Löschen magnetisch aufgezeichneter Daten

Charakteristische Eigenschaftswerte der in Speichermedien eingesetzten hartmagnetischen Werkstoffe sind

• die Größe ihrer Koerzitivfeldstärke H_c
• die Größe ihrer remanenten Magnetisierung J_rem

Beide Größen werden nach einer vorangegangenen Magnetisierung bis in die magnetische Sättigung J_Sätt. bestimmt.
Die Größe der Koerzitivfeldstärke H_c ist entscheidend für die Sicherung der aufgezeichneten Daten und für die Vermeidung ungewollter Löschungen/ Veränderungen durch überlagerte Magnetfelder.
Eine hohe Remanenz J_rem 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 H_C und J_rem

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. )

Bei der magnetischen Datenaufzeichnung werden nacheinander kleinste Volumenbereiche der Magnetschicht magnetisiert, wobei die magnetischen Momente m = {J_rem*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 = {J_rem*V}

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

Wirkung des äußeren Magnetfeldes auf Bereiche mit einer Remanenz J_rem > 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 J_rem < 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 H_a ≥ H_c nach Erreichen der Koerzitivfeldstärke die Richtung der Magnetisierung umkehrt. Danach werden die Bereiche durch das Feld H_a 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 H_a = 0 geht die Magnetisierung J in den zuvor antiparallel magnetisierten Bereichen jeweils auf den Wert J_rem > 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.

Kriterien für eine sichere Löschung magnetisch aufgezeichneter Daten

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

• der Sättigungsfeldstärke H_Sätt. und der Koerzitivfeldstärke H_c
• der entsprechenden remanenten Magnetisierungen J(H_Sätt.)_rem und J(H_C)_rem

einander an.

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

Derartige Unterschiede in den remanenten Magnetisierungen J_rem 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 H_Schreibkopf < H_Sätt. unterhalb der Sättigungsfeldstärke erreicht wird, würde für eine sichere Datenlöschung ein Feld H_a ≥ H_Schreibkopf ausreichend sein. Es wird davon ausgegangen, dass generell H_Schreibkopf ≥ H_Sätt. gilt.