ディスク読み書きヘッド

ヘッド自体は、テープレコーダーのヘッドと似たようなもので、パーマロイやフェライトなどの磁性の強い材料で作られた小さなC字型の部品を細いワイヤーコイルで巻いたシンプルな装置でした。書き込み時には、コイルに電流が流れ、 C字型の隙間に強い磁場が発生し、隙間に隣接する記録面が磁化されます。読み出し時には、磁化された材料がヘッドのそばを回転し、フェライトコアが磁場を集中させ、コイルに電流が発生します。隙間では磁場が非常に強く、かなり狭くなります。この隙間は、記録面の磁気媒体の厚さとほぼ同じです。この隙間によって、ディスク上の記録領域の最小サイズが決まります。フェライトヘッドは大きく、かなり大きなパターンを書き込みます。また、表面からかなり離れた位置で飛行させる必要があるため、より強い磁場とより大きなヘッドが必要になります。^{[ 4 ]}

メタルインギャップ（MIG）ヘッドは、フェライト製のヘッドで、ヘッドギャップ内に小さな金属片が埋め込まれており、電界を集中させる構造になっています。これにより、より微細なパターンの読み書きが可能になります。MIGヘッドは、薄膜ヘッドに取って代わられました。

薄膜技術は、1979 年にIBM 3370ディスク ドライブで初めて導入され、半導体デバイスで使用されているものと同様のフォトリソグラフィ技術を使用してハードドライブ ヘッドを製造します。当時、これらのヘッドは、当時使用されていたフェライト ベースのヘッドよりも小型で高精度でした。電子的にはフェライト ベースのヘッドと似ており、同じ物理法則を使用していました。磁性体 (Ni-Fe)、絶縁体、銅コイル配線材料の薄い層がセラミック基板上に構築され、物理的に分離されて、エア ベアリングと統合された個々の読み書きヘッドとなり、ユニットあたりの製造コストが大幅に削減されました。^{[ 5 ]}薄膜ヘッドは MIG ヘッドよりもはるかに小さいため、より小さな記録フィーチャを使用できました。薄膜ヘッドにより、1995 年に3.5インチ ドライブは 4 GB のストレージ容量を達成しました。ヘッド ギャップの形状は、読み取りに最適なものと書き込みに最適なものの妥協点でした。^{[ 4 ]}  

^{IBM [ 7 ]}が1990年にAMRヘッドを導入したことで、年間約100%の急速な面積密度増加の時期が訪れた。

1997年に、巨大磁気抵抗ヘッド（GMR）がAMRヘッドに取って代わり始めた。^{[ 7 ]}

1990年代以降、巨大磁気抵抗（CMR）の効果に関する研究が数多く行われており、これによりさらに大きな密度増加が可能になる可能性がある。しかし、低温と大型の装置が必要となるため、これまでのところ実用化には至っていない。^{[ 8 ] [ 9 ]}

2004年、 Seagate社^{[ 7 ]}は、トンネル磁気抵抗（TMR）ヘッドを採用した最初のドライブを発表し、3枚のディスクプラッタで400GBのドライブを実現しました。Seagate社は、動作中にヘッドのトランスデューサ領域の形状を制御するために、マイクロヒーターコイルを内蔵したTMRヘッドを発表しました。ヒーターは書き込み操作の開始前に作動させることができ、書き込み極がディスクとメディアに近接するようにします。これにより、ヘッドの書き込み磁場が磁気ディスクメディアを完全に飽和させることで、書き込み磁気遷移が改善されます。同じ熱作動方式は、読み出し処理中にディスクメディアと読み出しセンサ間の距離を一時的に縮めるためにも使用でき、信号強度と解像度を向上させます。2006年半ばまでに、他のメーカーも自社製品で同様の方式を採用し始めました。