CN104424958A - 磁记录头及采用其的磁记录再生装置 - Google Patents

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CN104424958A CN201310661321.1A CN201310661321A CN104424958A CN 104424958 A CN104424958 A CN 104424958A CN 201310661321 A CN201310661321 A CN 201310661321A CN 104424958 A CN104424958 A CN 104424958A
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清水真理子
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Abstract

本发明可获得即使在操作中的温度高的环境下，也可以使高频振荡元件的温度保持低且振荡无劣化的高频辅助磁记录头。实施例的磁记录头在振荡层叠体和主磁极间设置冷却发热材料，冷却发热材料包含从该振荡层叠体按顺序层叠的：具有与振荡层叠体的截面积相同截面积的第1热电材料层；具有与振荡层叠体的截面积相同截面积的第1金属材料层；具有与主磁极相同截面积的第2金属材料层；及具有与主磁极相同截面积的第2热电材料层。

Description

磁记录头及采用其的磁记录再生装置
相关申请
本申请以日本专利申请2013-174606号(申请日:2013年8月26日)作为基础申请，享受优先权。本申请通过参照该基础申请，包含基础申请的全部内容。
技术领域
本发明的实施例涉及磁记录头及采用其的磁记录再生装置。
背景技术
为了提高硬盘驱动器的记录密度，提出了基于能量辅助的磁记录头。除了基于热的辅助，还提出基于自旋转移力矩(STT)的高频(微波)辅助技术等。
在高频辅助技术时，振荡元件的振荡强度越高，辅助效果越佳。但是，若升温到硬盘驱动器操作温度附近，则存在高频振荡衰减、消失的问题，因此必须冷却振荡元件。
例如，垂直通电元件的冷却可以采用珀耳帖效应。垂直通电元件中的基于珀耳帖效应的冷却现象，报导了将Au/Co接合用作垂直通电元件的一部分的例子和/或在Au/Ni-Cu接合处获得与Δ200℃的冷却效果相当的电压变化的例子。另外，也提出了利用该冷却效果的再生头的提案。
珀耳帖效应是指在异种材料的接合处流过电流时产生吸热·散热的现象。利用珀耳帖效应时，在异种材料的接合面处产生电势差，电子的电势上升时吸热，下降时发热。该珀耳帖效应是1834年由让-查尔斯·珀尔帖发现的现象，冷却效果用以下的式表达。
ΔQ=Π I Δt
这里，ΔQ是从接合部散热或者吸热的热量，Π是物质固有的帕尔贴系数，Δt是电流流过的时间，I是电流。冷却或者过热的效率由物质固有的帕尔贴系数确定，因此，必须选择用于高效冷却的材料组合。
但是，难以将垂直通电元件的冷却方法直接用作高频辅助头的冷却方法。这是因为，在垂直通电元件和/或再生头中，除了主要部分的元件外，仅有电极的单纯的构造，因此，由元件的部分吸热，与其对应的散热在远离的电极进行即可，但是，高频辅助头的高频振荡元件被主磁极和/或辅助磁极夹持，是在电流通路包含主磁极和/或辅助磁极的复杂构造体。而且，还存在主磁极和/或辅助磁极必须是具有高饱和磁化的FeCo合金的制约。这样的制约中，难以高效地冷却高频振荡元件。
发明内容
本发明的实施例的目的是提供高频辅助磁记录头、磁头装配件及磁记录再生装置，在被主磁极和/或辅助磁极夹持的高频振荡元件中，即使在操作中的温度高的环境下，也可以使高频振荡元件的温度保持低，振荡不会劣化。
根据实施例，提供一种磁头，其特征在于，包含：
向磁记录介质施加记录磁场的主磁极；
与该主磁极一起构成磁路的辅助磁极；以及
设置在该主磁极和该辅助磁极之间，能够从上述主磁极向上述辅助磁极通电的振荡层叠体，
上述振荡层叠体中，与通电方向垂直的截面积比该主磁极的截面积小，
并包含从该主磁极侧按顺序层叠的：第2磁性层，具有比从该主磁极施加的磁场小的矫顽力，磁化发生微波振荡；第1磁性层，由不同于该第2磁性层的金属，具有比从该主磁极施加的磁场大的矫顽力，向该第2磁性层注入自旋转移力矩；用于切断该第1磁性层和该第2磁性层的直接磁耦合的非磁性中间层，
在上述振荡层叠体和上述主磁极间设置冷却发热材料，
该冷却发热材料包含从该振荡层叠体按顺序层叠的：
具有与上述振荡层叠体的截面积相同截面积的第1热电材料层；
具有与上述振荡层叠体的截面积相同截面积的第1金属材料层；
具有与上述主磁极相同截面积的第2金属材料层；以及
具有与上述主磁极相同截面积的第2热电材料层。
附图说明
图1是实施例的磁头的一例的图。
图2是珀耳帖效应的概念图。
图3是实施例的磁头的其他一例的概略图。
图4是可搭载实施例的磁头的磁记录再生装置的概略构成的要部立体图。
图5是实施例的磁头装配件的一例的概略图。
图6是示意表示第1实施例的磁头的构成的一例的截面图。
图7是实施例1的R-V曲线的一例。
图8是比较例1的R-V曲线的一例。
图9是示意表示第2实施例的磁头的构成的一例的截面图。
图10是示意表示第4实施例的磁头的构成的一例的截面图。
图11是示意表示第5实施例的磁头的构成的一例的截面图。
图12是示意表示第6实施例的磁头的构成的一例的截面图。
图13是示意表示比较的磁头的构成的一例的截面图。
图14是示意表示比较的磁头的构成的其他一例的截面图。
具体实施方式
以下，参照附图说明实施例。
图1是表示实施例的磁头的一例的示图。
如图示，实施例的磁头100包含：向磁记录介质200施加记录磁场的主磁极1；与主磁极1一起构成磁路的辅助磁极13；及设置在主磁极1和辅助磁极13之间，能够从主磁极1向辅助磁极13通电的振荡层叠体14。
振荡层叠体14的与通电方向垂直的截面积比主磁极1及辅助磁极13的截面积小，包含从主磁极1侧按顺序层叠的：第2磁性层6，具有比从主磁极1施加的磁场小的矫顽力，作为磁化发生微波振荡的振荡层(FGL)；第1磁性层8，包括不同于第2磁性层6的金属，且具有比从主磁极1施加的磁场大的矫顽力，作为向第2磁性层6注入自旋转移力矩的自旋注入层(SIL)；用于切断该第1磁性层8和第2磁性层6的直接磁耦合的非磁性中间层7。
在振荡层叠体14和主磁极1之间设置第1冷却发热材料105，在辅助磁极13和振荡层叠体14之间设置第2冷却发热材料106。
第1冷却发热材料105包含从振荡层叠体14按顺序层叠的：具有与振荡层叠体14的截面积相同截面积的第1热电材料层5；具有与振荡层叠体14的截面积相同截面积的第1金属材料层4；具有与主磁极1相同截面积的第2金属材料层3；及具有与主磁极1相同截面积的第2热电材料层2。
第2冷却发热材料106包含从辅助磁极13按顺序层叠的：具有与辅助磁极13的截面积相同截面积的第3金属材料层12；具有与辅助磁极13的截面积相同截面积的第3热电材料层11；具有与振荡层叠体14相同截面积的第4热电材料层10；及具有与振荡层叠体14相同截面积的第4金属材料层9。
记录头100的高频振荡元件的主要部分是包括磁化发生微波振荡的第1磁性层(SIL)8和向第1磁性层注入自旋转移力矩的第2磁性层(FGL)6以及用于切断第1磁性层8与第2磁性层6的直接磁耦合的中间层这3个功能层的振荡层叠体14。在振荡层叠体14的上下可以任意设置基底层和/或保护层。层叠顺序例如可以是“基底层/第1磁性层(SIL)8/中间层/第2磁性层(FGL)6/保护层”或者“基底层/第2磁性层(FGL)6/中间层/第1磁性层(SIL)8/保护层”，电流的方向若为“从第1磁性层(SIL)8到中间层7、从中间层7到第2磁性层(FGL)6”，则可以获得与基于自旋转移力矩的高频振荡相同的功能。为了高效获得自旋转移力矩，优选提高电流密度。因而，元件优选图形化为1边为约100nm以下的四边形。
该振荡层叠体14被主磁极1和辅助磁极13夹持，以主磁极1和辅助磁极13作为电极而供给电流。相对于成为电极的主磁极1和辅助磁极13的通电方向的截面积比振荡层叠体14的截面积大约10倍以上。
根据实施例，可利用振荡层叠体14和成为电极的主磁极1和/或辅助磁极13的截面积的差，控制吸热和发热，高效获得振荡层叠体14中的局部冷却效果。具体地说，如图1所示，在主磁极1上和辅助磁极13上分别作成发热部分101、104，在振荡层叠体14上作成吸热部分102、103。
各场所N的基于珀耳帖效应的热量QN可以采用温度变化ΔTN和截面积SN表示如下。
发热部分101、104中的发热量设为Q1、Q4，吸热部分102、103中的吸热量设为Q2、Q3时，
主磁极:Q1∝ΔT1×S1
第2磁性层(FGL):Q2∝ΔT2×S2
第1磁性层(SIL):Q3∝ΔT3×S3
辅助磁极:Q4∝ΔT4×S4
闭合回路中，吸热量和发热量必须平衡，因此
Q1+Q3=Q2+Q4
成立。左边发热，右边吸热。接着，构成材料的热传导率等设为大致相同，因此热量Q可以用温度变化ΔT和截面积S描述。
ΔT1×S1+ΔT3×S3    　ΔT2×S2+ΔT4×S4
这里，如上所述，主磁极和辅助磁极的截面积S1和S4与第1及第2磁性层的截面积S2和S3相比，大10倍以上。因此，第1及第2磁性层的温度变化ΔT2和ΔT3与主磁极和辅助磁极的温度变化ΔT1和ΔT4相比，大10倍以上。
图2是珀耳帖效应的概念的示图。
图中，101和103是包括相同金属材料例如Au的层，处于101和103之间的102是包括CuNi的层。
若是具有相同帕尔贴系数Π的金属材料和热电材料的层叠体，则如图2所示，根据通电方向，吸热和发热反转。因而，称为辅助磁极/振荡层叠体/主磁极的高频振荡元件中，在辅助磁极上插入“金属材料/热电材料”时，若在振荡层叠体下以形成“热电材料/金属材料”的方式反向层叠插入相同材料，则仅仅通过单纯截面积的差就可以扩大温度变化。同样，在主磁极下插入“金属材料/热电材料”时，若在磁性层上以形成“热电材料/金属材料”的方式反向层叠插入相同材料，则仅仅通过单纯截面积的差就可以扩大温度变化。而且，若帕尔贴系数的符号一致，则“第1金属材料/第1热电材料”、“第2热电材料/第2金属材料”、“第3热电材料/第3金属材料”及“第4热电材料/第4金属材料”也可以形成相同材料的组合的层叠体或者不同材料组合的层叠体。
第1热电材料层、第2热电材料层、第3热电材料层及第4热电材料层包含从塞贝克系数为负的CuNi、Pt、Ni、Co及Ru组成的群选择的至少1种。
第1金属材料层、第2金属材料层、第3金属材料层及第4金属材料层包含从Cr、Fe、NiFeCr、CoFeCr组成的群选择的至少1种。
另外，第1金属材料层、第2金属材料层、第3金属材料层及第4金属材料层包含从Cr氧化物、Ta氧化物及Cr-Ta氧化物组成的群选择的至少1种的金属氧化物，具有0.5nm至2nm的厚度。若在该厚度的范围，则即使包含金属氧化物，也可以抑制元件全体的电阻。此时，第1至第4金属材料层的厚度若小于0.5nm，则有无法稳定保持同样的膜的倾向，若超过2nm，则有元件的电阻变高，焦耳热过大的倾向。
为了高效冷却在磁头使用的高频振荡元件，重要的是使与高频振荡元件的吸热能量相当的量用主磁极·辅助磁极散热。根据实施例，被主磁极和/或辅助磁极夹持的高频振荡元件中，高频振荡元件采用基于珀耳帖效应的冷却效率大的材料，主磁极、辅助磁极这样的高频振荡元件以外的部分采用发热效果大的材料。从而，操作中即使在温度高的环境下，也可以使高频振荡元件的温度保持低，振荡难以劣化。
作为第二磁性层6(振荡层)(FGL)，由从Fe、Co、Ni选出的至少一个组成的磁性合金形成。从发生高的高频磁场的观点看，使用具有高饱和磁束密度(Bs)的材料是有效的，因此，适于包含Fe的Fe-Co合金和/或Fe-Co-Ni合金。该场合，Fe可以包含组成比30原子%以上。而且，第二磁性层6(FGL)也可以是磁性合金的层叠构造。另外，Fe合金可以包含其他非磁性金属元素。特别是，若向Fe-Co合金以组成比30原子%以下的浓度添加从Al、Si、Cu、Ge、Ga、Mn选出的元素，则改善软磁特性的同时，可以降低成为自旋力矩振荡的阻碍要因的衰减常数。为了获得高频磁场，FGL尽可能厚，但是，磁体积变大时自旋力矩振荡变得困难。因此，5nm到30nm的范围成为适合的膜厚范围。
另外，非磁性中间层7可以采用从Al、Cu、Au、Ag、Pt、Al、Pd、Os及Ir组成的群选择的至少一个的金属层、采用该金属的非磁性合金层或者它们的层叠。为了向FGL传递来自自旋注入层(SIL)的自旋力矩，非磁性中间层7的厚度优选比自旋扩散长度短。自旋扩散长度因物质而异，但是有10nm以上的倾向，因此可以将非磁性中间层7设为10nm以下。另一方面，若比0.5nm薄，则第二磁性层6(FGL)和第一磁性层8(SIL)强磁耦合，阻碍振荡，因此可以设为0.5nm以上。
第一磁性层8(SIL)优选具有垂直磁各向异性，在间隙磁场下，稳定朝向间隙磁场的方向，另一方面，优选伴随间隙磁场的极性反相，反相地朝向与间隙磁场相同的方向。作为第一磁性层(SIL)8，例如可以采用Co-Pt合金、Fe-Pt合金或者Co/Pt人工光栅、Co/Pd人工光栅、Co/Ni人工光栅、FeCo/Ni人工光栅。为了在自旋力矩振荡时稳定其磁化方向，第一磁性层8(SIL)的膜厚越厚越好。但是，由于形成薄的振荡层叠体14全体的设计上的制约，必须尽可能薄地形成。例如，若为5nm以上的膜厚，则可以达到稳定的振荡。另外，第一磁性层8(SIL)也可以在非磁性中间层之间具有软磁性层。FeCo合金或者半金属合金等形成后，自旋力矩效率提高，驱动电压减少，可以改善可靠性。另一方面，层叠形成软磁性层后，作为全体，垂直磁各向异性降低，因此，必须止于不会显著阻碍程度的膜厚。膜厚因第一磁性层8(SIL)的垂直磁各向异性的强度和膜厚而异，但是，若不超过第一磁性层8(SIL)的膜厚，可以获得某程度的垂直磁各向异性。
作为这些层叠构造的STO的成膜的顺序，可以是SIL、中间层、FGL的顺序，也可以是FGL、中间层、SIL的顺序。
这些层叠构造的振荡层叠体14在主磁极1上形成。主磁极1可以兼起到用于向振荡层叠体14的膜面垂直通电的电极的作用。
其成膜时，为了获得第一磁性层8(SIL)的良好垂直磁各向异性，形成基底。作为起到基底作用的具体例，可以采用初始层设为1到10nm的Ta或者2到15nm的Ni-Fe-Cr合金，其上部形成了1到10nm的Al、Pt、Cu、Ru、NiFe、Au、Ag、Pd、Os、Ir或者它们的合金及层叠构造的构造。
另外，在振荡层叠体14的上部形成返回轭。返回轭可以兼起到用于向振荡层叠体14的膜面垂直通电的电极的作用。
返回轭和振荡层叠体14之间可以直接接合，也可以经由非磁性金属层层叠。但是，FGL在返回轭侧形成时，通过将非磁性金属层层叠，可以降低与返回轭的磁耦合，因此，在驱动电压的方面是优越的。
振荡层叠体14在图形化后，可以在周围用包含绝缘体区域和金属区域的填充层埋入，以从上下电极施加振荡层叠体14的膜面垂直方向的电流。
图3是表示实施例的磁头的其他一例的概略图。
实施例的磁头30具备再生头部件40和写入头部件50。再生头部件40具有未图示磁再生元件、励磁线圈25及主导屏蔽罩24。另外，写入头部件50具备：作为记录磁极的主磁极21；使来自主磁极21的磁场回流的尾随屏蔽罩22(辅助磁极13)；设置在主磁极11和尾随屏蔽罩22(辅助磁极13)间的振荡层叠体14；励磁线圈24。该高频磁场辅助记录头30的写入头部件50中，通过由主磁极1和尾随屏蔽罩22(辅助磁极13)的间隙磁场来施加膜面垂直的外部磁场，以与膜面大致垂直的轴为旋转轴，使该振荡层进行岁差运动，从而向外部发生高频磁场。通过将从自旋力矩振荡子发生的高频磁场与从主磁极1施加的磁场重叠，可以写入与更高记录密度对应的磁记录介质。
实施例中，可以将临界电流密度低的自旋力矩振荡子用作高频磁场的发生源。从而，可以用大的高频磁场使磁记录介质的磁化反相。
图4是可搭载实施例的磁头的磁记录再生装置的概略构成的要部立体图。
即，磁记录再生装置150是采用旋转执行器的形式的装置。该图中，记录用介质盘180安装到主轴152，通过响应来自未图示驱动装置控制部的控制信号的未图示马达，沿着箭头A的方向旋转。磁记录再生装置150也可以具备多个介质盘180。
进行介质盘180存储的信息的记录再生的头滑块130具有与图4相关描述的构成，安装在薄膜状的悬架154的前端。这里，头滑块130例如将实施例的磁头搭载在其前端附近。
介质盘180旋转时，头滑块130的介质相向面(ABS)从介质盘180的表面离开预定的上浮量而保持。或者，滑块也可以是与介质盘180接触的所谓“接触移动型”。
悬架154与具有保持未图示驱动线圈的梭部等的执行器臂155的一端连接。执行器臂155的另一端设有作为线性马达的一种的音圈马达156。音圈马达156由卷绕在执行器臂155的梭部的未图示驱动线圈和以夹入该线圈的方式相向配置的永久磁石及相向轭组成的磁路而构成。
执行器臂155由设置在主轴157的上下2处的未图示球轴承保持，形成可通过音圈马达156而自由旋转和滑动。
图5是表示实施例的磁头装配件的一例的概略图。
图5是从盘侧观察从执行器臂155到之前的磁头装配件的放大立体图。即，磁头装配件160具备具有例如保持驱动线圈的梭部等的执行器臂155，执行器臂155的一端与悬架154连接。
在悬架154的前端，安装了具备图4所示磁头30的头滑块130。悬架154具有信号的写入及读取用的引线164，该引线164和嵌入头滑块130的磁头的各电极电连接。图中165是磁头装配件160的电极焊盘。
实施例1
图6是示意表示第1实施例的磁记录头的构成的一例的截面图。
如图示，实施例1的磁记录头301包含：向磁记录介质施加记录磁场的主磁极1；与主磁极1一起构成磁路的辅助磁极13；及在主磁极1和辅助磁极13之间设置的能够从主磁极1向辅助磁极13通电的振荡层叠体14。
振荡层叠体14中，与通电方向垂直的截面积比主磁极1及辅助磁极13的截面积小，并包含从主磁极1侧按顺序层叠的：第2磁性层(FGL)6，具有比从主磁极1施加的磁场小的矫顽力；第1磁性层(SIL)8，包括不同于第2磁性层6的金属，且具有比从主磁极1施加的磁场大的矫顽力；设置在第1磁性层8和第2磁性层6间的非磁性中间层7。
在振荡层叠体14和主磁极1之间，设置第1冷却发热材料105。
第1冷却发热材料105包含从振荡层叠体14按顺序层叠的：具有与振荡层叠体14的截面积相同截面积的第1热电材料层5；具有与振荡层叠体14的截面积相同截面积的第1金属材料层4；具有与主磁极1相同截面积的第2金属材料层3；及具有与主磁极1相同截面积的第2热电材料层2。
磁记录头301中，第1磁性层(SIL)8配置在辅助磁极13侧，第2磁性层(FGL)6配置在主磁极1侧。该场合，电流从辅助磁极13朝向主磁极1的方向流过。振荡层叠体14的具体的膜构成如下表1。
实施例1中，配置了在该通电方向使振荡层叠体14冷却的珀耳帖效应材料。
另外，作为比较例1，除了不设置第1冷却发热材料105以外，作成具有与实施例1同样的构成的磁记录头。
表1
另外，上述表中，例如“Au20nm/CuNi5nm”是指20nm厚的Au和5nm厚的CuNi的层叠。另外，“[Co0.4nm/Pt3nm]*15/FeCo2nm”表示Co0.4nm/Pt3nm的层叠反复15次后，进一步将2nm的FeCo层叠。
实施例1中，在振荡层叠体14的正上方，配置具有与振荡层叠体14相同截面积的吸热部分102“第1热电材料层5/第1金属材料层4”。这里，第1热电材料层5设为CuNi合金，第1金属材料层4设为Au。电流从第1热电材料层5流向第1金属材料层4，吸热并呈现冷却效果。而且，在主磁极1下，配置与主磁极1相同截面积的发热部分101“第2金属材料层2/第2热电材料层3”。这里，也将第2金属材料层2设为Au，第2热电材料层3设为CuNi合金。电流从第2热电材料层3流向第2金属材料层2，呈现发热效果。另外，图6中，省略基底层和保护层。
在各个磁记录头的高频振荡元件中，测定电阻(R)-施加电压(V)特性。
实施例1的R-V曲线的一例如图7所示。
比较例1的R-V曲线的一例如图8所示。
图7中，数据401表示通过增加电流，发生焦耳热，伴随温度上升，振荡层叠体14的电阻R增加的情形，数据403表示通过减少电流，减少焦耳热，伴随温度降低，振荡层叠体14的电阻R减少的情形。相对于电流的增减，振荡层叠体14的电阻可逆。
图8中，数据404表示通过增加电流，发生焦耳热，伴随温度上升，振荡层叠体14的电阻R增加的情形。
这里，振荡时的通电方向，即从第1磁性层(SIL)流向第2磁性层(FGL)的电流表示为负。不施加电压时的电阻设为R0，某电压下的高频振荡元件的电阻设为R时，电压施加导致的增量ΔR可以用以下的式表达。
ΔR=R-R0∝RI2-ΠI
图7中的数据402是将数据401用上述的式拟合的结果。这里，“RI2”是焦耳热引起的电阻增加，“ΠI”是珀耳帖效应的温度变化引起的电阻变化。该组合测定为实际的元件的电阻。
从而，用膜构成不同的相同尺寸的元件，若比较图7、图8图示的某电压中的ΔR，可以判断基于膜构成的珀耳帖效应引起的吸热·发热量。ΔR越低，珀耳帖效应的冷却效果越大。
因而，对于比较例1和实施例1，在高频振荡所必要的-100mV的电压中，比较ΔR。这里，如图8所示，比较例1中，ΔR=0.7Ω，如图7所示，实施例1中，ΔR=0.3Ω。在多个元件测定的结果如下表2所示。
表2
ΔR-100mV 平均值ΔRave-100mV
比较例1 0.30～1.10 Ω 0.7 Ω
实施例1 0.25～0.35 Ω 0.3 Ω
可知超过偏差的范围，实施例1的ΔR小。这意味着实施例1中的珀耳帖效应的吸热可以降低振荡层叠体的温度。而且，改变元件的环境温度，测定电阻，取得电阻和元件温度的对应时，ΔR=0.77Ω与ΔT=78℃相当。从而，比较例1中，元件温度上升约70℃时，实施例1中，可抑制30℃左右的上升。
这样，通过适当插入呈现珀耳帖效应的层叠膜，可以获得冷却效果。
实施例2、3
图9是示意表示第2实施例的磁记录头的构成的一例的截面图。
另外，第3实施例的磁记录头的构成的一例具有与图1同样的构成。
实施例2的磁记录头302取代在振荡层叠体14和主磁极1之间设置第1冷却发热材料105，而在振荡层叠体14和辅助磁极13间插入具有珀耳帖效应的第2冷却发热材料106，除此以外，具有与图6同样的构成。
第2冷却发热材料106具有吸热部分103和发热部分104。
在辅助磁极13上，配置具有与辅助磁极13相同截面积的发热部分104“第3金属材料层12/第3热电材料层11”。这里，第3热电材料层11设为CuNi合金，第3金属材料层12设为Au。电流从第3金属材料层12流向第3热电材料层11，呈现发热。而且，在振荡层叠体14下，配置具有与振荡层叠体14相同截面积的吸热部分103“第4金属材料层9/第4热电材料层10”。这里，也将第4金属材料层9设为Au，第4热电材料层10设为CuNi合金。
实施例3的磁记录头是实施例1和实施例2的组合，在振荡层叠体14和辅助磁极13间还插入具有珀耳帖效应的第2冷却发热材料106，除此以外，具有与图6同样的构成。作为具有珀耳帖效应的层叠膜，在辅助磁极13和振荡层叠体14间插入第2冷却发热材料106，并在振荡层叠体14和主磁极1间插入第1冷却发热材料105。
具体的构成如下表3所示。
表3
实施例2、实施例3的-100mV中的电阻的增量分别为ΔRave=0.3Ω，0.1Ω。即，可知高频振荡元件的温度上升在实施例2为约30℃，在实施例3为约10℃，与比较例1的70℃比，被显著抑制。
实施例4、5、6
图10是示意地表示第4实施例的磁记录头的构成的一例的截面图。
图11是示意地表示第5实施例的磁记录头的构成的一例的截面图。
图12是示意地表示第6实施例的磁记录头的构成的一例的截面图。
如图示，实施例4的磁记录头303包含：向磁记录介质施加记录磁场的主磁极1；与主磁极1一起构成磁路的辅助磁极13；及设置在主磁极1和辅助磁极13之间的能够从主磁极1向辅助磁极13通电的振荡层叠体14。
振荡层叠体14中，与通电方向垂直的截面积比主磁极1的截面积小，并包含从辅助磁极13侧按顺序层叠的：第2磁性层6，具有比从主磁极1施加的磁场小的矫顽力，磁化发生微波振荡；第1磁性层8，由不同于第2磁性层6的金属组成，具有比从主磁极1施加的磁场大的矫顽力，向第2磁性层6注入自旋转移力矩；用于切断第1磁性层8和第2磁性层6的直接的磁耦合的非磁性中间层7。
在振荡层叠体14和主磁极1间设置冷却发热材料105'。
冷却发热材料105'包含从振荡层叠体14按顺序层叠的：具有与振荡层叠体14的截面积相同截面积的第1金属材料层4；具有与振荡层叠体14的截面积相同截面积的第1热电材料层5；具有与主磁极1相同截面积的第2热电材料层3；及具有与主磁极1相同截面积的第2金属材料层2。
磁记录头303通过在辅助磁极13侧配置振荡层叠体14的第2磁性层(FGL)6，在主磁极1侧配置第1磁性层(SIL)8的构成，可以确认帕尔贴冷却效果。该场合，通电方向成为从主磁极到辅助磁极的方向，与实施例1至3为反方向。
实施例4的磁记录头303中，在振荡层叠体14的正上方，配置具有与振荡层叠体14相同截面积的吸热部分102'“第1金属材料层4/第1热电材料层5”。这里，第1热电材料层5设为CuNi合金，第1金属材料层4设为Au。电流从第1热电材料层5流向第1金属材料层4，吸热并呈现冷却效果。而且，在主磁极1下，配置具有与主磁极1相同截面积的发热部分101'“第2热电材料层3/第2金属材料层2”。第2金属材料层2设为Au、第2热电材料层3设为CuNi合金的吸热部分102'的层叠顺序与实施例2的吸热部分102相反，发热部分104'的层叠顺序也与实施例2的发热部分104相反。
电流从第2热电材料层3流向第2金属材料层2，呈现发热效果。
实施例5的磁记录头304取代在振荡层叠体14和主磁极1间设置冷却发热材料105'，而在振荡层叠体14和辅助磁极13间插入具有珀耳帖效应的第2冷却发热材料106'，除此以外，具有与实施例4同样的构成。在辅助磁极13上，配置具有与辅助磁极13相同截面积的发热部分104'“第3热电材料层11/第3金属材料层12”。这里，第3热电材料层11设为CuNi合金，第3金属材料层12设为Au。电流从第3金属材料层12流向第3热电材料层11，呈现发热。而且，在振荡层叠体14下，配置具有与振荡层叠体14相同截面积的吸热部分103'“第4热电材料层10/第4金属材料层9”。第4金属材料层9设为Au，第4热电材料层10设为CuNi合金。电流从第4金属材料层10流向第4热电材料层9，呈现吸热。
实施例6的磁记录头305是实施例4和实施例5的组合，作为具有珀耳帖效应的层叠膜，在辅助磁极13和振荡层叠体14间还插入第2冷却发热材料106'，除此以外，具有与实施例4同样的构成。
实施例4是在振荡层叠体14和主磁极1间插入具有珀耳帖效应的第1冷却发热材料105'，实施例5是在辅助磁极13和振荡层叠体14间插入具有珀耳帖效应的第2冷却发热材料106'，实施例6是在振荡层叠体14和主磁极1间及辅助磁极13和振荡层叠体14间分别插入具有珀耳帖效应的第1冷却发热材料105'和第2冷却发热材料106'。
另外，作为比较例2，除了不设置第1冷却发热材料105'以外形成具有与实施例4同样的构成的磁记录头。
另外，具体的膜构成如下表4所示。
表4
比较例2、实施例4、实施例5、实施例6的-100mV中的电阻的增量分别为ΔRave=0.7Ω，0.3Ω，0.3Ω，0.1Ω。即，可知高频振荡元件的温度上升在比较例2为约70℃，实施例4为约30℃，实施例5为约30℃，实施例6为约10℃，与比较例1的70℃比，通过珀耳帖效应材料的插入，可以获得冷却效果。
如上所述，通过在高频振荡元件插入呈现珀耳帖效应的材料，可以获得抵消元件的焦耳热的冷却效果。这是不仅有振荡层叠体中的帕尔贴冷却效果，还以在闭合回路的发热侧具有高频振荡元件中必须的主磁极和辅助磁极的材料和/或构造的方式进行活用，放大振荡层叠体中的局部冷却效果的技术。
另外，为了不仅考虑振荡层叠体14，还考虑主磁极和辅助磁极的材料和/或构造的必要性而重新确认，作成以下的比较例3和比较例4。
图13是比较例3的构成的截面图，图14是比较例4的构成的截面图。
比较例3的磁记录头306，在振荡层叠体14和主磁极1之间，从振荡层叠体14按顺序层叠了成为吸热部的具有与振荡层叠体14相同截面积的第1热电材料层5和第1金属材料层4，除此以外，具有与比较例1同样的构成。比较例4的磁记录头307在振荡层叠体14和主磁极1之间，从振荡层叠体14按顺序层叠了成为发热部的具有与振荡层叠体14相同截面积的第1金属材料层4和第1热电材料层5，除此以外，具有与比较例1同样的构成。从主磁极1向辅助磁极13流过电流时，基于珀耳帖效应的电阻变化ΔRave与比较例1相同。
虽然说明了本发明的几个实施例，但是这些实施例只是例示，而不是限定发明的范围。这些新实施例可以各种形态实施，在不脱离发明的要旨的范围，可以进行各种省略、置换、变更。这些实施例及其变形是发明的范围和要旨所包含的，也是权利要求的范围记载的发明及其均等的范围所包含的。

Claims (10)

1.一种磁记录头，其特征在于，包含：
向磁记录介质施加记录磁场的主磁极；
与该主磁极一起构成磁路的辅助磁极；以及
设置在该主磁极和该辅助磁极之间，能够从上述主磁极向上述辅助磁极通电的振荡层叠体，
上述振荡层叠体中，与通电方向垂直的截面积比该主磁极的截面积小，
并包含从该主磁极侧按顺序层叠的：第2磁性层，具有比从该主磁极施加的磁场小的矫顽力，磁化发生微波振荡；第1磁性层，包括不同于该第2磁性层的金属，具有比从该主磁极施加的磁场大的矫顽力，向该第2磁性层注入自旋转移力矩；用于切断该第1磁性层和该第2磁性层的直接磁耦合的非磁性中间层，
在上述振荡层叠体和上述主磁极间设置冷却发热材料，
该冷却发热材料包含从该振荡层叠体按顺序层叠的：
具有与上述振荡层叠体的截面积相同截面积的第1热电材料层；
具有与上述振荡层叠体的截面积相同截面积的第1金属材料层；
具有与上述主磁极相同截面积的第2金属材料层；以及
具有与上述主磁极相同截面积的第2热电材料层。
2.一种磁记录头，其特征在于，包含：
向磁记录介质施加记录磁场的主磁极；
与该主磁极一起构成磁路的辅助磁极；以及
设置在该主磁极和该辅助磁极之间，能够从上述主磁极向上述辅助磁极通电的振荡层叠体，
上述振荡层叠体中，与通电方向垂直的截面积比该辅助磁极的截面积小，
并包含从该主磁极侧按顺序层叠的：第2磁性层，具有比从该主磁极施加的磁场小的矫顽力，磁化发生微波振荡；第1磁性层，包括不同于该第2磁性层的金属，具有比从该主磁极施加的磁场大的矫顽力，向该第2磁性层注入自旋转移力矩；用于切断该第1磁性层和该第2磁性层的直接磁耦合的非磁性中间层，
在上述辅助磁极和上述振荡层叠体间设置冷却发热材料，
该冷却发热材料包含从该辅助磁极按顺序层叠的：
具有与上述辅助磁极的截面积相同截面积的第3金属材料层；
具有与上述辅助磁极的截面积相同截面积的第3热电材料层；
具有与上述振荡层叠体相同截面积的第4热电材料层；以及
具有与上述振荡层叠体相同截面积的第4金属材料层。
3.一种磁记录头，其特征在于，包含：
向磁记录介质施加记录磁场的主磁极；
与该主磁极一起构成磁路的辅助磁极；以及
设置在该主磁极和该辅助磁极之间，能够从上述主磁极向上述辅助磁极通电的振荡层叠体，
上述振荡层叠体中，与通电方向垂直的截面积比该主磁极及该辅助磁极的截面积小，
并包含从该主磁极侧按顺序层叠的：第2磁性层，具有比从该主磁极施加的磁场小的矫顽力，磁化发生微波振荡；第1磁性层，包括不同于该第2磁性层的金属，具有比从该主磁极施加的磁场大的矫顽力，向该第2磁性层注入自旋转移力矩；用于切断该第1磁性层和该第2磁性层的直接磁耦合的非磁性中间层，
在上述振荡层叠体和上述主磁极之间设置第1冷却发热材料，在上述辅助磁极和振荡层叠体之间设置第2冷却发热材料，
该第1冷却发热材料包含从该振荡层叠体按顺序层叠的：
具有与上述振荡层叠体的截面积相同截面积的第1热电材料层；
具有与上述振荡层叠体的截面积相同截面积的第1金属材料层；
具有与上述主磁极相同截面积的第2金属材料层；以及
具有与上述主磁极相同截面积的第2热电材料层，
该第2冷却发热材料包含从该辅助磁极按顺序层叠的：
具有与上述辅助磁极的截面积相同截面积的第3金属材料层；
具有与上述辅助磁极的截面积相同截面积的第3热电材料层；
具有与上述振荡层叠体相同截面积的第4热电材料层；以及
具有与上述振荡层叠体相同截面积的第4金属材料层。
4.一种磁记录头，其特征在于，包含：
向磁记录介质施加记录磁场的主磁极；
与该主磁极一起构成磁路的辅助磁极；以及
设置在该主磁极和该辅助磁极之间，能够从上述主磁极向上述辅助磁极通电的振荡层叠体，
上述振荡层叠体中，与通电方向垂直的截面积比该主磁极的截面积小，
并包含从该主磁极侧按顺序层叠的：第2磁性层，具有比从该主磁极施加的磁场小的矫顽力，磁化发生微波振荡；第1磁性层，包括不同于该第2磁性层的金属，具有比从该主磁极施加的磁场大的矫顽力，向该第2磁性层注入自旋转移力矩；用于切断该第1磁性层和该第2磁性层的直接磁耦合的非磁性中间层，
在上述振荡层叠体和上述主磁极间设置冷却发热材料，
该冷却发热材料包含从该振荡层叠体按顺序层叠的：
具有与上述振荡层叠体的截面积相同截面积的第1金属材料层；
具有与上述振荡层叠体的截面积相同截面积的第1热电材料层；
具有与上述主磁极相同截面积的第2热电材料层；以及
具有与上述主磁极相同截面积的第2金属材料层。
5.一种磁记录头，其特征在于，包含：
向磁记录介质施加记录磁场的主磁极；
与该主磁极一起构成磁路的辅助磁极；以及
设置在该主磁极和该辅助磁极之间，能够从上述主磁极向上述辅助磁极通电的振荡层叠体，
上述振荡层叠体中，与通电方向垂直的截面积比该辅助磁极的截面积小，
并包含从该主磁极侧按顺序层叠的：第2磁性层，具有比从该主磁极施加的磁场小的矫顽力，磁化发生微波振荡；第1磁性层，包括不同于该第2磁性层的金属，具有比从该主磁极施加的磁场大的矫顽力，向该第2磁性层注入自旋转移力矩；用于切断该第1磁性层和该第2磁性层的直接磁耦合的非磁性中间层，
在上述辅助磁极和上述振荡层叠体间设置冷却发热材料，
该冷却发热材料包含从该辅助磁极按顺序层叠的：
具有与上述辅助磁极的截面积相同截面积的第3热电材料层；
具有与上述辅助磁极的截面积相同截面积的第3金属材料层；
具有与上述振荡层叠体相同截面积的第4金属材料层；以及
具有与上述振荡层叠体相同截面积的第4热电材料层。
6.一种磁记录头，其特征在于，包含：
向磁记录介质施加记录磁场的主磁极；
与该主磁极一起构成磁路的辅助磁极；以及
设置在该主磁极和该辅助磁极之间，能够从上述主磁极向上述辅助磁极通电的振荡层叠体，
上述振荡层叠体中，与通电方向垂直的截面积比该主磁极及该辅助磁极的截面积小，
并包含从该主磁极侧按顺序层叠的：第2磁性层，具有比从该主磁极施加的磁场小的矫顽力，磁化发生微波振荡；第1磁性层，包括不同于该第2磁性层的金属，具有比从该主磁极施加的磁场大的矫顽力，向该第2磁性层注入自旋转移力矩；用于切断该第1磁性层和该第2磁性层的直接磁耦合的非磁性中间层，
在上述振荡层叠体和上述主磁极之间设置第1冷却发热材料，在上述辅助磁极和振荡层叠体之间设置第2冷却发热材料，
该第1冷却发热材料包含从该振荡层叠体按顺序层叠的：
具有与上述振荡层叠体的截面积相同截面积的第1金属材料层；
具有与上述振荡层叠体的截面积相同截面积的第1热电材料层；
具有与上述主磁极相同截面积的第2热电材料层；以及
具有与上述主磁极相同截面积的第2金属材料层，
该第2冷却发热材料包含从该辅助磁极按顺序层叠的：
具有与上述辅助磁极的截面积相同截面积的第3热电材料层；
具有与上述辅助磁极的截面积相同截面积的第3金属材料层；
具有与上述振荡层叠体相同截面积的第4金属材料层；以及
具有与上述振荡层叠体相同截面积的第4热电材料层。
7.权利要求1至6的任一项所述的磁记录头，其特征在于，
上述热电材料层包含从CuN、Pt、Ni、Co及Ru组成的群选择的至少1种。
8.权利要求1至6的任一项所述的磁记录头，其特征在于，
上述金属材料层包含从Cr、Fe、NiFeCr、CoFeCr组成的群选择的至少1种。
9.权利要求1至6的任一项所述的磁记录头，其特征在于，
上述金属材料层包含从Cr氧化物、Ta氧化物及Cr-Ta氧化物组成的群选择的至少1种，具有0.5nm至2nm的厚度。
10.一种磁记录再生装置，其特征在于，
具备权利要求1至6的任一项所述的磁记录头。
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