電子材料6章　予想問題

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• 形状磁気異方性が磁気記録において重要とされる理由を説明しなさい。

  形状磁気異方性とは、磁性体の形状によって磁気モーメントが特定の方向に向きやすくなる性質である。この性質を利用することで、磁気情報が一定方向に安定して記録され、書き込みやすさと保持のしやすさを両立できるため、磁気記録に適している。
• 垂直磁気記録法の導入によって得られた利点を答えなさい。

  垂直磁気記録法では、磁性体を記録媒体に対して垂直に配置することで、記録密度が大幅に向上した。これにより、同じ面積により多くの情報を記録できるようになった。
• 垂直磁気記録法では読み取りに課題が生じたが、それに対してどのような工夫がされたか答えなさい。

  垂直磁気記録法では、磁束が外部に漏れにくくなるため、読み取り感度が低下する課題があった。これに対して、磁気抵抗や巨大磁気抵抗、トンネル磁気抵抗など感度の高い材料を磁気ヘッドに用いることで、微弱な磁気信号でも読み取り可能にした。
• 光磁気記録の書き込みにおいて、レーザー光を照射する理由を説明しなさい。

  レーザー光を照射することで、磁気ディスクの特定部分をキュリー温度以上に加熱する。その状態で磁界を加えながら冷却することで、磁気情報をその部分に書き込むことができるためである。
• 蒸着法を用いることによって、磁気ヘッドにどのような利点が得られたか答えなさい。

  蒸着法では金属を蒸発させて基板上に薄膜を形成することで、磁気ヘッドを高精度かつ小型に製造できる。この技術により、磁気記録装置の小型化と高密度化が実現された。
• 磁気テープ記録において、「反磁界」が関係する現象と、その影響について簡潔に述べなさい。

  反磁界とは、磁性体の形状により内部に生じる逆向きの磁界である。細長い磁性体では反磁界の影響が小さく、情報を書き込みやすくなるため、横長の針状磁性体が用いられている。
• ハードディスクの読み取り感度を向上させるために導入された「巨大磁気抵抗（GMR）」や「トンネル磁気抵抗（TMR）」は、それ以前の読み取り法と何が異なるか、理由を含めて説明しなさい。

  従来はコイルに誘導される電流を検出して情報を読み取っていたが、GMRやTMRでは磁性体の電気抵抗の変化を検出することで読み取りを行う。この方法は、より微細な磁気変化に敏感であり、記録密度の向上に対応できる高感度な読み取りが可能となった。
• 光磁気記録では「ポーリング処理」が用いられるが、これはどのような目的で行われるか説明しなさい。

  ポーリング処理は、磁気情報を記録する部分をキュリー温度以上に加熱し、磁界を加えた状態で冷却することで、その磁気情報を安定して固定する処理である。これにより、非常に小さな面積に情報を高密度で書き込むことが可能になる。
• 磁気テープとハードディスクでは記録構造や用途に違いがある。記録構造の観点から両者の違いを説明しなさい。

  磁気テープでは水平磁気記録法が用いられ、針状の磁性体をテープに対して横方向に配置して記録を行う。一方、ハードディスクでは垂直磁気記録法が採用されており、磁性体を垂直に立てて配置することで、より高い記録密度を実現している。
• こっから過去問
  磁気テープをはじめ、磁気記録媒体、磁性体を利用して情報の記録を行っている。何という異方性で、どのような性質のものか答えなさい。

  形状磁気異方性
  外部磁界に反発する方向に磁性体内部で生じる反磁界の方向は、法磁性体の形状に依存するという性質
• 従来、磁気データの読み取りについて、2種類の方法を解説した。これらの違いを説明しなさい。

  磁気記録を読み取る方法として、磁気抵抗の大きさを読み取る方法と、照射されたレーザーの反射光の回転角を読み取る方法がある。これらの違いは、読み取りに用いる物性の点において異なる。
• 磁気記録の方法を、「磁気ヘッド」という用語を使って説明しなさい。

  磁気テープの記録では、磁気ヘッドと呼ばれる装置を用いて、コイルに電流を流すことで磁界を発生させ、その磁界によって磁気テープ上の磁性体に情報を記録する。磁気ヘッドにはギャップがあり、そこから磁束が漏れ出すことで磁気テープに磁気モーメントの向きとして情報が書き込まれる。
• Hard Disk Drive の記録容量が格段に向上した原因を、磁性体の記録構造に着目して答えなさい。

  Hard Disk Driveでは、磁性体を従来の水平配置から垂直方向に並べる垂直磁気記録法が導入されたことにより、記録密度が大幅に向上した。
• 光磁気記録の書き込み方式を説明しなさい。

  光磁気記録では、磁気ヘッドで磁界を加えると同時に、レーザー光を照射して円盤上の特定の位置を加熱し、キュリー温度以上にする。その後、磁界を加えたまま冷却することで、その部分の磁気情報が書き換えられる（ポーリング処理）。
• 磁気テープの記録材料に針状の磁性体が利用されている理由を説明せよ。

  針状の磁性体には形状磁気異方性があり、長手方向に磁気モーメントが向きやすく、記録された磁気情報が安定しやすい。また、横に細長い形状にすることで反磁界の影響が小さくなり、情報の書き込みやすさと保持性のバランスが良いため、磁気テープの記録材料として適している。
• 磁気記録密度を向上させるために、ハードディスクの記録材に工夫されている方法を答えよ。

  磁気記録密度を向上させるために、垂直磁気記録法が導入された。この方法では、磁性体を垂直に配置することで、記録単位を高密度に配置でき、従来の水平磁気記録に比べて大幅に記録密度を向上させることができる。

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