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. )

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.
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.

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 = {JremV} in die gleiche Richtung, ihre Größe wird sich in Abhängigkeit vom magnetischen Ausgangszustand m = {JremV} bzw. m = {-Jrem*V} aber voneinander unterscheiden. Dieser Fall wird im nächsten Bild dargestellt.

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.