CN104054256A - 产生重力磁感应的装置和方法，质量旋转阀或重力校正器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及磁头-盘组件装置，“质量旋转阀”或“重力校正器”与利用在硬盘表面上制造的毫微级特征部、毫微级隆起部和毫微级坑产生重力磁感应的方法。该装置包括计算机硬盘；压电滑动头和/或GMR读取头；典型的硬驱动器电子部件，其中，利用聚焦离子束(FIB)，通过在预先决定的半径上分开多个密耳或mm，沉积需要数目的指定高度的毫微级隆起部，和蚀刻相等数目的指定深度的毫微级坑，而在所述盘上制造缺陷。通过旋转所述盘，(1)利用压电滑动头产生相关的机械力，和/或(2)利用GMR读取头产生相关的磁力，供(a)表面表征工作一般使用，(b)通过在旋转盘上有或无物体，产生动力。

Description

产生重力磁感应的装置和方法,质量旋转阀或重力校正器

技术领域

本发明涉及利用磁头盘组件且更准确地说，利用在可用于产生用于工作和动力的机械与电能的旋转盘上的毫微级(Nano-)隆起部或毫微级坑产生的重力磁感应产生重力磁感应(gravitomagnetic induction)的装置和方法。

背景技术

曾经有许多努力去建立重力磁感应装置，且在科学文献中有少量的诸如效应一类的重力磁感应报告具有一席之地。但以后的例子中没有一个可接受用作重力磁感应的可重现例子；在现有技术中也没有任何利用磁头盘组件产生重力磁感应的装置。

当扭转时，陀螺仪产生一力，该力“超出平面”地工作，并似乎可以克服重力提升陀螺仪自己。虽然，即使在牛顿模型下，这个力也理解为虚假的，但尽管如此，它仍产生关于重力磁感应装置和任何数目的申请专利的装置的许多议论。或许，最好的已知例子为授予Pennsylvania的Valley Forge的GE航空和航天公司(GE Aerospace)和Philadelphia的GE Re-Entry Systems公司的工程师Henry William Wallace的一系列专利。他构造了快速旋转黄铜盘的装置，该黄铜是大部分由带有总共半整数的原子核的自旋的元素制成的材料[美国专利3,626,605的“运动质量场”发生器：Method and apparatus forgenerating a secondary gravitational force field(产生次级重力场的方法和装置)]。他宣称，通过快速转动这种材料的盘，原子核自旋可对准，结果可按照类似于Barnett效应产生的磁场的方式产生“重力磁”场。

Hayasaka和Takeuchi报告了重量沿着右旋转的陀螺仪的轴线减小。由Nitschke和Wilmath进行的对他们的主张的测试却产生不存在的结果。几年后，建议进行进一步的测试。Provatidis和Tsiriggakis提出了装备有多对转动的质量颗粒的新颖的陀螺仪，这些颗粒只画出圆的上(或下)180度，这样产生每个全转的净脉冲。这点可通过将先前使用的圆形轨道转换为完全处在半球的表面上的具有可变曲率的8字形的路径(无穷大的符号)来达到。而且，还提出整个机构的旋转，与通过两个伺服电机的离心力的共振一起，产生向着上述半球的对称轴线的抗重力推力[Antigravity Mechanism(抗重力机构)，美国专利申请61/110,307号(递交日期：2008年10月31日)]。在2011年11月，Provatidis教授公布了详细的现代化的报告。

俄罗斯研究者Eugene Podkletnov宣称，在1995年用超导体进行实验发现：快速转动的超导体可减小重力效应。许多研究都企图再现Podkletnov的实验，都没有结果。

在2006年，Martin Tajmar等人的文章宣称，在转动的超导体周围检测到与该超导体的角加速度成比例的人工重力场。

在2007年7月，新西兰的Canterbury Ring Laser集团的Graham等人报告了用较大的转动超导体测试同一效应的结果。他们报告在实验的测量精度范围内，没有显示任何效应。给定实验的条件，Canterbury集团得出结论，如果存在任何这种“Tajmar”效应，则它比2006年Tajmar预测的小至少22倍。然而，他们文章的最后一句说：“我们的实验结果对确认或驳斥这些最近的结果不具有敏感性[2007]”。

参见图2A，滑动头200以俯仰角飞行，其尾端208比前沿206更接近盘的表面。由于在飞行期间的俯仰角的作用和因为滑动头200包括尾端斜坡218，在滑动头200上的最低飞行点234在尾端208前面运动，并在空气支承表面214、216与尾端斜坡218的接合处；图2B分别显示具有带斜坡尾端的侧轨道的滑动头200的底部平面图和侧视图。如图所示，滑动头200包括第一和第二轨道202和204，它们从前沿206延伸至滑动头200的尾端208，在该两个轨道202和204之间形成凹下的区域222。轨道202和204包括前端斜坡210和尾端斜坡218，在它们之间布置有空气支承表面214和216。又如图所示，滑动头200包括轨道204和前端斜坡210与尾端斜坡218的角度。凹下区域222用虚线表示。滑动头200是50％的滑动器。如本领域技术所知的，术语“50％”是指滑动器的尺寸。但应理解，滑动头200不是限于50％的滑动器，可为任何希望的尺寸。

图3A示出带有将读和写功能组合为单个、或使用IBM术语为“合并头”的元件以及写头的磁头。小的聚集的磁场通过感应磁化或“激活”盘上的一区域。在底部的间隙将磁场集中在该盘上。当加电流以产生磁场时，“硬”盘介质永久被磁化，其极性与书写磁场匹配。电流反向可使磁盘位(disk bit)的极性反向，以重写或擦去以数字格式储存的信息。定时时钟与盘的转动同步，使得可精确地知道和控制带有磁性“位单元”的头的位置。位代表1和0(反向的磁极性)。虽然盘被永久地磁化，位可容易地反向或重写，因为该头施加由通过简单地使线圈电流反向产生的相反磁场。由于磁性的域较小，因此MR和GMR要求更精确的同步。该头的READ部分的任务为读取该盘的数据位。读取就是现有技术工艺被应用以及MR和最新的GMR原理被应用之处。MR和GMR二者使用某种程度相似的头结构。非常薄的MR或GMR传感器带夹在相反地偏置的接触元件之间，且这个零件放置在两个磁性屏蔽件之间，以减小杂散磁场。显示了MR和GMR头结构。软邻近层(SoftAdjacent Layer)(SAL)被附近的磁场磁化。SAL产生使MR元件中的磁化偏移的磁场，使得其磁场角偏移至45°，这是这种类型的传感器的最优角度。虽然读和写是独立的功能，但是写头和读头靠近一起放置且接近记录介质是很关键的。因此，写头直接制造到旋转阀GMR的读取头上。如图3a所示，为了形成集成或合并头设计，GMR传感器的顶部屏蔽件成为写头的底部磁极。该GMR头和写头共享一个磁性层。高效的集成的读-写组件称为合并头。该写头可以在快速旋转的盘之上小于30微米，且处理实际上是瞬时的。将来，更高的密度可能要求接近零的间隙。

图3B示出在磁头-盘组件中使用的印刷电路板的一个实施例。印刷电路板400包括多个层，该多个层包括动力平面、多个接地平面和信号路径。为了硬盘驱动器的操作，一般，该印刷电路板包括数字电路356、时钟340、模拟电路360和控制/动力与线路调节370。磁头-盘组件[HDA]连接器330连接来自印刷电路的动力和控制导体，以便确定至磁头盘组件的路径。对于这个实施例，接地平面在数字电路接地平面310和模拟电路接地平面320之间分开。用于产生要读取的数据和在硬盘驱动器中写数据的时钟340安装在印刷电路板300上且联接至数字电路接地平面310。类似地，控制硬盘驱动器的操作的数字电路350也安装在印刷电路板上且在数字电路接地平面310上接地。在从磁头-盘组件读取的模拟信号上工作的模拟电路360安装在印刷电路接地平面320上。来自模拟电路360的动力和控制信号输入到控制//动力线路调节电路370中，调节所述动力和控制信号，以减小藕合在作动器中的嘈声。然后，使被调节的信号通过至HDA连接器330。

图4示出安装在悬挂臂420上且飞越转动的盘422的表面424的滑动头或朝下的合并头；盘422沿箭头425的方向转动。通过使悬挂臂420如箭头421所示运动，线性作动器(没有示出)控制磁头402相对于盘422的径向位置。

图5示出朝下的滑动头或朝下的合并头的侧视图。如图5示出的侧视图所示，应当理解，一般来说，盘422的顶部表面424A和底部表面424B同时分别被朝下的头402A和朝上的头402B利用。头402A和402B安装在由线性作动器428控制的相应的悬挂臂420A和420B上。在操作期间，盘422转动，以在盘422和头402之间产生线速度。较高的线速度驱动在盘422的表面424和头402之间的空气，在头402的空气支承表面214和216上产生升力(参见图2)。这就是说，头402在盘422的表面424上“飞行”。随着盘422转动，头402通过线性作动器428在盘422的半径上侧向地运动(如图5所示)。相对于盘422的转动，头402的侧向运动慢。在机械力质量旋转阀装置的操作期间，滑动头402经受来自盘422表面上的毫微级坑或毫微级隆起部的机械力。同样，在磁力质量旋转阀装置的操作期间，合并头402经受从盘422表面上的毫微级坑或毫微级隆起部产生的磁力。

发明内容

质量旋转阀或重力校正器是包括具有毫微级特征部的盘、压电滑动头和/或与典型硬驱动器的电子部件组合的GMR读取头的产品/装置。旋转阀是硬驱动器产业中的标准术语。根据本发明，产生重力磁感应的装置包括：计算机硬盘；压电滑动头和/或与典型硬驱动器的电子部件组合的GMR读取头，其中，在MR盘上，利用聚焦离子束(FIB)制造多个缺陷，和在盘的预先决定的半径上分开多个密耳或mm，沉积多个指定高度的毫微级隆起部并蚀刻出多个指定深度的毫微级坑。

在本发明的另一个方面中，该“质量旋转阀”或“重力校正器”根据定义是新类型的磁头盘组件装置，它可用于通过利用在硬盘上制造的毫微级特征部，与硬驱动器头组合，产生重力磁感应，以利用压电滑动头产生相关的机械力，和/或利用GMR读取头产生相关的磁力，以供在表面表征工作中一般使用，还可利用在旋转盘上有或没有物体产生动力。该装置性能的详细说明为，该盘以每秒500英寸的恒定线速度旋转，GMR电阻在16mA下的DC偏压为恒定的，MR元件约为10微米长，和10纳米宽，磁头垂直放置，在旋转盘表面之上约51纳米(2微英寸)。这个现象被下列实验证实，下面给出简要说明。

毫微级特征部，毫微级隆起部和毫微级坑为毫微级工艺的技术术语。毫微级工艺是在原子或分子水平上操作物体的能力，以在毫微级尺寸规模下制造有用的东西。磁头盘组件构造为包括制造毫微级特征部产品/装置，在硬的驱动器磁性介质盘的表面上制造的毫微级隆起部和毫微级坑。利用聚焦离子束(FIB)在2400奥斯特、31.5密耳、95mm的MR盘上制造14个缺陷。如图1所示，在盘上在半径上分开50密耳(约1.27mm)沉积7个约1.25微英寸(约32纳米)高的隆起部，和蚀刻7个约2微英寸(约51纳米)深的坑。指定的面积尺寸分别为40×40、20×20、10×10、6×6、4×4、2×2和1×1平方微米。

在制造以后，将盘放置在MG250的主轴上，并利用宽磁道MIG感应头被消磁。然后，利用50％的滑动器扫描该盘，而压电晶体则安装在其中一个滑动器的侧面(即，压电滑动件或滑动头)，并测量该盘以得到来自该压电滑动头的机械力信号。再将MG250读取通道与包含磁化MR元件的50％滑动器GMR头使用。MR电流在16mA时是最优的，而线速度则保持在每秒500英寸(ips)(除非另有说明)。该滑动头和MR头二者运动至所分析的缺陷的近似位置，然后踏在半径上，直至在Lecroy LC920示波器上检测到信号为止。然后，优化该信号为最大的信号电平。再记录和表征该最大信号，以得到信号振幅和定时特性。记录和表征测量的最大信号为MR调制和质量旋转阀信号振幅和定时特性。然后，除去该盘，并利用Park Scientific AFM将每一个单独的缺陷表征为沿着圆周方向的缺陷宽度，如在本发明的详细说明中的表1所述。

GMR是在硬盘驱动器的存储工艺的术语中的“巨大的磁阻”的通常缩写。在提及GMR头中通常会提到该术语。GMR头称为巨大的，不是因为其尺寸，而是因为巨大的磁阻效应，这是由欧洲研究者Peter Gruenberg和Albert Fert在八十年代后期首先发现的。在用大的磁场和磁性材料的薄层工作时，Gruenberg和Fert注意到，当这些材料受到磁场作用时，非常大的电阻变化。基于GMR头工艺的盘驱动器使用这些性质帮助控制对在该盘上的非常小的转动响应的传感器。磁性转动使传感器电阻产生非常大的变化，这种变化就提供可用该驱动器中的(电路)灵敏的放大器拾取的信号。

GMR头的自由层中的电子，在固定磁场之上通过，与在固定磁场上的电子对准，在该头结构中产生低电阻。当该头在相反极性的磁场之上通过时，在GMR头中的自由层的电子转动，使它们不与固定磁场上的电子对准。这造成结构电阻的增加。因为GMR头的电阻变化是由自由层中的电子旋转特性变化造成的，因此GMR头也称为“旋转阀”，它是IBM创造的术语。

观察到的MR调制读回信号对应于由隆起部和坑的边缘产生的磁化极性的切换。正和负的磁转换调制脉冲之间的时间变化乘以线速度的乘积使得当用原子力显微镜(AFM)测量时，沿着圆周的缺陷宽度在200纳米内。(1)观察到[质量旋转阀]“MS信号”为中心峰值偏移电压，该偏移电压依赖于缺陷的类型及其尺寸。(2)观察到由微形制造缺陷引起的MR磁性调制信号的极性依赖于在MR介质上的DC消磁的极性，但MR质量旋转阀信号(或“MS”信号)独立于DC消磁的极性。没有涂覆磁性记录材料[没有示出]的玻璃基体在头的平台区域中做成YAG激光隆起部的结构，以保证磁头盘组件的可靠性。用在本发明中使用的GMR头扫描这些非磁性介质涂覆的盘，以(3)验证重力磁感应场与磁场方向无关，而MR磁调制信号则与介质的磁化极性有关，因为在没有磁性介质的地方，没有电磁信号。

如图所示，在该旋转盘上的坑产生正的向上力。这利用一种类型的称为压电[PZT]滑动头的硬盘缺陷测力仪验证。隆起部缺陷产生向下力，这点也可用PZT滑动头验证。

通过利用磁力显微镜[MFM]测量缺陷，在200纳米深的10×10平方微米的坑缺陷上，以纳牛顿为单位标定力，GMR头可用于使测量的重力感应信号被具体地量化。

该装置性能的详细情况为：盘以每秒500英寸的恒定线速度旋转，GMR电阻在16mA下加恒定的DC偏压，MR元件约为10微米长，和10纳米宽，该头垂直放置在该旋转盘的表面之上约51纳米[2微英寸]。

当用MFM测量时，2伏的重力感应信号振幅等价于2纳牛顿的力。

附图说明

参考附图，对照以下说明可更好地理解本发明的上述和其它特征、方面与优点：

图1示出利用聚焦离子束在硬驱动器盘的表面上制造的毫微级特征部的俯视图，

图2A和2B示出传统的压电[PZT]滑动头的底部平面图和侧视图，

图3A示出磁头，读和写功能的元件组合为单个或利用IBM术语为“合并头”；图3B示出在磁头-盘组件中使用的印刷电路板的一个实施例，

图4示出安装在悬挂臂上且在转动盘的表面上方飞行的传统滑动头，

图5示出朝下的传统滑动头或朝下的传统合并头的侧视图，

图6A、6B、6C、6D和6E示出质量旋转阀装置，图6A示出典型的磁头盘组件；图6B示出毫微级坑的相关的原子力显微图[AFM]；图6C示出典型的被写的硬盘磁力显微图[MFM]；图6D示出毫微级坑的质量旋转阀读回信号；和图6E示出毫微级坑的质量旋转阀的读回信号，其数据写在盘上，这又称为盘驱动器证明者丢失脉冲测试，

图7A、7B、7C分别示出毫微级隆起部的相关的AFM；典型的PZT滑动头读回信号，和相同的毫微级隆起部的质量旋转阀读回信号，

图8A、8B、8C分别表示毫微级坑的相关的AFM；典型的PZT滑动头读回信号；和相同的毫微级坑的质量旋转阀读回信号，

图9示出对于相同的毫微级隆起部的质量旋转阀读回信号的典型的磁感应和重力感应特性，

图10示出对于相同的毫微级坑的质量旋转阀读回信号的典型的磁感应和重力感应特性，

图11示出在质量旋转阀装置中，坑或隆起部体积对于重力校正的量子重力特性，

图12A和12B示出在质量旋转阀装置中，磁感应独立于重力感应，

图13示出在质量旋转阀装置中，重力和电磁之间的时间带间隙，

图14A和14B示出在毫微级特征部的盘原型上，与证明者丢失脉冲缺陷检测和校正算法比较的，在工业硬盘证明者上使用的电流压电滑动头缺陷检测和证明者丢失脉冲缺陷检测与校正算法，以及标注为MS信号的质量旋转阀信号的检测，

图15A显示在原型硬盘的表面上的刮伤类型的缺陷的照片，图15B示出典型的质量旋转阀读回信号，

图16A显示在原型硬盘的表面上的浅坑类型的缺陷的照片，图16B示出典型的质量旋转阀读回信号，

图17A显示在原型硬盘的表面上的短隆起部类型的缺陷的照片，图17B示出典型的质量旋转阀读回信号，

图18A示出原子力显微镜组件的图，其中，181为对尖端的垂直位置进行传感的器件；182为粗定位系统，以将该尖端带至样件的附近；183为反馈系统，以控制该尖端的垂直位置；184为探头尖端；185为压电扫描器，它以光栅样式使样件在该尖端下方运动(或尖端在该样件上方)；186为驱动该扫描器、测量数据和将数据转换为图像的计算机系统；图18B为用于确定标定坑的精确尺寸的标定坑的AFM图形，和

图19A示出磁力显微镜的悬臂梁的图，其中，191为带有磁性涂层的尖端，192为悬臂梁的路径，193为平的磁性样件，194为磁性域，图19B为用于确定标定坑的精确的重力磁力振幅的标定坑的MFM轮廓。

具体实施方式

典型磁介质硬盘的表面包含在铁磁体垂直材料钴和铂和铬(Cr)的10-20纳米厚的沉积层上的1纳米或更小的金刚石样的薄涂层，该沉积层位于沉积在抛光至粗糙度小于的铝基体上的约1微米厚的磷化镍(NiP)层上。

还称为FIB的聚焦离子束是特别用在半导体和材料科学领域中用于材料的特定位置分析、沉积和剥蚀的技术。FIB装备是类似于扫描电子显微镜(SEM)的科学工具。然而，SEM是在腔中使用聚焦的电子束来对样件成像，而FIB装备则替代地使用聚焦的离子束。FIB还可包括在带有电子和离子束柱二者的系统中，容许用任何一种束来研究相同特征。现在，参照附图来说明本发明的装置和方法的一些优选实施例。

图1为使用聚焦离子束(FIB)，在2400奥斯特、31.5密耳95mm的MR盘上制造的14个缺陷的顶视图。如图所示，在盘上在半径上分开50密耳(约1.27毫米)，沉积7个约为1.25微英寸(约32纳米)高的隆起部，和蚀刻出7个约为2微英寸(约51纳米)深的坑。具体的面积尺寸分别为40×40、20×20、10×10、6×6、4×4、2×2和1×1平方微米。在制造以后，将该盘放置在MG250的主轴上，并利用宽磁道MIG感应头被消磁。然后，利用带有安装在其中一个滑动器(即压电滑动件或滑动头)侧部上的压电晶体的50％滑动器扫描该盘，并测量该盘，以得到来自压电滑动头的机械力信号。再将MG250读通道与包含磁化MR元件的50％滑动器MR头使用。MR电流在16mA时是最优的，线速度保持在每秒500英寸(ips)[除非另外指出]。

该滑动头和MR头二者运动至所分析的缺陷的近似位置，然后踏在半径上，直至在Lecroy LC920示波器上检测出信号为止。再将该信号优化，得到最大的信号电平。再记录和表征该最大的信号，以得到信号振幅和定时特性。[R.D.Hemstead,IBM J.Res&Dev.,Vol.18,p547,1974]。记录和表征该测量的最大信号，以得到MR调制和质量旋转阀信号振幅和定时特性。然后除去该盘并利用Park Scientific AFM表征每一个单独的缺陷，以得到沿着圆周方向的缺陷宽度，如表1所述。

表1

基于在旋转盘上40.9×40.9平方微米的毫微级隆起部[例如]的读回信号，按比例增大功率密度可在MR电阻器上产生2伏信号乘以16mA的DC电流，或0.032瓦的功率/40.9×40.9平方微米；这与大约20兆瓦/米²的新的功率密度等价。换句话说，[按比例增大]尺寸足够大以包含足够40.9×40.9平方微米的毫微级隆起部以覆盖1平方米的表面积的旋转盘可产生约20兆瓦/米²。

图6A、6B、6C、6D、6E示出质量旋转阀装置；图6A为典型的磁头盘组件；在图6B中，显示从10微米×10微米面积的坑得出的AFM显微图；在图6C中，显示由典型的硬盘得出的被写磁道的MFM显微图。在图6D和图6E中分别显示来自消磁盘的MR读回信号和对于同一10微米×10微米面积的毫微级坑的证明丢失脉冲测试读回结果。

图7A示出毫微级隆起部的相关的AFM显微图，图7B示出典型的PZT滑动头读回信号，图7C示出相同的质量旋转阀读回信号。如图7B所示，隆起部缺陷的MS信号显示负极性脉冲。图7C显示对于1.25微英寸(约32纳米)，用AFM测量的10微米×10微米的隆起部产生在朝下的头滑动器上的隆起部的向下力的特征PZT滑动信号(在890ips时测量的)和隆起部的特征质量旋转阀信号(标记为非接触的MS阀信号)。

图8A、8B、8C分别示出毫微级坑的相关的AFM，典型的PZT滑动头读回信号，和相同毫微级坑的质量旋转阀的读回信号。图8B示出，对于约2微英寸，用AFM测量的10微米×10微米的坑产生PZT滑动信号(在890ips测量的)，和坑的特征质量旋转阀信号。如图8C所示，毫微级坑缺陷的质量旋转阀信号显示出正极性脉冲。

图9示出对于相同毫微级隆起部的质量旋转阀读回信号的典型磁感应和重力感应特征。图9示出，由于根据麦克斯韦右手规则，由隆起部缺陷的边缘产生的电磁感应的作用，10微米×10微米的毫微级隆起部展示两个电磁信号，还展示0.304伏的重力感应信号或0.304纳牛顿的负磁力。[麦克斯韦右手规则(RHR)为：如果右手握住导体，使得姆指指向电流I流动方向，则围绕该导体的手指指向磁通线的方向]。

图10示出对于相同毫微级坑的质量旋转阀读回信号的典型的磁感应和重力感应特征。图10示出，由于由坑缺陷的边缘产生的电磁感应的作用，40微米×40微米的毫微级坑展示两个电磁信号，还展示0.378伏的重力感应信号，而由7.69×10^-17立方米的丢失质量产生的等价(向上)力为0.378×10^-9牛顿。任何已知的理论都没有预测这个新的向上的[抗]重力(见表1)。

图11示出在质量旋转阀装置中，坑或隆起部的体积对于重力校正的量子重力特性。

在金属导体中，电子的流动输送电流。在半导体中，电流经常被系统化为或由电子的流动，或由材料的电子结构中的带正电“孔”的流动输送。作为一种基于在半导体晶体中的导电能量带电子的旋转那种类型的电磁旋转阀装置，在旋转盘上有和无物体相关的重力存在与在半导体接合处(或校正器)中的电磁量子性质等价的量子性质。图11示出将半导体等价为在质量旋转阀装置中的重力校正器的重力感应，从而，由附加的质量产生向下的重力感应力(N形式的施主重力子)；该附加质量与半导体整流器中的电子等价；由没有与半导体整流器中的“孔”等价的质量产生的向上的重力感应力(P形式的受主抗重力子)。

质量与正常的重力的关系由下列关系说明：[附加质量]隆起部体积(μm³)＝6(-G_f)²-7(-G_f)-0.4(其中，G_f为[-]重力吸引力)，该关系为具有两个数学上的实因子的抛物线力场[见图11]。假设重力感应力(-G_f)为变量x，附加质量的体积为y。通过两边乘以5简化该等式，对y＝0求解得到两个实因子x₁和x₂:x₁＝1.221255，x₂＝-0.054589。在带有一个实部分和两个虚数因子(相对于MR传感器)的双曲线力场中存在排斥的[+]抗重力，其由下列关系说明：[丢失的质量]坑体积(μm³)＝-3000G_f ³+1000G_f　-200G_f+8(见图11)。假设抗重力感应力(G_f)为变量x，丢失的质量的体积为y，则y＝-3000x³+1000x²-200x+8＝8(-375x³+125x²-25x+1)和(-375x³+125x²-25x+1)，该因子为两个虚数，一个实数。对y＝0求解得出：x₁＝0.0510251，x₂＝0.141154+0.179826*i，x₃＝0.141154-0.179826*i。

图12A和12B示出在质量旋转阀装置中，磁感应独立于重力感应。为了检查测量的MR质量旋转阀信号对DC消磁极性的依赖性，断开与写传感器连接的两条电线，并再附连至头的闸门板，用于在消磁期间要施加到写元件的相反极性。图12A示出在一个消磁极性下的结果。图12B示出，在相反的消磁极性下，与在由显微制造缺陷引起的坑的下降边缘和上升边缘产生的电磁场方向中的切换相应的两个MR调制读回信号依赖于在MR介质上的DC消磁的极性，但MR质量旋转阀信号(即，重力磁力场的方向)独立于DC消磁的极性。

图13示出在质量旋转阀装置中，在重力和电磁之间的时间带间隙。图13示出在重力和电磁之间的时间带间隙；为大约22微秒。图13示出在重力校正器装置内，时间具有“带间隙”，这再次非常像半导体；其中，该时间带间隙依赖于毫微级特征部的“重力磁性能”或“质量能”加上“相对于合并头402的“电磁能”。

图14A和14B示出，在毫微级特征部盘原型上，与证明者丢失脉冲缺陷检测和校正算法比较，在工业硬盘证明者上利用的电流压电滑动缺陷检测和证明者丢失脉冲缺陷检测与校正算法，和标注为MS信号的质量旋转阀信号的检测。图14A示出，在工业硬盘证明者上利用的电流压电滑动缺陷检测不能检测坑类型的缺陷，而证明者丢失脉冲缺陷检测和校正算法可以检测利用FIB在2400奥斯特、31.5密耳、95mm的MR盘上制造的两种类型的缺陷(即，坑和隆起部)。图14B示出在标注为MS信号的质量旋转阀信号的检测与由工业硬盘证明者利用的证明者丢失脉冲缺陷检测和校正算法之间高度相关。

图15A显示在原型硬盘表面上的刮伤式缺陷的照片，图15B示出典型的质量旋转阀的读回信号。图15A和15B示出该产品/装置应用于在盘表面上的刮伤式缺陷。该质量旋转阀信号标注为非接触的MS阀信号。该质量旋转阀信号只呈现来自刮伤缺陷的边缘的磁转移脉冲。

图16A显示在原型硬盘表面上的浅坑式缺陷的照片，和图16B示出典型的质量旋转阀读回信号。图16A和16B示出从盘表面上的浅坑式缺陷得出的结果。该读回信号呈现不具有自缺陷的边缘存在的MR磁调制信号但具有坑的特征极性质量旋转阀信号的质量旋转阀信号。

图17A显示在原型硬盘表面上的短隆起部式缺陷的照片，和图17B示出典型的质量旋转阀读回信号。图17A和17B示出从盘表面上的短隆起部式缺陷得出的结果。该读回信号呈现不具有自缺陷的边缘存在的MR磁调制信号但具有隆起部的特征质量旋转阀信号的质量旋转阀。

图18A示出原子力显微镜组件的图。图18B为用于确定在这个产品/装置中的标定毫微级坑的精确尺寸的标定坑的AFM轮廓。原子力显微镜(AFM)是一族工具，用于从原子至微米水平研究材料的表面性质。所有AFM包含图18A所示的零件，它示出该原子力显微镜(AFM)利用多个微米长且通常直径小于100埃的尖锐尖端探测样件表面。该尖端位于100至200微米长的悬臂梁的自由端。该尖端和样件表面之间的力使该悬臂梁弯曲或偏转。随着该尖端在样件上方被扫描，或者该样件在该尖端下被扫描，检测器测量该悬臂梁的偏转。被测量的悬臂梁偏转允许计算机产生表面形貌的图。AFM可用于研究绝缘体和半导体以及导电体。一般，多个力对AFM悬臂梁的偏转有帮助。通常与原子力显微镜最相关的力是称为vander Waals力的内原子力。图18B示出用AFM测量的10微米×10微米，200纳米深的毫微级坑的2D横截面。

图19A示出磁力显微镜悬臂梁的图，图19B显示用于确定在这个产品/装置中的标定毫微级坑的精确重力磁力振幅的标定坑的MFM轮廓。磁力显微术(MFM)提供在样件表面上的磁力的空间变化的3D轮廓。对于MFM，该尖端涂覆有铁磁体薄膜。系统以非接触模式工作，检测由磁场对尖端与样件分离的依赖性引起的悬臂梁的共振频率的变化(见图19A)。MFM可用于使在磁性材料中自然发生的和故意写入的域结构成像。图19B示出在如所示的这个产品/装置中使用约200纳米深，约10微米×10微米的毫微级坑进行控制测量用的磁力显微镜(MFM)的2D横截面。

本发明的可能应用如下：

1、用于制造目的的标定盘标准，其可追溯至国家标准技术研究所的要求。高密度记录的质量控制要求计算机的硬盘表面没有大于1微米×1微米面积尺寸的缺陷，或更好。表征这种尺寸的缺陷的现行方法，如原子力显微术(AFM)、相关的磁力显微术(MFM)或如压电(PZT)滑动的较快技术，受到计量制技术慢的限制。另一种较快的缺陷检测技术使用旋转支架，如在高频写和读速率下，检测丢失脉冲的磁确认测试器(即，相位量度MG250，一种类型的硬盘证明者)。

2、利用重力感应作为动力源产生动力。

3、旋转支架和基于质量旋转阀的时间带间隙的时钟，以设定时间的地球重力标准。

4、用于推进的使用质量旋转阀重力校正的运输装置。

5、使用质量旋转阀重力校正的远距离传输裝置，该重力校正利用量子纠缠，将带有质量能的电磁转换为电磁，且可转回质量能，使得可以无改变地将物体和能量输送至另外的远距离位置。

虽然已结合当前被认为最实际的优选实施例说明了本发明，但应理解，本发明不限于所述的实施例，而是意图在下列权利要求的精神和范围内，覆盖各种改变和等价的装置。

Claims (16)

1.一种产生重力磁感应的装置，它包括：

a)计算机硬盘，

b)压电滑动头，和/或

c)与典型硬驱动器的电子部件组合的GMR读取头，

其中，利用聚焦离子束(FIB)，通过在预先决定的半径上分开多个密耳或mm沉积多个指定高度的毫微级隆起部和蚀刻同样数目的指定深度的毫微级坑，而在所述盘上制造多个缺陷。

2.如权利要求1的装置，其中，利用聚焦离子束(FIB)，在2400奥斯特、31.5密耳、95mm的盘上制造14个缺陷。

3.如权利要求1的装置，其中，在盘上在半径上分开50密耳(约1.27mm)，在盘上沉积7个约1.25微英寸(约32纳米)高的隆起部，和蚀刻出7个约2微英寸(约51纳米)深的坑。

4.如权利要求1的装置，其中，毫微级隆起部和毫微级坑的具体的面积尺寸为40×40、20×20、10×10、6×6、4×4、2×2和1×1平方微米。

5.如权利要求1的装置，其中，所述装置还产生重力磁信号和/或相关的机械力，供表面表征工作的一般使用，并且，通过在旋转的盘上有或无物体，在头上感应出动力。

6.如权利要求1的装置，其中，在该旋转盘上的所述毫微级隆起部或毫微级坑产生用于工作和动力的机械和电能。

7.如权利要求1的装置，其中，利用在旋转盘表面上的毫微级隆起部或毫微级坑，根据缺陷类型和沿着盘转动方向的尺寸，该装置还能够表征其它类似的硬盘表面。

8.如权利要求1的装置，其中，在旋转盘上的所述毫微级隆起部或毫微级坑产生重力和抗重力的感应，和相关的重力框架拉动。

9.利用权利要求1所述的装置产生重力磁感应的方法，它包括下列步骤：

a)利用聚焦离子束(FIB)，通过在盘上在预先决定的半径上分开多个密耳或mm，沉积多个指定高度的毫微级隆起部和蚀刻多个指定深度的毫微级坑，而在盘上制造多个缺陷，

b)当GMR电阻在约16mA的电流下加恒定的DC偏压、该MR元件为约10微米长、10纳米宽且该头垂直放置在旋转盘的表面之上约51纳米(2微英寸)时，以大约每秒500英寸的恒定线速度使所述有毫微级特征部的盘旋转。

10.如权利要求9所述的利用权利要求1所述的装置产生重力磁感应的方法，其中，利用聚焦离子束(FIB)，在2400奥斯特、31.5密耳、95mm的盘上制造14个缺陷。

11.如权利要求9所述的利用装置产生重力磁感应的方法，其中，在盘半径上分开50密耳(约1.27mm)，在盘上沉积7个约1.25微英寸(约32纳米)高的隆起部，和蚀刻出7个约2微英寸(约51纳米)深的坑。

12.如权利要求9所述的方法，其中，毫微级隆起部和毫微级坑的具体的面积尺寸为40×40、20×20、10×10、6×6、4×4、2×2和1×1平方微米。

13.如权利要求9所述的方法，其中，在旋转盘上的所述毫微级隆起部或毫微级坑产生供工作和动力的机械能和电能。

14.如权利要求9所述的方法，它能够产生重力磁性信号和/或相关的机械力，供表面表征工作一般使用，且通过在旋转盘上有或无物体产生动力。

15.如权利要求9所述的方法，其中，利用在旋转盘表面上的毫微级隆起部或毫微级坑，根据缺陷类型和沿着盘转动方向的尺寸，它能够表征其它类似的盘表面。

16.如权利要求9所述的方法，其中，如此在旋转盘上制造的所述毫微级隆起部或毫微级坑产生重力和抗重力感应，以及相关的重力框架拉动。