Löschen magnetisch aufgezeichneter Daten

Charakteristische Eigenschaftswerte der in Speichermedien eingesetzten hartmagnetischen Werkstoffe sind   

  • die Größe ihrer Koerzitivfeldstärke Hc
  • die Größe ihrer remanenten Magnetisierung Jrem

Beide Größen werden nach einer vorangegangenen Magnetisierung bis in die magnetische Sättigung JSätt. bestimmt. 
Die Größe der Koerzitivfeldstärke Hc ist entscheidend für die Sicherung der aufgezeichneten Daten und für die Vermeidung ungewollter Löschungen/ Veränderungen durch überlagerte Magnetfelder. 
Eine hohe Remanenz Jrem ist für ein ausgeprägtes Wiedergabesignal und damit für eine eindeutige Lesbarkeit der gespeicherten Daten entscheidend.

Im folgenden Diagramm sind  

  • die J(H)-Magnetisierungskennlinie
  • eine J(H)-Ummagnetisierungsschleife mit den Werten HC und Jrem

eines ferromagnetischen Werkstoffs dargestellt.
(Die verwendete J(H)-Schleife wurde nicht an der Magnetschicht eines Datenträgers aufgenommen. Für die Datenspeicherung ist eine Rechteckform der Schleife günstig. )

 

Diagram Hysteresis


  
Bei der magnetischen Datenaufzeichnung werden nacheinander kleinste Volumenbereiche der Magnetschicht magnetisiert, wobei die magnetischen Momente m = {Jrem*V} dieser Volumina nach einem bestimmten Code parallel oder antiparallel ausgerichtet werden. 

Die auf diese Weise gespeicherten Informationen werden gelöscht, wenn durch ein äußeres Feld Ha alle magnetischen Momente m = {Jrem*V}  

  • in die gleiche Richtung/ Orientierung gezwungen und
  • in ihrer Größe weitgehend nivelliert werden.

Das soll im nächsten Bild am Verhalten von Bereichen mit antiparallelen magnetischen Momenten in einem magnetischen Feld Ha gezeigt werden.
Ihr magnetischer Ausgangszustand mit den unterschiedlichen Magnetisierungen Jrem bzw. -Jrem  ist durch rote Punkte gekennzeichnet. 
Die Größe und Richtung des Feldes Ha für die Löschung der Daten werden durch den blauen Pfeil dargestellt.  

Diagram Erasing

 

Wirkung des äußeren Magnetfeldes auf Bereiche mit einer Remanenz Jrem > 0

Die Magnetisierungsänderungen werden durch den grünen Schleifenabschnitt beschrieben.
Die interessierenden Bereiche sind im Ausgangszustand in Richtung des äußeren Feldes magnetisiert.
Sie werden durch das einwirkende Feld Ha bis mind. zum Endpunkt der Schleife auf einen Wert J ≈ JSätt. ausgesteuert. Wird das Feld auf den Wert Ha = 0 zurückgefahren, kehrt die Magnetisierung J auf den ursprünglichen Remanenzwert Jrem zurück.

Wirkung des äußeren Magnetfeldes auf Bereiche mit einer Remanenz Jrem < 0

Das Ummagnetisieren erfolgt in diesem Fall entlang des roten Schleifenabschnitts. 
Die Richtung der Magnetisierung dieser Bereiche ist im Ausgangszustand gegen das äußere Feld Ha gerichtet. Das bleibt so, bis sich bei  Ha ≥ Hc  nach Erreichen der Koerzitivfeldstärke die Richtung der Magnetisierung umkehrt. Danach werden die Bereiche durch das Feld Ha entlang des roten Schleifenabschnitts ebenfalls bis mind. zum Endpunkt der J(H)-Schleife magnetisiert. 

Veränderungen der Magnetisierungen durch das äußere Magnetfeld

Beim Zurückfahren des äußeren Feldes auf Ha = 0 geht die Magnetisierung J in den zuvor antiparallel magnetisierten Bereichen jeweils auf den Wert Jrem > 0 zurück (= oberer roter Punkt). Die Bereiche sind nicht mehr unterscheidbar, sie enthalten keine Informationen mehr.

Die beschriebenen Vorgänge werden der folgenden Skizze schematisch dargestellt. 

 

Erasing Information

 

 

Kriterien für eine sichere Löschung magnetisch aufgezeichneter Daten

Für ein sicheres Löschen der Daten in der Magnetschicht muss für die nutzbare äußere magnetische Feldstärke Ha gelten Ha ≥ HSätt. .
Als Sättigungsfeldstärke HSätt. wird diejenige Feldstärke bezeichnet, die für das Erreichen der (materialspezifischen) Sättigungsmagnetisierung JSätt. erforderlich ist.
Im Fall einer Rechteckform der J(H)-Schleife nähern sich die Werte 

  • der Sättigungsfeldstärke HSätt. und der Koerzitivfeldstärke Hc
  • der entsprechenden remanenten Magnetisierungen J(HSätt.)rem  und  J(HC)rem 

einander an.


Gilt für das äußere Feld    Hc  <  Ha  <  HSätt.  weisen nach seinem Einwirken zwar alle magnetischen Momente  m = {Jrem*V}  in die gleiche Richtung, ihre Größe wird sich in Abhängigkeit vom magnetischen Ausgangszustand  m = {Jrem*V} bzw.  m = {-Jrem*V} aber voneinander unterscheiden. Dieser Fall wird im nächsten Bild dargestellt.

diagram weak erasing

Derartige Unterschiede in den remanenten Magnetisierungen Jrem werden bei den für die Zertifizierung der Datenlösch-Einrichtungen üblichen Untersuchungen im Rasterkraftmikroskop MFM (MFM = magnetic atomic force microscope) nachgewiesen und als nicht eindeutige Datenlöschung gekennzeichnet. 


Für den Fall, dass im Schreibkopf nur eine Feldstärke  HSchreibkopf  <  HSätt. unterhalb der Sättigungsfeldstärke erreicht wird, würde für eine sichere Datenlöschung ein Feld Ha ≥ HSchreibkopf  ausreichend sein. Es wird davon ausgegangen, dass generell  HSchreibkopf  ≥  HSätt.  gilt.