しいが、応力誘起異方性に関し
ては、磁性膜3および8の組成および膜形成条件を変更
して磁歪定数の制御をすることにより、その影響を低減
することが可能であり、所定の磁歪定数を持つ薄膜磁気
ヘッドの磁性膜3および8の組成および膜形成条件を規
定した幾つかの従来例がある。そして、この従来例にお
いては、磁性膜3および8全体の磁歪定数を同一として
その値を規定しているが、磁性膜3および8の各部にお
いて応力分布が異なるため、これに起因する応力誘起異
方性も磁性膜3および8の各部において異なり、最適な
設計がされないという欠点があった。
Therefore, it is necessary to remove the influence of the stress-induced anisotropy and the shape anisotropy of the pole tip 10 to enhance the dielectric magnetic anisotropy. However, if the induced magnetic anisotropy is strengthened more than necessary, the magnetic permeability decreases, so that it is necessary to overcome the shape anisotropy. Of these, it is difficult to change the shape of the thin film magnetic head as the direction of the shape anisotropy changes with respect to the shape anisotropy. However, regarding the stress-induced anisotropy, the composition and film formation of the magnetic films 3 and 8 are changed. By controlling the magnetostriction constant by changing the conditions, it is possible to reduce the influence of the magnetostriction constant, and the number and the composition of the magnetic films 3 and 8 of the thin-film magnetic head having a predetermined magnetostriction constant and the film formation conditions are defined. There is such a conventional example. In this conventional example, the magnetostriction constants of the entire magnetic films 3 and 8 are set to be the same, and the values are defined. However, since the stress distribution differs in each part of the magnetic films 3 and 8, the stress-induced variation caused by this is caused. The anisotropy also differs in each part of the magnetic films 3 and 8, and there is a disadvantage that an optimal design is not made.

また、応力による影響を完全に除去するために磁歪定
数を零にする考え方(特開昭62−281106号公報参照)も
あるが、この場合には、磁性膜3および8の組成および
膜形成条件の制御が難しいという欠点と、形状異方性に
対する補償効果が得られないという欠点とがあった。
There is also a concept of setting the magnetostriction constant to zero in order to completely eliminate the influence of stress (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-281106). In this case, however, the composition and film forming conditions of the magnetic films 3 and 8 are set. There is a disadvantage that control of the shape is difficult, and a disadvantage that a compensation effect for shape anisotropy cannot be obtained.

この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、再
生波形の歪その他の特性劣化がない薄膜磁気ヘッドを提
供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a thin-film magnetic head free from distortion of a reproduced waveform and other deterioration in characteristics.

「課題を解決するための手段」 この発明による薄膜磁気ヘッドは、負の磁歪定数を持
つ磁性膜によって形成されたポールティップと、正の磁
歪定数を持つ磁性膜によって形成されたヘッドコア後部
とを具備することを特徴としている。
[Means for Solving the Problems] A thin-film magnetic head according to the present invention includes a pole tip formed by a magnetic film having a negative magnetostriction constant and a head core rear portion formed by a magnetic film having a positive magnetostriction constant. It is characterized by doing.

また、この発明による薄膜磁気ヘッドは、前記ポール
ティップの磁歪定数が0より小さく、−10×10-6以上で
あることを特徴としている。さらに、この発明による薄
膜磁気ヘッドは、上部ヘッドコアと下部ヘッドコアの少
なくとも一方のヘッドコアがポールティップとヘッドコ
ア後部から構成されており、このヘッドコア後部は正の
磁歪定数を持つ磁性膜と負の磁歪定数を持つ磁性膜の積
層構造により形成され、ポールティップは負の磁歪定数
を持つ磁性膜のみによって形成されることを特徴として
いる。
The thin-film magnetic head according to the present invention is characterized in that the pole tip has a magnetostriction constant smaller than 0 and equal to or larger than -10 × 10 -6 . Further, in the thin-film magnetic head according to the present invention, at least one of the upper head core and the lower head core includes a pole tip and a rear portion of the head core, and the rear portion of the head core has a magnetic film having a positive magnetostriction constant and a negative magnetostriction constant. The pole tip is formed only by a magnetic film having a negative magnetostriction constant.

「作用」 この発明によれば、ポールティップの磁区構造は動作
方向に対して垂直方向が磁化容易軸となる。
According to the present invention, in the magnetic domain structure of the pole tip, the direction perpendicular to the operating direction is the axis of easy magnetization.

「実施例」 以下、図面を参照してこの発明の一実施例について説
明する。第1図はこの発明の第1の実施例による薄膜磁
気ヘッドの構成を示す斜視図であり、この図において、
第5図の各部に対応する部分には同一の符号を付け、そ
の説明を省略する。第1図においては、磁性膜8に代え
て負の磁歪定数(0より小さく−10×10-6以上)を持つ
磁性膜11および正の磁歪定数を持つ磁性膜12が新たに形
成されて、薄膜磁気ヘッドコア20が構成されている。従
って、磁性膜11のポールティップ10の先端部の応力がギ
ャップ9の深さ方向にあっても、逆磁歪効果による応力
誘起異方性が膜形成時および膜形成後に付与された誘電
磁気異方性を打ち消すことはない。これにより、磁性膜
11および12の磁区構造は第6図とほぼ同様となる。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing the structure of a thin film magnetic head according to a first embodiment of the present invention.
Parts corresponding to the respective parts in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In FIG. 1, a magnetic film 11 having a negative magnetostriction constant (less than 0 and −10 × 10 −6 or more) and a magnetic film 12 having a positive magnetostriction constant are newly formed in place of the magnetic film 8. A thin-film magnetic head core 20 is configured. Therefore, even if the stress at the tip of the pole tip 10 of the magnetic film 11 is in the depth direction of the gap 9, the stress-induced anisotropy due to the inverse magnetostriction effect is given during and after film formation. It does not negate sex. With this, the magnetic film
The magnetic domain structures of 11 and 12 are almost the same as in FIG.

次に、この発明の第2の実施例について説明する。第
2図はこの発明の第2の実施例による薄膜磁気ヘッドの
構成を示す断面図であり、この図において、第1および
第5図の各部に対応する部分には同一の符号を付け、そ
の説明を省略する。第2図においては、磁性膜11および
12に代えて負の磁歪定数(0より小さく−10×10-6
上)を持つ磁性膜13および正の磁歪定数を持つ磁性膜14
が新たに形成されている。従って、磁性膜13のポールテ
ィップ10の先端部の応力がギャップ9の深さ方向にあっ
ても、逆磁歪効果による応力誘起異方性が膜形成時およ
び膜形成後に付与された誘導磁気異方性を打ち消すこと
はない。これにより、磁性膜13および14の磁区構造は第
6図とほぼ同様となる。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a sectional view showing the structure of a thin-film magnetic head according to a second embodiment of the present invention. In this figure, parts corresponding to those in FIG. 1 and FIG. Description is omitted. In FIG. 2, the magnetic films 11 and
A magnetic film 13 having a negative magnetostriction constant (less than 0 and −10 × 10 −6 or more) and a magnetic film 14 having a positive magnetostriction constant
Is newly formed. Therefore, even when the stress at the tip of the pole tip 10 of the magnetic film 13 is in the depth direction of the gap 9, the induced magnetic anisotropy imparted during and after film formation by the stress-induced anisotropy due to the inverse magnetostriction effect. It does not negate sex. Thereby, the magnetic domain structure of the magnetic films 13 and 14 becomes almost the same as that of FIG.

さらに、この発明の第3の実施例について説明する。
第3図はこの発明の第3の実施例による薄膜磁気ヘッド
の構成を示す断面図であり、この図において、第2図の
各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を
省略する。第3図においては、磁性膜13および14に代え
て、正の磁歪定数を持つ磁性膜15および負の磁歪定数
(0より小さく−10×10-6以上)を持つ磁性膜16が新た
に形成されている。従って、磁性膜15のポールティップ
10の先端部の応力がギャップ9の深さ方向にあっても、
逆磁歪効果による応力誘起異方性が膜形成時および膜形
成後に付与された誘導磁気異方性を打ち消すことはな
い。これにより、磁性膜15および16の磁区構造は第6図
とほぼ同様となる。
Further, a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 3 is a sectional view showing the structure of a thin-film magnetic head according to a third embodiment of the present invention. In FIG. 3, parts corresponding to those in FIG. I do. In FIG. 3, a magnetic film 15 having a positive magnetostriction constant and a magnetic film 16 having a negative magnetostriction constant (less than 0 and −10 × 10 −6 or more) are newly formed in place of the magnetic films 13 and 14. Have been. Therefore, the pole tip of the magnetic film 15
Even if the stress at the tip of 10 is in the depth direction of the gap 9,
The stress-induced anisotropy due to the inverse magnetostriction effect does not cancel out the induced magnetic anisotropy imparted during and after film formation. Thereby, the magnetic domain structure of the magnetic films 15 and 16 becomes almost the same as that of FIG.

さらに、この発明の第4の実施例について説明する。
第4図はこの発明の第4の実施例による薄膜磁気ヘッド
の構成を示す断面図であり、この図において、第3図の
各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を
省略する。第4図においては、磁性膜3に代えて、負の
磁歪定数(0より小さく−10×10-6以上)を持つ磁性膜
17および正の磁歪定数を持つ磁性膜18からなる下部ヘッ
ドコア19が新たに形成されている。従って、磁性膜17の
ポールティップ10の先端部の応力がギャップ9の深さ方
向にあっても、逆磁歪効果による応力誘起異方性が膜形
成時および膜形成後に付与された誘電磁気異方性を打ち
消すことはない。これにより、磁性膜17および18の磁区
構造は第6図とほぼ同様となる。
Further, a fourth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 4 is a sectional view showing the structure of a thin-film magnetic head according to a fourth embodiment of the present invention. In this figure, parts corresponding to those in FIG. I do. In FIG. 4, a magnetic film having a negative magnetostriction constant (smaller than 0 and equal to or larger than -10 × 10 -6 ) is used instead of the magnetic film 3.
A lower head core 19 comprising a magnetic film 17 and a magnetic film 18 having a positive magnetostriction constant is newly formed. Therefore, even when the stress at the tip of the pole tip 10 of the magnetic film 17 is in the depth direction of the gap 9, the stress-induced anisotropy due to the inverse magnetostriction effect is given during and after film formation. It does not negate sex. Thereby, the magnetic domain structure of the magnetic films 17 and 18 becomes almost the same as that of FIG.

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、負の磁歪定
数を持つ磁性膜によって形成されたポールティップと、
正の磁歪定数を持つ磁性膜によって形成されたヘッドコ
ア後部とを設けたので、この薄膜磁気ヘッドの再生波形
の歪その他の特性劣化がないという効果がある。
[Effect of the Invention] As described above, according to the present invention, a pole tip formed by a magnetic film having a negative magnetostriction constant,
Since the rear portion of the head core formed of a magnetic film having a positive magnetostriction constant is provided, there is an effect that the reproduced waveform of the thin-film magnetic head is not distorted and other characteristics are not deteriorated.

また、前記ポールティップの磁歪定数が0より小さ
く、−10×10-6以上であることにより、磁性膜のポール
ティップの先端部の応力がギャップの深さ方向にあって
も、逆磁歪効果による応力誘起異方性が膜形成時および
膜形成後に付与された誘導磁気異方性を打ち消すことは
なく、誘導磁気異方性の強さを、透磁率を低下させずに
形状異方性に打ち勝つことができる程度に適正化するこ
とができる。さらに、上部ヘッドコアと下部ヘッドコア
の少なくとも一方のヘッドコアがポールティップとヘッ
ドコア後部から構成されており、このポールティップを
負の磁歪定数を持つ磁性膜のみによって形成し、ヘッド
コア後部を正の磁歪定数を持つ磁性膜と負の磁歪定数を
持つ磁性膜の積層構造により形成することにより、ポー
ルティップの磁歪定数を負に、ヘッドコア後部の積層膜
全体の磁歪定数を正にすることができる。
Further, since the magnetostriction constant of the pole tip is smaller than 0 and equal to or more than −10 × 10 −6 , even if the stress at the tip of the pole tip of the magnetic film is in the depth direction of the gap, the reverse magnetostriction effect occurs. The stress-induced anisotropy does not cancel the induced magnetic anisotropy imparted at the time of film formation and after the film is formed, and the strength of the induced magnetic anisotropy overcomes the shape anisotropy without lowering the magnetic permeability Can be optimized to the extent possible. Further, at least one of the upper head core and the lower head core includes a pole tip and a rear portion of the head core, and the pole tip is formed only of a magnetic film having a negative magnetostriction constant, and the rear portion of the head core has a positive magnetostriction constant. By forming the magnetic film and the magnetic film having a negative magnetostriction constant with a laminated structure, the magnetostriction constant of the pole tip can be made negative and the magnetostriction constant of the whole laminated film at the rear of the head core can be made positive.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図はこの発明の第1の実施例による薄膜磁気ヘッド
の構成を示す斜視図、第2図はこの発明の第2の実施例
による薄膜磁気ヘッドの構成を示す断面図、第3図およ
び第4図はそれぞれこの発明の第3および第4の実施例
による薄膜磁気ヘッドの構成を示す断面図、第5図は従
来の薄膜磁気ヘッドの構成例を示す断面図、第6図は従
来例およびこの発明の一実施例による薄膜磁気ヘッドの
ヘッドコアの磁区構造を示す図、第7図は従来の薄膜磁
気ヘッドのヘッドコアの磁区構造を示す図である。 5……電気絶縁層、6……コイル、7……電気絶縁層、
10……ポールティップ、11……負の磁歪定数を持つ磁性
膜、12……正の磁歪定数を持つ磁性膜、13……負の磁歪
定数を持つ磁性膜、14……正の磁歪定数を持つ磁性膜、
15……正の磁歪定数を持つ磁性膜、16……負の磁歪定数
を持つ磁性膜、17……負の磁歪定数を持つ磁性膜、18…
…正の磁歪定数を持つ磁性膜、19……下部ヘッドコア、
20……薄膜磁気ヘッドコア。
FIG. 1 is a perspective view showing the structure of a thin-film magnetic head according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of a thin-film magnetic head according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a sectional view showing the structure of a thin film magnetic head according to the third and fourth embodiments of the present invention, FIG. 5 is a sectional view showing an example of the structure of a conventional thin film magnetic head, and FIG. FIG. 7 is a diagram showing a magnetic domain structure of a head core of a thin film magnetic head according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a diagram showing a magnetic domain structure of a head core of a conventional thin film magnetic head. 5 ... electric insulating layer, 6 ... coil, 7 ... electric insulating layer,
10 ... pole tip, 11 ... magnetic film with negative magnetostriction constant, 12 ... magnetic film with positive magnetostriction constant, 13 ... magnetic film with negative magnetostriction constant, 14 ... Magnetic film,
15 ... Magnetic film with positive magnetostriction constant, 16 ... Magnetic film with negative magnetostriction constant, 17 ... Magnetic film with negative magnetostriction constant, 18 ...
... Magnetic film with positive magnetostriction constant, 19 ... Lower head core,
20 ... Thin film magnetic head core.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】負の磁歪定数を持つ磁性膜によって形成さ
れたポールティップと、正の磁歪定数を持つ磁性膜によ
って形成されたヘッドコア後部とを具備する薄膜磁気ヘ
ッドコアを具備することを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
1. A thin-film magnetic head core comprising: a pole tip formed by a magnetic film having a negative magnetostriction constant; and a rear portion of the head core formed by a magnetic film having a positive magnetostriction constant. Thin film magnetic head.
【請求項2】前記ポールティップの磁歪定数が0より小
さく、−10×10-6以上であることを特徴とする請求項1
に記載の薄膜磁気ヘッド。
2. The method according to claim 1, wherein the magnetostriction constant of the pole tip is smaller than 0 and equal to or larger than -10 × 10 -6.
2. The thin-film magnetic head according to 1.
【請求項3】上記ヘッドコアと下部ヘッドコアの間に電
気絶縁層を介して導電性のコイルを備えた薄膜磁気ヘッ
ドであって、前記上部ヘッドコアと前記下部ヘッドコア
の少なくとも一方はポールティップとヘッドコア後部か
ら構成されており、該ヘッドコア後部は正の磁歪定数を
持つ磁性膜と負の磁歪定数を持つ磁性膜の積層構造によ
り形成され、前記ポールティップは負の磁歪定数を持つ
磁性膜のみによって形成されることを特徴とする薄膜磁
気ヘッド。
3. A thin-film magnetic head comprising a conductive coil between said head core and lower head core via an electrical insulating layer, wherein at least one of said upper head core and said lower head core is located between a pole tip and a rear portion of the head core. The rear portion of the head core is formed by a laminated structure of a magnetic film having a positive magnetostriction constant and a magnetic film having a negative magnetostriction constant, and the pole tip is formed only by a magnetic film having a negative magnetostriction constant. A thin film magnetic head characterized by the above-mentioned.
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JP2543374B2 (en) * 1987-09-14 1996-10-16 日本電信電話株式会社 Magnetic artificial lattice film

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