CN101320567A - 磁记录头及磁记录装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于实现高记录密度、高记录容量、高数据传送速度的数据储存的适合的磁记录头及磁记录装置，磁记录头的特征在于，具备旋转振荡元件，该旋转振荡元件具有：至少具有1层磁性体层的第一旋转振荡层、至少具有1层磁性体层的第二旋转振荡层和设在上述第一旋转振荡层与上述第二旋转振荡层之间的第一非磁性体层；上述第一旋转振荡层和上述第二旋转振荡层相互反铁磁耦合及/或静磁耦合；上述第一旋转振荡层和上述第二旋转振荡层在相对于媒体对置面大致平行且相对于与上述记录磁极的媒体对置面交叉的侧面大致平行的方向上层叠。

Description

磁记录头及磁记录装置

本申请基于2007年6月7日提出的日本专利申请第2007-151390号和2007年9月27日提出的日本专利申请第2007-251193号并主张其优先权，这里援用其所有内容。

技术领域

本发明涉及用于实现高记录密度、高记录容量、高数据传送速度的数据储存的适合的磁记录头及磁记录装置。

背景技术

在二十世纪九十年代，以MR(Magneto-Resistive effect：磁阻效应)头和GMR(Giant Magneto-Resistive effect：巨磁阻效应)头的实用化为契机，HDD(Hard Disk Drive)的记录密度和记录容量显示出了飞跃性的增加。但是，进入到二十一世纪后，由于磁记录媒体的热波动问题的显著化，记录密度增加的速度暂时迟缓。即使这样，在原理上比面内磁记录更有利于高密度记录的垂直磁记录在2005年的实用化成为带动力，目前HDD的记录密度显示出年率约40％的发展。

此外，在最新的记录密度实证实验中达到了超过400Gbits/inch²的水平，如果保持这样稳定的发展，则预想在2012年左右会实现记录密度1Tbits/inch²。但是，即使使用垂直磁记录方式，由于再次热波动的问题也是实际存在的，所以认为这样高的记录密度的实现并不容易。

作为能够消除该问题的记录方式，提出了“高频磁场辅助记录方式”。在高频磁场辅助记录方式中，局部地施加与记录信号频率相比足够高的、磁记录媒体的共鸣频率附近的高频磁场。结果，磁记录媒体共鸣，被施加了高频磁场的磁记录媒体的矫顽力(Hc)变为原来的矫顽力的一半以下。因此，通过在记录磁场上叠加高频磁场，能够进行更高矫顽力(Hc)且高磁各向异性能量(Ku)的向磁记录媒体的磁记录(例如美国专利第6011664号说明书)。但是，在该美国专利第6011664号说明书中公开的方法中，通过线圈产生高频磁场，在高密度记录时难以有效地施加高频磁场。

所以，作为高频磁场的产生手段，还提出了利用旋转转矩振子的方法(例如美国专利申请公开第2005/0023938号说明书以及美国专利申请公开第2005/0219771号说明书)。在该美国专利申请公开第2005/0023938号说明书以及美国专利申请公开第2005/0219771号说明书中公开的技术中，旋转转矩振子包括旋转注入层、中间层、磁性层(振荡层)和电极。如果通过电极对旋转转矩振子通电直流电流，则通过由旋转注入层产生的旋转转矩，磁性层(振荡层)的磁化产生强磁性共鸣。结果，从旋转转矩振子产生高频磁场。

由于旋转转矩振子的尺寸是几十纳米左右，所以产生的高频磁场局部存在于旋转转矩振子的附近的几十纳米左右。进而，通过高频磁场的面内成分，能够使垂直磁化的磁记录媒体有效地共鸣，能够使磁记录媒体的矫顽力大幅降低。结果，仅通过主磁极的记录磁场与旋转转矩振子的高频磁场重叠的部分进行高密度磁记录，能够利用高矫顽力(Hc)且高磁各向异性能量(Ku)的磁记录媒体。因此，能够避免高密度记录时的热波动的问题。

另一方面，还有通过倾斜记录磁场在高矫顽力(Hc)的磁记录媒体上记录的方法。根据Stoner-Wohlfarth的模型，在45°方向磁场的情况下，能够使高矫顽力(Hc)的磁记录媒体反转。在垂直磁记录方式中，能够从记录磁极的相对于记录媒体对置面交叉的面产生倾斜记录磁场。进而，为了产生磁场强度变化剧烈的倾斜磁场，在记录磁极附近追加辅助磁极是有效的。通过调节记录磁极的相对于记录媒体对置面交叉的面与辅助磁极的相对于记录媒体对置面交叉的面之间的空隙间隔，能够使在记录媒体内产生的磁场方向倾斜，使强度变化剧烈。因此，通过具备记录磁极及辅助磁极的磁记录头，就能够进行高密度记录，还能够利用高矫顽力(Hc)且高磁各向异性能量(Ku)的磁记录媒体。

发明内容

根据本发明的一种方式，提供一种磁记录头，其特征在于，包括旋转振荡元件，所述旋转振荡元件包括至少具有1层磁性体层的第一旋转振荡层、至少具有1层磁性体层的第二旋转振荡层、和设在所述第一旋转振荡层与所述第二旋转振荡层之间的第一非磁性体层，所述第一旋转振荡层和所述第二旋转振荡层相互反铁磁耦合及/或静磁耦合；所述第一旋转振荡层和所述第二旋转振荡层在相对于媒体对置面大致平行且相对于所述记录磁极的与媒体对置面交叉的侧面大致平行的方向上层叠。

此外，根据本发明的另一方式，提供一种磁记录头，其特征在于，包括：主磁极；层叠体，在相对于媒体移动方向大致垂直的方向上层叠第一磁性层、第二磁性层和设在所述第一磁性层与所述第二磁性层之间的中间层而成；以及一对电极，能够对所述层叠体通电流。

此外，根据本发明的另一方式，提供一种磁记录装置，其特征在于，包括：磁记录媒体；所述磁记录头；可动机构，能够使所述磁记录媒体与所述磁记录头在离开或接触的状态下一边相对置一边相对移动；控制机构，将所述磁记录头定位在所述磁记录媒体的预定记录位置上；以及信号处理机构，利用所述磁记录头进行向所述磁记录媒体的信号的写入和读出；其中，所述旋转振荡元件的振荡频率与构成所述磁记录媒体的记录磁性层的记录磁性粒或记录磁性点的强磁性共鸣频率大致相等。

此外，根据本发明的另一方式，提供一种磁记录装置，其特征在于，包括：磁记录媒体；所述磁记录头；可动机构，能够使所述磁记录媒体与所述磁记录头在离开或接触的状态下一边相对置一边相对移动；控制机构，将所述磁记录头定位在所述磁记录媒体的预定记录位置上；以及信号处理机构，利用所述磁记录头进行向所述磁记录媒体的信号的写入和读出。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式涉及的磁记录头的概略结构的立体图。

图2是表示搭载有磁记录头的头滑块的立体图。

图3是例示设在磁记录头中的旋转振荡元件的结构的示意图。

图4是用于说明本实施方式的磁记录头的动作的概念图。

图5是用于说明本实施方式的磁记录头的动作的概念图。

图6是用于说明记录层的易磁化轴与高频磁场的关系的示意图。

图7是例示记录层的矫顽力降低的曲线图。

图8是表示由图1所示的磁记录头在记录空隙66附近在磁道中心产生的面内记录磁场强度、垂直记录磁场强度、高频磁场强度及磁道长度方向(X方向)的位置关系的曲线图。

图9是表示第一实施方式的磁头的变形例的示意立体图。

图10是表示本发明的第二实施方式涉及的记录头的概略结构的示意图。

图11是表示由第二实施方式的磁头在旋转振荡元件10的记录空隙66a、66b附近产生的面内记录磁场强度、垂直记录磁场强度、高频磁场强度及磁道宽度方向的位置关系的曲线图。

图12是表示本发明的第3实施方式涉及的磁头的主要部分的立体图。

图13是表示本发明的第4实施方式涉及的磁记录头的写入头部的概略结构的立体图。

图14是表示搭载有磁记录头的头滑块的立体图。

图15是从媒体对置面100观察设在磁记录头中的旋转转矩振子310的示意图。

图16是表示媒体磁化反转率与辅助磁场施加时间的关系的曲线图。

图17是表示基于盘直径与盘转速的组合的盘最大移动速度与盘移动方向所需要的振荡层长度的表格。

图18是从媒体对置面100观察比较例的旋转转矩振子310的示意图。

图19是用于说明层叠体的磁化方向与振荡特性的稳定性的关系的示意图。

图20是用于说明层叠体的磁化方向与振荡特性的稳定性的关系的示意图。

图21是从媒体对置面100观察本发明的第5实施方式涉及的旋转转矩振子310的示意图。

图22是从媒体对置面100观察第5实施方式的变形例的旋转转矩振子310的示意图。

图23是从媒体对置面100观察本发明的第6实施方式涉及的旋转转矩振子310的示意图。

图24是表示本发明的第7实施方式涉及的磁记录头的写入头部的概略结构的立体图。

图25是例示磁记录再现装置的概略结构的主要部分立体图。

图26是从盘侧观察驱动臂155之前的磁头组件的放大立体图。

图27是例示能够在本实施方式中使用的磁记录媒体的示意图。

图28是例示能够在本实施方式中使用的另一磁记录媒体的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的各实施方式进行说明。另外，在各图中，对于同样的结构要素赋予相同的标号而适当省略详细的说明。

对于有关本发明的磁记录头的第一实施方式，这里假设记录在多粒子类的垂直磁记录媒体中的情况进行说明。

图1是表示本发明的实施方式涉及的磁记录头的概略结构的立体图。此外，图2是表示搭载有该磁记录头的头滑块的立体图。此外，图3是例示设在该磁记录头中的旋转振荡元件的结构的示意图。

本实施方式的磁记录头5包括再现头部70和写入头部60。再现头部70具有磁屏蔽层72a、磁屏蔽层72b、和被磁屏蔽层72a与磁屏蔽层72b夹着的磁再现元件71。此外，写入头部60具有记录磁极61、返回通路(辅助磁极)62、励磁线圈63、和旋转振荡元件10。再现头部70的各要素、以及构成写入头部60的各要素通过氧化铝等绝缘体(未图示)分离。作为磁再现元件71，可以使用GMR元件或TMR元件等。此外，为了提高再现分辨能力，将磁再现元件71设在两片磁屏蔽层72a、72b之间。

该磁记录头5如图2所示，搭载在头滑块3上。头滑块3由Al₂O₃/TiC等构成，设计加工为能够一边浮起或接触在磁盘等磁记录媒体80(参照图1)的上方一边相对地移动。并且，头滑块3具有空气流入侧3A和空气流出侧3B，磁记录头5配置在空气流出侧3B的侧面等上。

磁记录媒体80具有媒体基板82和设在其上的磁记录层81。通过从写入头部60施加的磁场将磁记录层81的磁化控制为预定的方向并进行写入。并且，再现头部70读取磁记录层81的磁化的方向。

在仅由记录磁极61构成的写入头中，主要产生垂直成分的记录磁场，有时在磁记录媒体80内部中没有充分产生倾斜记录磁场。因此，优选地在记录磁极61的附近设置返回通路(辅助磁极62)。此外，有时因为来自记录磁极61的泄漏记录磁场而使相邻磁道或相邻位的磁化84受到影响。因此，也可以在辅助磁极62以外的部分还以对置于或包含于记录磁极61的方式设置磁屏蔽(未图示)，减少从记录磁极61向磁记录媒体80的泄漏记录磁场。

图3是例示旋转振荡元件10的构造的示意图。

图3将图1中的X方向作为近侧方向，并且将Y方向作为右方向，从右斜上方观察旋转振荡元件10及记录磁极61。为了方便而省略了包括旋转振荡元件10及记录磁极61以外的辅助磁极62等结构部件。

旋转振荡元件10具有依次层叠有第一电极层41、磁化301向相对于膜面大致平行方向(图3(a))或大致垂直方向(图3(b))取向的旋转极化层30、旋转透过率较高的非磁性层22(Cu、Au、Ag等)、第一旋转振荡层10a、第一非磁性层21、第二旋转振荡层10b、和第二电极层42的构造。

第一电极层41和第二电极层42分别由Ti或Cu等构成。

第一旋转振荡层10a可以通过磁化10a1向膜面内方向取向的磁性层形成。

第一非磁性层21由Cu等非磁性金属层构成。

第二旋转振荡层10b可以通过磁化10b1向膜面内方向取向的磁性层形成。

第一旋转振荡层10a和第二旋转振荡层10b通过经由第一非磁性层21(优选地使用Cu、Pt、Au、Ag、Pd、Ru等贵金属，也可以使用Cr、Rh、Mo、W等非磁性过渡金属)相互反铁磁耦合及/或静磁耦合而设置为，各自的磁化为相互反平行。并且，通过使用适当配置在磁头的内部或外部的定电流源50，能够使预定的直流电流经由电极层41和电极层42流到所述一对旋转振荡层10a、10b中。

在此，上述反铁磁耦合及/或静磁耦合可以设计为，通过适当调节第一非磁性层21的材料和厚度，能够进行某一个耦合或两个耦合都能够进行。此外，由于旋转极化层30也有磁化固接层的含义，所以优选地适当选择非磁性层22的材料及厚度等，以使旋转极化层30与第一旋转振荡层10a不会进行很大的磁耦合，从而使旋转极化层的磁化301总是稳定的。

作为在第一旋转振荡层10a、第二旋转振荡层10b、旋转极化层30中使用的材料，可以使用CoFe、CoNiFe、NiFe、CoZrNb、FeN、FeSi、FeAlSi等的饱和磁通密度相对较大且在膜面内方向上具有磁各向异性的软磁层、或磁化向膜面内方向取向的CoCr类磁性合金膜等。进而，也可以适当使用向膜面垂直方向磁化取向的CoCrPt、CoCrTa、CoCrTaPt、CoCrTaNb等的CoCr类磁性层、TbFeCo等的RE-TM类非晶合金磁性层、Co/Pd、Co/Pt、CoCrTa/Pd等的Co人工栅格磁性层、如果需要更高的磁各向异性能量(Ku)则有CoPt类或FePt类的合金磁性层、或SmCo类合金磁性层等垂直取向性良好的材料。此外，作为第一非磁性层和第二非磁性层，优选地使用Cu、Pt、Au、Ag、Pd、Ru等的贵金属，也可以使用Cr、Rh、Mo、W等的非磁性过渡金属。

在第一旋转振荡层10a、第二旋转振荡层10b及旋转极化层30中使用的材料也可以将上述磁性层做成旋转过滤阀门膜式(積

フエリ

：3层膜结构，内部存在磁化方向相反的层)。这是为了提高旋转振荡层10a、10b的振荡频率、以及将旋转极化层30的磁化有效地固定。进而，在第一旋转振荡层10a、第二旋转振荡层10b及旋转极化层30中使用的材料也可以将多种上述材料层叠。这是为了调节旋转振荡层10a、10b与旋转极化层30的饱和磁通密度(Bs)及各向异性磁场(Hk)。

并且，在本实施方式中，旋转振荡元件10的空隙(第一旋转振荡层10a与第二旋转振荡层10b的对置面)21a设置为，相对于与记录媒体对置面100交叉的记录磁极61的侧面61a大致垂直。即，第一旋转振荡层10a和第二旋转振荡层10b与记录媒体对置面100大致平行，并且在相对于与记录媒体对置面100交叉的记录磁极16的侧面61a大致平行的方向上层叠。例如，在图1及图3中示出的具体例的情况下，记录磁极61的侧面61a平行于Y方向，相对于此，第一旋转振荡层10a和第二旋转振荡层10b在相对于Y方向平行的方向上层叠。

通过这样设置，容易将旋转振荡元件10接近于记录磁极61而配置，使从旋转振荡元件10发出的高频磁场与从记录磁极61放射的记录磁场一致并叠加。另外，能够较自由地设定旋转振荡元件10的元件尺寸(相对于记录磁极的侧面61a平行的方向、以及相对于媒体对置面100垂直的方向)的大小。即，在图1及图3中，能够在Y方向和Z方向上较大地形成旋转振荡元件10。因此，能够设计对于记录密度最适合的旋转振荡元件10的尺寸。此外，由于旋转振荡层10a、10b在与记录磁极61的相对于记录媒体对置面100交叉的侧面61a平行的方向上磁化，并以该磁化方向为轴进行旋进运动10a2、10b2，所以优选旋转振荡层10a、10b的向记录磁极61方向的大小、以及旋转振荡层10a、10b相对于媒体对置面(ABS)的垂直方向的尺寸相等。

图4及图5是用于说明本实施方式的磁记录头的动作的概念图。另外，在图4中，例示了旋转极化层30的磁化301为膜面内方向的情况，但膜面垂直方向(参照图3(b))的情况也大致同样。

如果按照电极层42、一对旋转振荡层10a、10b、电极层41的顺序通直流电流51，则电子流52向与其相反方向流动。从电极层41流入到旋转极化层30中并通过旋转极化层30的电子的旋转，向在与旋转极化层30的膜面大致平行方向(或者大致垂直方向)上取向的磁化301的朝向极化。该极化后的电子流52经由旋转透过率较高的非磁性层22流入到第一旋转振荡层10a中。

如果使第一旋转振荡层10a的磁化10a1向膜面内方向取向，则磁化10a1与磁化301的方向正交，所以磁化10a1通过接收较大的旋转转矩而产生强磁性共鸣(磁化的旋进运动)。因此，在第一旋转振荡层10a内，对应于其磁特性等产生从几GHz到超过100GHz的范围内的高频振荡现象。此时，通过在第一旋转振荡层10a内产生的高频磁化Mrf的媒体面垂直方向成分M_rf(⊥)，在第一旋转振荡层10a的媒体对置面100侧的端部上产生高频磁荷。

根据本发明者的研究，旋转极化层30的磁化301的方向在相对于膜面大致平行方向或大致垂直方向上都能够产生这样的强磁性共鸣，在本具体例的情况下，特别在磁化301相对于膜面大致平行方向的情况下，可知能够更显著地产生强磁性共鸣。

接着，如果从第一旋转振荡层10a通过旋转透过率较高的非磁性层21之后的电子流52流入到第二旋转振荡层10b中，则根据与所述第一旋转振荡层10a产生强磁性共鸣同样的原理，在第二旋转振荡层10b中也产生强磁性共鸣。在此，如果第一旋转振荡层10a和第二旋转振荡层10b通过适当选择插入到它们之间的非磁性层21的材料和厚度而使相互的磁化反铁磁耦合及/或静磁耦合，则第二旋转振荡层10b的磁化10b1相对于第一旋转振荡层10a的磁化10a1总是成为反平行状态。

如果保持这样的状态，则第二旋转振荡层10b的磁化10b1和第一旋转振荡层10a的磁化10a1以反相位(以下也表述为“反相”)进行旋进运动时在能量上更稳定。因此，如果第二旋转振荡层10b进行高频振荡(旋进运动)，则在第二旋转振荡层10b的媒体对置面100侧的端部上产生的高频磁荷与在所述第一旋转振荡层10a的媒体对置面100侧的端部上产生的高频磁荷成为反相。因此，如果从媒体侧观察这一对旋转振荡层，则如图5所示，在一对旋转振荡层的媒体对置面100侧的各自的端部上产生相互反相的高频磁荷。因而，从一对旋转振荡层的端部产生媒体面内方向成分H_rf(Y)为支配性的高频磁场，能够将其施加在磁记录层81上。

在此，媒体行进方向85是X方向(参照图1、图3)。如果相等地选择第一旋转振荡层10a与第二旋转振荡层10b的磁特性和膜厚，则H_rf(Y)在非磁性层21的中央正下方附近为最大，如果从其正下方位置向Y方向(磁道宽度方向)离开，则强度衰减。更详细地讲，H_rf(Y)的分布93的分辨能力(半幅值)为，如果设第一旋转振荡层10a与第二旋转振荡层10b的膜厚和饱和磁化相同，设其膜厚为t₁(＝t₂)，设非磁性层21的膜厚为t₂₁，设一对旋转振荡层与磁记录媒体的记录层的间距与t₁、t₂同等以下，则所述半幅值近似地可以表示为t₁与t₂₁/2的和、即(t₁+(t₂₁)/2)。

作为一例，如果设t1和t2为10nm、作为t21选择1nm(选择Ru作为材料，相当于一对旋转振荡层进行较强的反铁磁耦合的情况)，则Hrf(Y)的分布的半幅值为10.5nm左右。

此外，如图5所示，如果将一对旋转振荡层的振荡频率设定为媒体磁化的强磁性共鸣频率或其附近，使磁头对置于垂直磁记录媒体，则从一对旋转振荡层施加与记录层区域91(相当于所述那样的分辨能力)内的垂直磁化M正交方向的高频磁场H_rf(Y)。因而，记录层81的记录层区域91内的磁化进行强磁性共鸣的旋进运动，所以记录层区域91内的磁化变得非常容易反转。

图6是用于说明记录层的易磁化轴与高频磁场的关系的示意图。

为了有效地降低记录层81的矫顽力，如图6(a)所示，需要对磁记录层81在与其易磁化轴(磁化的取向方向)正交的方向上施加高频率磁场，并对磁化赋予转矩T_Hrf来引起强磁性共鸣(旋进运动)。另一方面，如图6(b)所示，如果在相对于易磁化轴平行的方向上施加高频磁场，则无法对磁化作用有效的转矩，难以发生强磁性共鸣。因而，在使用垂直记录媒体的情况下，为了有效地降低矫顽力，需要对记录层施加媒体面的面内方向成分为支配性的高频磁场。

但是，在美国专利申请公开第2005/0023938号说明书以及美国专利申请公开第2005/0219771号说明书中公开的现有构造的旋转振荡层产生的高频磁场中，媒体面垂直方向成分是支配性的，由于它与记录层磁化平行，所以存在即使施加该高频率磁场、该部位的磁化也不易发生强磁性共鸣(旋进运动)且难以实现记录部位矫顽力的有效降低的问题。

相对于此，根据本实施方式，能够向通过现有的磁记录方式难以写入的高矫顽力的垂直磁记录媒体进行高效率的高频辅助磁记录，能够提供适合于将来的超高密度磁记录的磁记录头及使用它的磁记录装置。

图7是例示记录层的矫顽力的降低的曲线图。

在垂直磁记录媒体中，也能够通过在相对于记录层81的媒体面平行的方向上施加高频磁场来使记录层81的矫顽力H_c1减少到H_c2。如果在这样矫顽力减少的定时从接近于一对旋转振荡层配置的记录磁极61对记录层区域91施加记录磁场，则记录层区域91的磁化容易地反转，信息的写入结束。

关于根据本实施方式的矫顽力的减少，可以认为能够实现没有高频率辅助的情况下的矫顽力的1/2～1/3以下的降低。因而，如果进行使用上述那样的一对旋转振荡层的高频辅助磁记录，则即使使用具有更高的记录密度潜力的更高的磁各向异性能量(即矫顽力)的垂直磁记录媒体，也能够使用现有的记录磁极61进行记录，能够得到直到将来都能够持续实现HDD等的磁记录装置的记录密度的提高这样的显著效果。

在此，在本实施方式中，优选使第一旋转振荡层10a和第二旋转振荡层10b的磁各向异性能量(Ku)一致或大致一致。这是因为，旋转振荡层的振荡频率由元件的磁各向异性能量(Ku)的大小决定，如果第一旋转振荡层10a与第二旋转振荡层10b的磁各向异性能量(Ku)不同，则即使一方的元件振荡，另一方元件也不会振荡，导致如上所述的相互反相的旋进运动不成立。

此外，为了实现更高分辨能力的高频辅助磁记录，优选使从第一旋转振荡层10a和第二旋转振荡层10b产生的高频磁场的媒体面内方向成分H_rf(Y)相对于媒体行进方向为对称形态。为此，在将第一旋转振荡层10a与第二旋转振荡层10b的饱和磁化与膜厚分别表示为M_s1和t₁、M_s2和t₂时，优选使积M_s1×t₁大致等于积M_s2×t₂。

图8是表示由图1所示的磁记录头在记录空隙66附近且磁道中心产生的面内记录磁场强度、垂直记录磁场强度、高频磁场强度及磁道长度方向(X方向)的位置关系的曲线图。另外，在图8中表示了磁场强度的绝对值。此外，在图8中，还同时表示了记录磁极61、辅助磁极62及旋转振荡元件10的X方向的配置关系。

第一旋转振荡层10a与第二旋转振荡层10b以反相振荡。结果，旋转振荡元件10在磁记录媒体80内生成的高频磁场的主要成分成为面内成分。施加在磁记录媒体80上的高频磁场H_HF的面内成分强度在旋转振荡元件10的正下方最大。由于第一旋转振荡层10a与第二旋转振荡层10b反相地振荡，所以旋转振荡元件10的面内的高频磁场强度随着从旋转振荡元件10离开而急剧地减小。因此，旋转振荡元件10的高频磁场的施加范围仅限定在旋转振荡元件10的附近。

优选将旋转振荡元件10的高频率磁场频率调节为使其与媒体的强磁性共鸣频率一致。在此情况下，被旋转振荡元件10施加了面内高频磁场的磁记录媒体80的磁化84发生强磁性共鸣。进行强磁性共鸣的磁记录媒体80的磁化84的反转磁场如关于图7部分所述那样，成为通常的矫顽力的1/2～1/3。

另一方面，通过励磁线圈63从记录磁极61及辅助磁极62产生的记录磁场的面内成分例如在记录空隙66的中央附近为最大的强度，随着从记录间隙66中央离开而减小。相对于此，记录磁场的垂直成分倾向于例如在记录空隙66的中央附近变小，在记录空隙66的端部附近变大，在比该处更靠外侧随着从记录间隙66离开而变小。

如果从记录间隙66的中央分别向尾侧(trailing)及前侧(leading)偏移，则表示记录磁场的面内成分强度的曲线Hx、和表示记录磁场的垂直成分强度的曲线Hz相交。在其附近，记录磁场的方向成为图8所示的作为X方向与Z方向的合成矢量的R方向(或者与其相反的方向)、即相对于磁记录媒体80为45°。在利用这样的倾斜记录磁场的磁记录中，能够以磁记录媒体80通常的矫顽力的1/2左右的磁场进行记录。

旋转振荡元件10从记录空隙66中央向前侧偏移，能够使记录磁极61及辅助磁极62的45°倾斜记录磁场的施加的区域与旋转振荡元件10的面内高频磁场的施加范围大致一致。结果，能够使强磁性共鸣带来的磁化反转能力的增大效果与倾斜磁场记录带来的写入性能的增大效果相乘，对于具有记录磁场4倍到6倍的高矫顽力的磁记录媒体80也能够进行写入。因而，根据本实施方式，能够向适合于高密度记录的更高矫顽力(Hc)且高磁各向异性能量(Ku)的磁记录媒体80进行磁记录，能够排除热波动的影响。因此，能够得到可提供具有高可靠性的高密度磁记录装置的显著效果。

在此，在考虑到只有记录磁极61存在的情况下，旋转振荡元件10设置在记录磁极61的尾侧或前侧的哪一侧都可以。这是因为，与记录磁极61的记录磁场的陡峭度相比，旋转振荡元件10的面内高频磁场更陡峭。

但是，在存在辅助磁极62的情况下，由于记录磁极61与辅助磁极62之间的记录磁场更大，所以优选将旋转振荡元件10设置在记录磁极61与辅助磁极62之间。因而，在如图1所示那样将辅助电极62设在记录磁极61的尾侧的情况下，优选将旋转振荡元件10也设置在记录磁极61的尾侧。

此外，在记录磁极61与辅助磁极62中，在写入动作时产生涡电流等干扰电流。因此，如果在对旋转振荡元件10供给电流的电极中使用记录磁极61及辅助磁极62，则在写入动作时噪音电流流入到旋转振荡元件10中，存在不能进行有效的旋转振荡动作的可能性。进而，在此情况下，需要使用氧化铝等绝缘体(未图示)将记录磁极61与辅助磁极62分离，将记录磁极61与辅助磁极62在磁方面也分离。结果，存在由记录磁极61及辅助磁极62构成的磁回路的磁阻增加、励磁线圈63的记录磁场的产生变得没有效率的问题。所以，优选的是，设置与记录磁极61及辅助磁极62电绝缘且在记录磁极61的相对于记录媒体对置面100交叉的侧面61a上平行的电极，通过该电极对旋转振荡元件10供给电流，并且还将记录磁极61及辅助磁极62磁连接。

图9是表示本实施方式的磁头的变形例的示意立体图。

在本变形例中，在记录磁极61的前侧设置有辅助磁极62。因此，为了得到良好的记录特性，优选在记录磁极61的前侧设置旋转振荡元件10，以使由记录磁极61和辅助磁极62产生的倾斜磁场施加区域与旋转振荡元件10的高频振荡磁场施加区域一致。旋转振荡元件10产生的面内高频磁场强度的磁道方向的相关性如图5所述那样是很陡峭的，由其陡峭程度决定记录分辨能力。将旋转振荡元件10设置在记录磁极61的前侧的磁记录头能够得到与将旋转振荡元件10设置在尾侧的磁记录头相同的特性。此外，本变形例的其他头结构、动作原理、效果等与在第一实施方式中的以上内容相同。

接着，对本发明的第二实施方式进行说明。

图10是表示本发明的第二实施方式涉及的记录头的概略结构的示意图。在本实施方式中，以在磁道宽度方向(Y方向)上夹着记录磁极61的方式设有第一旋转振荡元件10a4及第二旋转振荡元件10b4。另外，以在磁道宽度方向(Y方向)上夹着这些记录磁极61、第一旋转振荡元件10a4及第二旋转振荡元件10b4的方式设有第一辅助磁极62a1和第二辅助磁极62b1。第一旋转振荡元件10a4和第二旋转振荡元件10b4分别具有图3所述的构造。

并且，各个旋转振荡元件的空隙(第一旋转振荡层10a与第二旋转振荡层10b的对置面)21a(参照图3)设置为，相对于X方向大致垂直。即，第一旋转振荡元件10a4及第二旋转振荡元件10b4分别具有的第一旋转振荡层10a和第二旋转振荡层10b在相对于记录媒体对置面100大致平行且与媒体移动方向85大致平行的方向(即X方向)上层叠。

通过这样设置，将旋转振荡元件10接近于记录磁极61配置，容易使从旋转振荡元件10发出的高频磁场与从记录磁极61放射的记录磁场一致并叠加。另外，能够较自由地设定第一旋转振荡元件10a4及第二旋转振荡元件10b4的元件尺寸(X方向及Z方向)的大小。即，在图10中，能够在X方向和Z方向上较大地形成旋转振荡元件10a4、10b4。因此，能够设计最合适记录密度的旋转振荡元件10的尺寸。

在此，第一旋转振荡元件10a4与第二旋转振荡元件10b4同时成膜，然后使用光刻等布图技术，能够分割为两个旋转振荡元件。这样，第一旋转振荡元件10a4和第二旋转振荡元件10b4具有相同的层叠构造并且处于相同的面上，因而能够减少记录头的磁道方向的偏差。

图11是表示由本实施方式的磁头在旋转振荡元件10的记录空隙66a、66b附近产生的面内记录磁场强度、垂直记录磁场强度、高频磁场强度及磁道宽度方向的位置关系的曲线图。另外，在图11中，表示了磁场强度的绝对值。此外，在图11中，还同时表示了记录磁极61、辅助磁极62及旋转振荡元件10的Y方向的配置关系。

在本实施方式中，与记录磁极61对置的辅助磁极62a1、62b1沿磁道宽度方向(Y方向)设置。因此，记录磁极61产生的倾斜磁场被限定在磁道宽度方向，磁道长度方向(X方向)的倾斜磁场的泄漏变小。因而，能够仅对作为记录目标的记录位区域集中地施加倾斜磁场。

即，由记录磁极61与辅助磁极62a1、62b1形成的记录磁场的面内成分Hx的强度在记录磁极61两侧的磁隙66a、66b的中央附近较高，随着从这里离开而变低。另一方面，由记录磁极61与辅助磁极62a1、62b1形成的记录磁场的垂直成分Hz的强度在记录磁极61的附近较高，在例如磁隙66a、66b的两端附近变低。

并且，在图11所示的具体例的情况下，在记录磁极61的附近，记录磁场的面内成分Hx与垂直成分Hz大致一致，能够得到相对于媒体主面以45°(R方向或其相反方向)倾斜的倾斜磁场。

如图11所示，将第一旋转振荡元件10a4与第二旋转振荡元件10b4设置为，使来自记录磁极61的45°(R方向或其相反方向)倾斜记录磁场的施加区域与旋转振荡元件10的高频磁场H_HF的施加区域一致。因此，能够更有效地进行向高矫顽力(Hc)且高磁各向异性能量(Ku)的磁记录媒体80的写入。此外，本实施方式的其他头结构、动作原理、效果等与关于第一实施方式所述的内容相同。

图12是表示本发明的第3实施方式涉及的磁头的主要部分的立体图。即，图12是从媒体对置面侧观察磁头5的立体图。

本实施方式的记录头5也具有记录磁极61、与其形成磁芯(其整体未图示)的辅助磁极62、和将记录磁极61及辅助磁极62耦合的线圈(未图示)，磁记录媒体假设为垂直磁记录媒体。并且，在本实施方式中，如图3所述，具有一对旋转振荡层的旋转振荡元件10接近配置在记录磁极61与辅助磁极62的间隙66的附近。

并且，各个旋转振荡元件的间隙(第一旋转振荡层10a与第二旋转振荡层10b的对置面)21a(参照图3)设置为，相对于X方向大致垂直。即，旋转振荡元件10具有的第一旋转振荡层10a和第二旋转振荡层10b在相对于记录媒体对置面100大致平行且与媒体移动方向85大致平行的方向(即X方向)上层叠。

通过这样设置，将旋转振荡元件10接近于记录磁极61配置，容易使从旋转振荡元件10发出的高频磁场与从记录磁极61放射的记录磁场一致并叠加。另外，能够较自由地设定旋转振荡元件10的元件尺寸的大小。即，在图12中，能够在X方向、Z方向及-Y方向上较大地形成旋转振荡元件10。因此，能够设计最适合记录密度的旋转振荡元件10的尺寸。

根据本实施方式，特别在记录头的尺寸与旋转振荡元件10相比在三维上充分大的情况下，能够通过设在旋转振荡元件10上的一对旋转振荡层对高频辅助的媒体记录部位，施加足够强度的记录磁场Hw，并且所述记录磁场Hw相对于媒体记录层的磁化M(y方向)呈大致45°倾斜的倾斜方向(角度θ＝45°)。对于记录磁极61及辅助磁极62，通过适当决定旋转振荡元件10的一对旋转振荡层的位置关系，也能够对媒体记录部位施加θ＝45°的Hw。由此，与图1～图11所述的实施例相同，能够进行高效率的信息记录。

此外，在本实施方式中，也可以代替X方向而将媒体移动方向85设为Z方向。即使这样，也能够使由记录磁极61及辅助磁极62得到的45°倾斜记录磁场和从旋转振荡元件10放射的高频磁场一致并重叠，进行高效率的写入。

接着，对本发明的第4实施方式进行说明。

图13是表示本发明的第4实施方式涉及的磁记录头的写入头部的概略结构的立体图。

此外，图14是表示搭载有该磁记录头的头滑块的立体图。

本实施方式的磁记录头305包括写入头部360和未图示的再现头部。写入头部360具有主磁极361、遮护板362、励磁线圈363、返回磁轭365、旋转转矩振子310、和一对电极341、342。主磁极361通过使励磁用电流流到一对励磁线圈363中而产生磁场。记录媒体沿着从主磁极361朝向遮护板362的媒体移动方向85移动。记录媒体的磁道宽度90与旋转转矩振子310的层叠方向15平行。

写入头部360的各要素通过未图示的氧化铝等绝缘体分离。

该磁记录头305如图14所示那样搭载在头滑块303上。头滑块303由Al₂O₃/TiC等构成，设计加工为，能够一边浮起或接触在磁盘等磁记录媒体的上方一边相对地移动。并且，头滑块303具有空气流入侧303A和空气流出侧303B。通过在头滑块303的侧面上设置旋转转矩振子310的层叠面地来配置旋转转矩振子310，能够将媒体移动方向85设定为从主磁极361朝向旋转转矩振子310的方向，从而实现稳定的写入。

图15是从媒体对置面100观察设在该磁记录头上的旋转转矩振子310的示意图。

旋转转矩振子310具有在相对于媒体移动方向85大致垂直的方向上依次层叠有第一电极341、旋转注入层330(第二磁性层)、旋转透过率较高的中间层322、振荡层310a(第一磁性层)、偏置层320、和第二电极342的结构。即，旋转转矩振子310的各层具有沿相对于磁道宽度方向90平行的方向层叠的构造。通过使驱动电子流352从电极342向电极341流动，能够从振荡层310a产生高频磁场。驱动电流密度优选设为5×10⁷A/cm₂到1×10⁹A/cm²，适当地调节以成为希望的振荡状态。

在此，说明进行对媒体的写入所需的沿着媒体移动方向85的振荡层310a的长度L与硬盘驱动器(HDD)的盘最大移动速度之间的关系。

磁记录头对于磁记录媒体一边以某个恒定速度移动一边记录记录图案。此时，磁记录所需的振荡层310a的长度L根据盘最大移动速度而不同。HDD的转速通常用rpm(每1分钟的转速)表示，盘直径D(英寸)·转速RPM(rpm)的最大移动速度用式(1)表示。

盘最大移动速度(m/秒)＝(RPM÷60)×D×π×0.0254    (1)

图17是表示主要规格的HDD的盘最大移动速度与振荡层310a所需的长度的表。

在图17(a)的表中表示由盘的大小与盘转速的组合决定的盘的最大移动速度。

在盘直径为2.5英寸、盘转速是5400rpm的情况下，盘的最大移动速度是18.0m/秒，如果盘直径是3.5英寸、盘转速是10000rpm，则盘的最大移送速度是46.5m/秒。

另一方面，如果来自高频振荡元件的辅助磁场施加时间较短，则媒体的反转概率变小。

图16是表示媒体磁化反转率与辅助磁场施加时间的关系的曲线图。

表示出记录媒体的各向异性磁场Hk＝10500Oe、高频辅助磁场+/-1000Oe、辅助频率10GHz、写入磁场5000Oe下的模拟结果。辅助磁场的施加时间在0.7纳秒以下时反转概率急剧地变小。因而，为了在HDD的盘最大移动速度下确保0.7纳秒以上的施加时间，则振荡层310a的媒体移动方向85的长度L需要为盘最大移动速度×0.7纳秒以上。归纳为以下的式(2)。

振荡层长度L(纳米)≥RPM(rpm)×D(英寸)×0.00093    (2)

在图17(b)的表中表示基于盘的大小与盘转速的组合的、沿着盘移动方向即媒体移动方向85的振荡层310a的所需的长度L。

在盘直径为2.5英寸、盘转速为5400rpm的情况下，盘移动方向上需要的振荡层310a的长度根据(2)式求出为12.6nm，如果盘直径是3.5英寸、盘转速为10000rpm，则求出需要的振荡层310a的长度为32.6nm。

在本实施方式中，通过沿磁道宽度方向90层叠旋转转矩振子310，能够充分地获得振荡层310a的长度L，此外，通过减薄振荡层310a的厚度，能够提高振荡效率。

图18是从媒体对置面100观察比较例的旋转转矩振子310的示意图。

按照主磁极361的成膜方向，沿着媒体移动方向85层叠有电极342、振荡层310a、中间层322、旋转注入层330以及电极341。在此情况下，旋转转矩振子310的驱动电子流352需要相对于振荡层310a与旋转注入层330的边界垂直地流入，此外，振荡层310a的膜厚优选为5nm到20nm，越薄则振荡效率变得越高，越容易振荡。但是，作为沿着媒体移动方向85的振荡层的长度变短。

媒体的移动速度在例如盘直径为2.5英寸、转速为5400rpm的情况下，在HDD的中周为10m/秒，在外周为18nm/秒。根据图16，由于写入所需要的临界时间是0.7纳秒左右，所以振荡层所需要的长度在中周为7nm，最大为12.6nm。

因而，在沿着媒体移动方向85层叠旋转转矩振子310的各层的比较例的构造中，如果使振荡层310a的膜厚厚到写入所需要的长度，则从振荡效率的观点来看优选厚度的容许范围被限定，如果设为足够的厚度则振荡效率降低。另一方面，如果为了提高振荡效率而减薄振荡层310a的膜厚，则媒体的反转率将变得不充分。

因而，层叠方向15优选为与媒体移动方向85正交。

作为电极341及电极342，可以使用Ti、Cu等电阻较低、难以被氧化的材料。

作为中间层322，可以使用Cu、Au、Ag等旋转透过率较高的非磁性材料。中间层322的膜厚优选为从1个原子层到3nm。通过设置中间层322，能够抑制振荡层310a与旋转注入层330的交换耦合。

振荡层310a由CoFe、CoNiFe、NiFe、CoZrNb、FeN、FeSi、FeAlSi等饱和磁通密度较大且在膜面内方向上具有磁各向异性的软的强磁性材料构成，振荡层310a的膜厚优选地设为5nm到20nm。

为了使振荡层310a具有取向，也可以相邻于振荡层310a而层叠偏置层320。偏置层320使用FeMn、NiMn、FeNiMn、FeMnRh、RhMn、CoMn、CrMn、CrMnPt、CrMnRh、CrMnCu、CrMnPd、CrMnIr、CrMnNi、CrMnCo、CrMnTi、PtMn、PdMn、PdPtMn、IrMn等反铁磁性材料成膜。或者，作为偏置层320可以使用如下的硬磁性材料。即CoCrPt、CoCrTa、CoCrTaPt、CoCrTaNb等CoCr类磁性层、CoPt类或FePt类的合金磁性层、SmCo类合金磁性层等垂直取向性良好的材料。

在此情况下，为了控制磁性层的磁化的方向成为膜面垂直或膜面平行，也可以使用基底层。例如，为了使磁化方向成为面内平行，可以使用Cr、Ta、Ti、W等非磁性过渡金属以及它们的合金及它们的层叠膜。通过将该偏置层320与作为软的强磁性材料的振荡层310a强磁性耦合，能够将振荡层310a单磁畴化，实现稳定的振荡。在图15中，用硬磁性材料制作偏置层320，并与振荡层310a强磁性耦合。在使用这些偏置层的情况下，所谓的振荡层的矫顽力，也包括从偏置层施加的有效磁场，称作矫顽力。

旋转注入层330使用CoPt等硬磁性材料成膜。旋转注入层330的膜厚优选为2nm到60nm。另外，作为旋转注入层330，可以使用CoFe、CoNiFe、NiFe、CoZrNb、FeN、FeSi、FeAlSi等饱和磁通密度较大且在膜面内方向上具有磁各向异性的软磁层、或磁化向膜面内方向取向的CoCr类磁性合金膜等。进而，也可以适当使用磁化取向于膜面垂直方向的CoCrPt、CoCrTa、CoCrTaPt、CoCrTaNb等CoCr类磁性层、TbFeCo等RE-TM类非晶合金磁性层、Co/Pd、Co/Pt、CoCrTa/Pd等Co人工栅格磁性层、CoPt类或FePt类的合金磁性层、或SmCo类合金磁性层等垂直取向性良好的材料。此外，也可以将多种上述材料层叠。这是为了调节旋转注入层的饱和磁通密度(Bs)及各向异性磁场(Hk)。

在此情况下，各向异性磁场或矫顽力调节的考虑方法与上述邻接于振荡层的偏置层同样。为了与偏置层区别，适当地将邻接于中间层的层称作旋转注入层，而将其他层称作偏置层。此外，设旋转注入层的矫顽力及各向异性磁场包括对旋转注入层施加的有效磁场。偏置层320也可以使用FeMn、NiMn、FeNiMn、FeMnRh、RhMn、CoMn、CrMn、CrMnPt、CrMnRh、CrMnCu、CrMnPd、CrMnIr、CrMnNi、CrMnCo、CrMnTi、PtMn、PdMn、PdPtMn、IrMn等反铁磁性材料成膜。振荡层也可以使用与旋转注入层同样的硬磁性材料。为了使振荡稳定，调节为使矫顽力在旋转注入层中比振荡层大。

进而，振荡层或旋转注入层也可以做成将强磁性体、非磁性层及强磁性体层叠的旋转过滤阀门膜式构造、或者将旋转过滤阀门膜式与反铁磁性体层叠的构造。在此情况下，作为强磁性体可以使用上述记载的强磁性体，作为非磁性层，优选地使用Cu、Pt、Au、Ag、Pd、Ru等贵金属，也可以使用Cr、Rh、Mo、W等非磁性过渡金属，作为反铁磁性体，可以使用上述记载的反铁磁性体。

此外，也可以在电极341的下部及电极342的上部设置由硬磁性材料制作的硬偏置层。通过使硬偏置层施加的磁场与振荡层的易磁化轴方向一致，能够使振荡进一步稳定化。

在本实施方式中，将旋转转矩振子310配置为，将旋转转矩振子310夹在主磁极361与遮护板362之间。在该配置中，在来自主磁极361的记录磁场与来自旋转转矩振子310的高频磁场重叠的区域中，在媒体上形成记录图案。进而，通过使旋转注入层330、振荡层310a的易磁化轴垂直于膜面而取向，进行稳定的振荡。

图19及图20是用于说明与来自主磁极361的磁场611相对的旋转注入层330及振荡层310a的易磁化轴的方向与振荡特性的稳定性之间的关系的示意图。

图19(a)表示旋转注入层330及振荡层310a的易磁化轴的方向垂直于层叠的膜的膜面的情况。如果来自主磁极的磁场611反转，则与该磁场611的朝向垂直的旋转注入层330的磁化的方向倾斜。如图19(b)所示，用箭头612表示在从主磁极361到遮护板362方向产生磁场的情况下的旋转注入层330中的有效磁场，另一方面，用箭头613表示在从遮护板362到主磁极361方向上产生磁场的情况下的旋转注入层330中的有效磁场。即使来自主磁极361的磁场611反转，旋转注入层330中的有效磁场即使其方向改变，大小也不变化。因而，表示各向异性磁场614的振荡层310a的有效磁场不变动，进行稳定的振荡。

图20(a)表示旋转注入层330及振荡层310a的易磁化轴的方向与层叠的膜的膜面平行、并且与未图示的媒体移动方向85也平行的情况。在此情况下，如果来自主磁极361的磁场较大，则在反转的情况下，旋转注入层330中的有效磁场的方向不变化但大小变化。即，如图20(b)所示，在从主磁极361到遮护板362方向产生磁场的情况下的旋转注入层330中的有效磁场612与在从遮护板362到主磁极361方向产生磁场的情况下的旋转注入层330中的有效磁场613在来自主磁极361的磁场611反转时大小会不同。因此，振荡层310a的有效磁场的大小变化，振荡频率变动。

在本实施方式中，由于使层叠体的各层的易磁化轴的方向相对于膜面垂直，所以能够得到振荡频率稳定的旋转转矩振子310。

接着，对本发明的第5实施方式进行说明。

图21是从媒体对置面100观察本发明的第5实施方式涉及的旋转转矩振子310的示意图。

旋转转矩振子310具有平行于磁道宽度方向90而依次层叠有第一电极341、旋转注入层330、旋转透过率较高的中间层322、振荡层310a、偏置层320和第二电极342的构造。表示出来自主磁极的磁场方向615从遮护板362朝向主磁极361的情况。

旋转注入层330及振荡层310a的易磁化轴的方向平行于层叠的膜的膜面，并且也与未图示的媒体移动方向85平行。在此情况下，由于来自主磁极361的磁场与层叠的各层的各向异性磁场平行，所以如果来自主磁极361的磁场反转，则振荡层310a的有效磁场变化，振荡频率变化。为了防止这样的情况，将从主磁极361对旋转转矩振子310施加的磁场、旋转注入层330的矫顽力、振荡层310a的矫顽力设定为以上述顺序依次变小。通过这样设定，即使来自主磁极361的磁场反转，也能够将旋转转矩振子310的磁化的方向保持为相同的方向，能够将振荡层310a的有效磁场的大小保持为一定。结果，能够得到进行稳定的动作的旋转转矩振子310。

接着，对第5实施方式的变形例进行说明。

图22是从媒体对置面100观察本变形例的旋转转矩振子310的示意图。

旋转转矩振子310具有平行于磁道宽度方向90而依次层叠有第一电极341、旋转注入层330、旋转透过率较高的中间层322、振荡层310a、和第二电极342的构造。

在来自主磁极361的磁场较大的情况下，由于振荡层310a与偏置层320单磁畴化，所以即使没有偏置层320，旋转转矩振子310也会稳定地动作。

接着，对本发明的第6实施方式进行说明。

图23是从媒体对置面100观察本发明的第6实施方式涉及的旋转转矩振子310的示意图。

旋转转矩振子310具有平行于磁道宽度方向90而依次层叠有第一电极341、旋转注入层330、旋转透过率较高的中间层322、振荡层310a、偏置层320和第二电极342的构造。

旋转注入层330及振荡层310a的磁化的方向平行于层叠的膜的膜面，并且相对于媒体对置面100垂直。在此情况下，即使来自主磁极361的磁场反转，旋转转矩振子310的磁化也不会反转，振荡层310a的有效磁场的大小为一定。结果，能够得到进行稳定动作的旋转转矩振子310。

接着，对本发明的第7实施方式进行说明。

图24是表示本发明的第7实施方式涉及的磁记录头的写入头部的概略结构的立体图。

在本发明的第4到第6实施方式中，设置遮护板362，产生倾斜磁场而使媒体的磁化变得容易。相对于此，在没有设置遮护板362的情况下，通过抑制从主磁极361对旋转转矩振子310施加的磁场，偏置层320的磁化稳定化，从而使振荡频率的紊乱变小。

这是从第4实施方式的磁记录头的写入部去除了遮护板362后的结构，是将单磁极记录头与旋转转矩振子310组合的结构。

根据本实施方式，通过抑制从主磁极361对旋转转矩振子310施加的磁场，偏置层320的磁化稳定化，能够提供振荡频率的紊乱较小的磁记录头。

在本发明的第4到第7实施方式中，使旋转转矩振子310的各层的层叠方向15与磁道宽度方向90平行。因此，能够减薄振荡层310a的厚度而提高振荡效率，并且能够将振荡层310a沿着媒体移动方向85的长度取得较长以便确保足够的写入时间。因而，由于振荡层310a的厚度较薄，所以向媒体的写入宽度变小。结果，从媒体对置面100观察，能够将主磁极361的宽度取得比振荡层310a的厚度大。在此情况下，由于在从振荡层310a产生的高频磁场的范围内大体决定磁道方向的写入宽度，所以振荡层310a的厚度与磁道宽度变得相等。因此，能够将主磁极361的宽度与媒体的磁道宽度相独立地增大。

在本发明的实施方式中，由于振荡层310a的厚度是20nm左右，所以写入图案的磁道宽度为20nm左右。因而，本方面的实施方式的磁记录头能够在磁道密度非常高的硬盘中使用。虽然向磁道宽度为150nm左右的低磁道密度的硬盘的使用伴有困难，但在用于离散媒体或离散块(discrete bit)媒体等与相邻磁道的交换耦合被切断的媒体中的情况下，由于只要磁道的一部分反转就会发生磁道整体的反转，所以不再有磁道密度的制约。结果，能够实现没有磁道密度制约的对应于广泛的硬盘规格的高频磁场辅助记录头。

接着，对本发明的实施方式涉及的磁记录装置进行说明。即，关于图1～图24说明的本发明的磁记录头5、305组装在例如记录再现一体型的磁头组件中，能够搭载在磁记录再现装置中。

图25是例示这样的磁记录再现装置的概略结构的主要部分立体图。

即，本发明的磁记录再现装置150是使用旋转驱动器的形式的装置。在该图中，记录用媒体盘180安装在主轴152上，利用响应来自未图示的驱动装置控制部的控制信号的未图示的马达，向箭头A的方向旋转。本发明的磁记录再现装置150也可以具备多个媒体盘180。

进行存储在媒体盘180中的信息的记录再现的头滑块3、303具有图2及图14所述的结构，安装在薄膜状的悬臂体154的前端上。在此，头滑块3、303例如将上述任一种实施方式涉及的磁记录头搭载在其前端附近。

如果媒体盘180旋转，则头滑块3、303的媒体对置面100(ABS)从媒体盘180的表面以预定的浮起量被保持。或者也可以是滑块与媒体盘180接触的所谓“接触行进型”。

悬臂体154连接在具有保持未图示的驱动线圈的线轴部的驱动臂155的一端上。在驱动臂155的另一端上设有作为线性马达的一种的音圈马达156。音圈马达156由卷绕在驱动臂155的线轴部上的未图示的驱动线圈和磁回路构成，该磁回路由夹着该线圈对置配置的永久磁铁及对置磁轭形成。

驱动臂155由设在心轴157的上下两部位的未图示的球轴承保持，能够利用音圈马达156自如地旋转滑动。

图26是从盘侧观察驱动臂155之前的磁头组件160的放大立体图。即，磁头组件160具有例如具有保持驱动线圈的线轴部等的驱动臂155，在驱动臂155的一端上连接有悬臂体154。

在悬臂体154的前端上，安装有具备图1～图24所述的任一种磁记录头5、305的头滑块3、303。悬臂体154具有信号的写入及读取用的导线164，该导线164与组装在头滑块3、303上的磁头的各电极电连接。图中165是磁头组件160的电极焊盘。

根据本发明，通过具备图1～图24所述的磁记录头，能够以比以往高的记录密度将信息可靠地记录到垂直磁记录型的媒体盘180中。另外，为了进行有效的高频辅助记录，优选使使用的媒体盘180的共鸣频率与旋转振子10的振荡频率大致相等。

图27是例示能够在本实施方式中使用的磁记录媒体的示意图。

即，本实施方式的磁记录媒体1具有通过非磁性体(或者空气)87被相互分离的垂直取向的多粒子类的磁性离散磁道86。该媒体1在心轴马达4的作用下旋转，在朝向媒体行进方向85移动时，可以通过图1～图24所述的磁记录头5、305形成记录磁化84。

通过使旋转转矩振子10的记录磁道宽度方向的宽度(TS)为记录磁道86的宽度(TW)以上、并且为记录磁道间距(TP)以下，能够大幅地抑制从旋转转矩振子10产生的泄漏高频磁场带来的相邻记录磁道的矫顽力降低。因此，在本具体例的磁记录媒体1中，能够仅将想要记录的记录磁道86有效地进行高频磁场辅助记录。

根据本实施方式，通过使用所谓“全膜状(ベた膜状)”的多粒子类垂直媒体，也容易实现窄磁道即高磁道密度的高频辅助记录装置。此外，通过利用高频磁场辅助记录方式、并且使用以往的磁记录头不能写入的FePt或SmCo等高磁各向异性能量(Ku)的媒体磁性材料，能够将媒体磁性粒子进一步细微化到纳米的尺寸，在记录磁道方向(位方向)上也能够实现线记录密度远比以往高的磁记录装置。

图28是例示能够在本实施方式中使用的另一磁记录媒体的示意图。

即，本具体例的磁记录媒体1具有通过非磁性体87被相互分离的磁性离散块88。该媒体1利用心轴马达4旋转，在朝向媒体行进方向85移动时，可以通过图1～图24所述的磁记录头5、305形成记录磁化84。

根据本发明，如图27及图28所示，在离散型的磁记录媒体1中，即便对于具有高矫顽力的记录层也能够可靠地记录，能够进行高密度且高速的磁记录。

在该具体例中，也通过使旋转转矩振子10的记录磁道宽度方向的宽度(TS)为记录磁道86的宽度(TW)以上、并且为记录磁道间距(TP)以下，能够大幅地抑制从旋转转矩振子10产生的泄漏高频磁场带来的相邻记录磁道的矫顽力降低，因此能够仅将想要记录的记录磁道86有效地进行高频磁场辅助记录。如果使用本实施例，则只要能够维持使用环境下的热波动耐性，就有可能通过促进磁性离散块88的高磁各向异性能量(Ku)化和细微化，能够实现10Tbits/inch²以上的高记录密度的高频磁场辅助记录装置。

本发明的头不仅是以往的将媒体固定的HDD，也可以与能够更换媒体的可更换媒体一起使用。

以上，参照具体例对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明并不限定于上述各具体例。例如，将图1～图24所述的各具体例的任意两个或其以上在技术上可能的范围内进行组合的方式也包含在本发明的范围中。

即，本发明并不限定于各具体例，在不脱离其主旨的范围内能够进行各种变形来实施，它们都包含在本发明的范围中。

Claims (23)

1、一种磁记录头，其特征在于，包括：

记录磁极；以及

旋转振荡元件，包括至少具有1层磁性体层的第一磁性层、至少具有1层磁性体层的第二磁性层和设在所述第一磁性层与所述第二磁性层之间的第一非磁性体层；其中

所述第一磁性层和所述第二磁性层相互反铁磁耦合及/或静磁耦合；

所述第一磁性层和所述第二磁性层在相对于媒体对置面大致平行且相对于所述记录磁极的与媒体对置面交叉的侧面大致平行的方向上层叠。

2、如权利要求1所述的磁记录头，其特征在于，

所述旋转振荡元件还具有：

第3磁性层，包括磁化方向被固定的强磁性体；以及

一对电极，能够对具有所述第一及第二磁性层、所述非磁性体层和所述第3磁性层的层叠体通电流。

3、如权利要求2所述的磁记录头，其特征在于，流过所述层叠体的电流在相对于所述记录磁极的所述侧面大致平行的方向上流动。

4、如权利要求1所述的磁记录头，其特征在于，还具备辅助磁极，该辅助磁极与所述记录磁极磁耦合，其前端在所述媒体对置面延伸。

5、如权利要求1所述的磁记录头，其特征在于，所述记录磁极的所述侧面相对于形成在磁记录媒体上的记录磁道的长度方向大致垂直。

6、如权利要求5所述的磁记录头，其特征在于，所述旋转振荡元件设在所述记录磁极的尾侧。

7、如权利要求5所述的磁记录头，其特征在于，所述旋转振荡元件设在所述记录磁极的前侧。

8、如权利要求1所述的磁记录头，其特征在于，所述记录磁极的所述侧面相对于形成在磁记录媒体上的记录磁道的长度方向大致平行。

9、如权利要求1所述的磁记录头，其特征在于，由所述记录磁极形成且相对于所述媒体对置面大致45°倾斜的记录磁场被施加在磁记录媒体上的区域与由所述旋转振荡元件形成的高频率磁场被施加在磁记录媒体上的区域大致一致。

10、一种磁记录头，其特征在于，

具备：

主磁极；

层叠体，在相对于媒体移动方向大致垂直的方向上层叠第一磁性层、第二磁性层和设在所述第一磁性层与所述第二磁性层之间的中间层而成；以及

一对电极，能够对所述层叠体通电流。

11、如权利要求10所述的磁记录头，其特征在于，具备强磁性层或反铁磁性层，该强磁性层或反铁磁性层与所述第一磁性层或第二磁性层的至少一个相邻，具有比所述相邻的磁性层大的矫顽力。

12、如权利要求10所述的磁记录头，其特征在于，所述第二磁性层具有比所述第一磁性层大的矫顽力。

13、如权利要求10所述的磁记录头，其特征在于，所述第二磁性层的易磁化轴方向相对于所述层叠体的层叠方向大致垂直。

14、如权利要求10所述的磁记录头，其特征在于，所述第二磁性层的易磁化轴方向相对于所述层叠体的层叠方向大致平行。

15、如权利要求14所述的磁记录头，其特征在于，从所述主磁极产生的磁场比所述第一磁性层及所述第二磁性层的矫顽力大。

16、一种磁记录装置，其特征在于，

具备：

磁记录媒体；

权利要求1所述的磁记录头；

可动机构，能够使所述磁记录媒体与所述磁记录头在离开或接触的状态下一边对置一边相对移动；

控制机构，将所述磁记录头定位在所述磁记录媒体的规定记录位置上；以及

信号处理机构，利用所述磁记录头进行向所述磁记录媒体的信号的写入和读出；

所述旋转振荡元件的振荡频率与构成所述磁记录媒体的记录磁性层的记录磁性粒或记录磁性点的强磁性共鸣频率大致相等。

17、如权利要求16所述的磁记录装置，其特征在于，所述磁记录媒体是相邻的记录磁道彼此经由非磁性部件形成的离散磁道媒体。

18、如权利要求16所述的磁记录装置，其特征在于，所述磁记录媒体是经由非磁性部件规则地排列形成有孤立的记录磁性点的离散块媒体。

19、一种磁记录装置，其特征在于，

具备：

磁记录媒体；

权利要求10所述的磁记录头；

可动机构，能够使所述磁记录媒体与所述磁记录头在离开或接触的状态下一边对置一边相对移动；

控制机构，将所述磁记录头定位在所述磁记录媒体的规定记录位置上；以及

信号处理机构，利用所述磁记录头进行向所述磁记录媒体的信号的写入和读出。

20、如权利要求19所述的磁记录装置，其特征在于，所述第一磁性层的所述媒体移动方向的长度大于所述磁记录媒体的最大移动速度乘以0.7×10^-9秒后的值。

21、如权利要求19所述的磁记录装置，其特征在于，沿着与所述媒体移动方向垂直的方向观察的所述主磁极的宽度大于所述第一磁性层的厚度。

22、如权利要求19所述的磁记录装置，其特征在于，所述磁记录媒体是相邻的记录磁道彼此经由非磁性部件形成的离散磁道媒体。

23、如权利要求19所述的磁记录装置，其特征在于，所述磁记录媒体是经由非磁性部件规则地排列形成有孤立的记录磁性点的离散块媒体。

Images