CN106251884A - 热辅助磁记录头及硬盘驱动器 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及热辅助磁记录头及硬盘驱动器。本文公开的实施方式一般地涉及热辅助磁记录头。该热辅助磁记录头包括主磁极、波导和设置在主磁极与波导之间的近场换能器。近场换能器包括天线,天线包括第一部分和第二部分。第二部分可以由比第一部分的材料具有更高熔点的材料制成。具有第二部分有助于减小近场换能器的温度上升并减小施加于近场换能器的激光功率。

Description

热辅助磁记录头及硬盘驱动器
技术领域
本文公开的实施方式一般地涉及采用热辅助磁记录(HAMR)头的磁盘装置。本文公开的一些实施方式还涉及包含热稳定材料层的用于热辅助磁记录的近场换能器。
背景技术
在使用HAMR头的磁盘装置中,近场换能器(NFT)可以被用于在记录过程中局部加热具有高矫顽力的磁介质以降低局部区域的矫顽力。金通常被用于NFT材料以实现高光学效率,但是金的熔点低,并且当NFT被长期加热时NFT的变形是一个问题。NFT温度在光学近场被产生的点附近特别高,最大温度可以高过磁盘装置的工作温度达到超过150摄氏度。当NFT温度高过磁盘装置的工作温度超过150摄氏度时,经由表面、晶界或晶格的金原子的原子扩散显著增大,导致NFT变形。
一种解决方案是将合金用于NFT材料,其在高温更稳定。然而,合金的使用因为两个原因升高了操作过程中的NFT温度:1)介电常数的虚部大,更多光被NFT吸收;2)由于掺杂原子的声子散射NFT的热导率下降,并且NFT内部的热流减小。如果NFT温度上升过高,则使用合金的好处可以被抵消。
因此,本领域中需要改进的HAMR头。
发明内容
本文公开的实施方式一般地涉及HAMR头。该HAMR头包括主磁极、波导和布置在主磁极与波导之间的NFT。NFT包括天线,天线包括第一部分和第二部分。第二部分可以由比第一部分的材料具有更高熔点的材料制成。具有第二部分有助于减小NFT的温度上升并减小施加于NFT的激光功率。
在一种实施方式中,HAMR头包括主磁极、波导和布置在主磁极与波导之间的NFT。NFT包括天线,天线包括由第一材料制成的第一部分和由第二材料制成的第二部分。天线的第二部分是嵌入在第一部分中的层。HAMR头还包括被联接到天线的热分流器。
在另一种实施方式中,HAMR头包括主磁极、波导、热沉和布置在主磁极与波导之间的NFT。NFT包括天线,天线包括由第一材料制成的第一部分和由第二材料制成的第二部分。第二材料比第一材料具有更高的熔点。天线还包括在面对介质的表面的第一表面,第二部分包括第一表面的至少一部分。HAMR头还包括布置在天线与热沉之间的热分流器。
在另一种实施方式中,热辅助磁记录头包括主磁极、波导和布置在主磁极和波导之间的NFT。NFT包括天线。HAMR头还包括被联接到天线的热分流器和布置在热分流器与天线之间的层。
在另一种实施方式中,硬盘驱动器包括磁介质、磁读头和HAMR写头。HAMR写头包括主磁极、波导、热沉和布置在主磁极与波导之间的NFT。NFT包括天线,天线包括由第一材料制成的第一部分和由第二材料制成的第二部分。第二材料比第一材料具有更高的熔点。天线还包括在面对介质的表面的第一表面,第二部分包括第一表面的至少一部分。HAMR写头还包括布置在天线与热沉之间的热分流器。
附图说明
按照本公开的以上所述特征能被详细理解的方式,对以上简要概述的本公开的更具体的说明可以参考实施方式进行,其中的一些在附图中示出。然而应该注意,附图仅示出了本公开的典型实施方式,因此不应被当作对其范围的限制,因为本公开可以容许涉及磁传感器的任何领域中的其他等效实施方式。
图1A和1B示出根据本文描述的多种实施方式的盘驱动器系统。
图2A和2B示出根据本文描述的一种实施方式的HAMR写头。
图3A和3B示出根据本文描述的一种实施方式的HAMR写头。
图4A和4B示出根据本文描述的一种实施方式的HAMR写头。
图5A-5C是根据多种实施方式的HAMR写头的部分横截面侧视图。
图6A-6B是图表,其示出根据多种实施方式,具有第二部分的天线对NFT的温度上升和驱动NFT的所需激光功率的影响。
图7A-7C是根据多种实施方式的HAMR写头的部分横截面侧视图。
图8A-8C示出根据本文描述的多种实施方式的HAMR写头。
图9A和9B是根据多种实施方式的HAMR写头的部分横截面侧视图。
为了便于理解,在可能的情况下,相同的附图标记已被用来标示附图所共有的相同的元件。可以想到,在没有特别叙述的情况下,一种实施方式中公开的元件可以被有利地用于其他实施方式。
具体实施方式
以下,参考实施方式。然而,应该理解,本公开不局限于具体的所描述的实施方式。相反,以下特征和元件的任何组合,不论是否涉及不同的实施方式,被认为实施和实践了要求保护的主题。而且,尽管本文描述的实施方式可以实现优于其他可能的方案和/或优于现有技术的优点,但是特定优点是否被给定实施方式实现不是对要求保护的主题的限制。因而,以下方面、特征、实施方式和优点仅仅是说明性的,不被当作所附权利要求的要素或限制,除了权利要求中明确记述的以处。
本文公开的实施方式一般涉及HAMR头。HAMR头包括主磁极、波导和布置在主磁极与波导之间的NFT。NFT包括天线,天线包括第一部分和第二部分。相比第一部分的材料,第二部分可以由具有更高熔点的材料制成。具有第二部分有助于减小NFT的温度上升并减小施加于NFT的激光功率。
图1A示出体现本公开的磁盘驱动器100。如图所示,至少一个可旋转磁介质112被支撑在主轴114上并被磁盘驱动电机118旋转。每个介质上的磁记录呈任何适合的数据轨道图案的形式,诸如磁介质112上同心数据轨道的环形图案(未示出)。
至少一个滑块113被设置于磁介质112附近,每个滑块113支撑一个或更多个磁头组件121,磁头组件121可以包括用于加热介质表面122的辐射源(例如激光器或LED)。随着磁介质112旋转,滑块113在介质表面122上方径向移入和移出,使得磁头组件121可以访问磁介质112的不同轨道以读取或记录数据。每个滑块113借助悬架115被连接至致动器臂119上。悬架115提供轻微弹簧弹力,该弹簧弹力将滑块113向介质表面122偏移。每个致动器臂119被连接至致动器装置127。如图1A所示的致动器装置127可以是音圈电机(VCM)。VCM包括在固定磁场内可移动的线圈,线圈移动的方向和速度由控制单元129提供的电机电流信号控制。
在使用HAMR的磁盘驱动器100的操作过程中,磁介质112的旋转产生滑块113与介质表面122之间的空气轴承,该空气轴承在滑块113上施加向上的力或升力。空气轴承因而抵消悬架115的轻微弹簧弹力,并在正常操作过程中支撑滑块113以小且基本恒定的间距略高于介质112表面。辐射源加热高矫顽力介质,使得磁头组件121的写元件可以正确地磁化介质中的数据位。
在操作中,磁盘驱动器100的各种部件由控制单元129产生的诸如访问控制信号和内部时钟信号的控制信号控制。通常,控制单元129包括逻辑控制电路、存储装置和微处理器。控制单元129产生控制各种系统操作的控制信号,诸如线123上的驱动电机控制信号和线128上的头定位和寻道控制信号。线128上的控制信号提供期望的电流分布以最优地移动并定位滑块113到介质112上期望的数据轨道。写信号和读信号经由记录通道125被传送到组件121上的写头和读头,并从组件121上的写头和读头传送出。
以上对通常的磁盘存储系统的说明和图1A的伴随的图示仅出于描绘目的。应当显然,磁盘存储系统可以包含大量介质和致动器,每个致动器可以支撑许多滑块。
图1B是图1A的磁盘驱动器100的HAMR读/写头101和磁介质112的部分横截面侧视图。读/写头101可以对应于图1A中描述的磁头组件121。读/写头101包括诸如空气轴承面(ABS)的面对介质的表面(MFS)139、写头103和磁读头105,且读/写头101被安装在滑块113上使得MFS139面对磁介质112。如图1B所示,磁介质112在箭头148指示的方向上移动经过写头103。如图1B及随后的图中所示,X方向表示沿轨道方向,Y方向表示轨道宽度或跨轨道方向,Z方向表示基本垂直于MFS 139的方向。
在一些实施方式中,磁读头105是磁致电阻(MR)读头,其包括位于MR屏蔽S1和S2之间的MR传感元件152。在另外的实施方式中,磁读头105是磁隧道结(MTJ)读头,其包括位于MR屏蔽S1和S2之间的MTJ传感元件152。作为记录的位,磁介质112中相邻磁化区域的磁场可由MR(或MTJ)传感元件152检测。
写头103包括主磁极142、波导135、布置在主磁极142与波导135之间的NFT 140、返回极144和激励主磁极142的线圈146。光斑尺寸转换器(未示出)可以被联接到NFT 140并且可以基本平行于波导135。写头103可以被可操作地连接到激光器155(即辐射源)。激光器155可以被直接设置在写头103上,或者辐射可以通过光纤或波导从定位为与滑块113分开的激光器155传送。波导135是穿过写头103的高度将辐射传输到NFT 140——例如等离激元器件或光学换能器——的通道,NFT 140位于MFS 139处或附近。当诸如激光束的辐射被引入到波导135内时,隐失波在波导135的与NFT 140的表面141上激励的表面等离激元耦合的表面137产生。表面等离激元传播到NFT 140的表面143,光学近场光斑在表面143的顶点(未示出)附近产生。在另外的实施方式中,波导135可以不延伸到MFS 139,且NFT 140可以被布置在波导135的末端,因此NFT 140与波导135对准。然而,本文的实施方式不局限于任何特定类型的辐射源或用于传输从辐射源发出的能量到MFS 139的技术。如图1B所示的NFT 140是纳米喙NFT。然而,NFT 140不限于任何特定类型的NFT。在一些实施方式中,NFT 140是E型天线NFT或棒棒糖NFT。
图2A是根据本文所述一种实施方式的HAMR写头103的部分透视图。为了更好地示出写头103的某些部件,覆层材料和间隔层被省略。写头103包括返回极144、波导135、NFT140和主磁极142。NFT 140可以包括天线202。写头103还可以包括被联接到天线202的热分流器(thermal shunt)204,热分流器204可以被布置在天线202与热沉(heat sink)206之间。热分流器204可以由导热材料制成。写头103还可以包括围绕主磁极142的热沉206和布置在返回极144的表面上的反射镜层208。天线202可以包括在MFS 139处的表面143、面向波导135的表面141、面向主磁极142的表面210和连接表面143与表面141的表面212。
天线202也可以包括第一部分203和第二部分209。第二部分209可以是在天线202内的层,并且可以包括表面210。天线202的第一部分203可以由诸如金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)或铝(Al)的金属制成。第二部分209可以由具有比第一部分203的金属的熔点高的熔点的材料制成,第二部分209的材料可以是不可混合于第一部分203的材料中的。第二部分209可以由元素或合金制成。在一种实施方式中,第二部分209由诸如Rh、Co、Ni、Pt、Pd、Ru、B、Mo、W、Ti、Ir或Re的元素制成。在另外的实施方式中,第二部分209由合金制成。第二部分209的合金可以包括诸如Rh、Co、Ni、Pt、Pd、Ru、B、Mo、W、Ti、Ir、Re、Au、Ag、Cu或Al的一种或更多种金属。在一些实施方式中,第二部分209的合金可以包括一种或更多种金属以及一种或更多种合金化元素。该合金的一种或更多种金属可以与用于第一部分203的金属相同。可替换地,合金的一种或更多种金属可以包括多种金属。该一种或更多种合金化元素可以是任何适合的材料,诸如Rh、Co、Ni、Pt、Pd、Ru、B、Mo、W、Ti、Ir或Re。在一些实施方式中,合金是金合金,诸如AuRh、AuCo或AuNi。在一些实施方式中,三元合金被用来形成第二部分209,该三元合金包括与两种合金化元素形成合金的一种金属,或者与一种合金化元素形成合金的两种金属,诸如AgPdCu。在一些实施方式中,多种金属与一种或更多种合金化元素混合,诸如AuAgCuIr或AuAgCuIrPd。
图2B是根据本文描述的一种实施方式的HAMR写头103的部分横截面图。写头103可以包括布置在波导135与天线202之间的覆层材料222,NFT 140可以包括布置在天线202与主磁极142之间的间隔层220。覆层材料222和间隔层220两者可以由诸如氧化铝、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或其组合的电介质材料制成。天线202包括第一部分203和第二部分209。粘合层211可以被布置在第二部分209和间隔层220之间,粘合层211可以由任何适合的材料制成,诸如Ta、Ti、Cr、Ni、Co、Hf、Zr、所提及的材料的氧化物或所提及的材料的氮化物。第二部分209可以具有从MFS 139延伸到离开MFS 139的位置的长度L1。长度L1可以等于或小于热分流器204与MFS 139之间的距离。长度L1范围可以自约30nm到约150nm。当光被引入天线202中时,天线202中的电荷被集中在MFS 139处的第二部分209中,且大量热产生在第二部分209中的MFS 139处。如果第二部分209延伸到天线202的后边缘224,则至热沉206的热流减小,NFT 140的温度升高。因而,通过减小第二部分209的长度L1,至热沉206的热流被提高并且NFT 140的温度降低。
天线202的第二部分209可以具有范围从约3埃到约50nm的厚度t1。在一种实施方式中,第二部分209由诸如Rh、Co、Ni、Pt、Pd、Ru、B、Mo、W、Ti、Ir或Re的元素制成,第二部分209的厚度t1小于约3nm,诸如从3到5埃。在另一实施方式中,第二部分209由如上所述的合金制成,第二部分209的厚度t1小于50nm,诸如约3到5nm。
图3A是根据本文所述的一种实施方式的HAMR写头103的部分透视图。再一次,覆层材料和间隔层被略去。天线202可以包括第一部分302和第二部分304。第一部分302可以由与第一部分203(图2A)相同的材料制成,第二部分304可以由与第二部分209(图2A)相同的材料制成。第二部分304可以是天线202内的层,并且可以包括表面210的一部分、整个表面143、整个表面212和表面141的一部分。
如图3B所示,粘合层320可以被布置在天线202与间隔层220之间,粘合层320可以由与粘合层211相同的材料制成。天线202的第二部分304可以具有小于约100nm的基本均匀的厚度t2,诸如范围从约3埃到约50nm。在一种实施方式中,第二部分304由诸如Rh、Co、Ni、Pt、Pd、Ru、B、Mo、W、Ti、Ir或Re的元素制成,且第二部分304的厚度t2小于约3nm,诸如3到5埃。在另一实施方式中,第二部分304由如上所述的合金制成,且第二部分304的厚度t2小于50nm。在一些实施方式中,第二部分304可以具有变化的厚度。第二部分304可以包括包含表面141的一部分的部分316,第二部分304的部分316具有厚度t3。第二部分304可以包括包含表面212的部分318,第二部分304的部分318具有厚度t4。厚度t3和t4可以不同。第二部分304可以具有从MFS 139延伸到离开MFS 139的位置的长度L2。长度L2范围可以从约50nm到约150nm。
图4A是根据一种实施方式的HAMR写头103的部分透视图。天线202可以包括第一部分402和第二部分404。第一部分402可以由与第一部分203(图2A)相同的材料制成,第二部分404可以由与第二部分209(图2A)相同的材料制成。第二部分404可以包括表面210的一部分、整个表面143、整个表面212和表面141的一部分。
如图4B所示,粘合层420可以被布置在天线202与间隔层220之间,粘合层420可以由与粘合层211相同的材料制成。天线202的第二部分404可以具有从MFS 139延伸到离开MFS 139的位置的长度L3。长度L3范围可以从约50nm到约150nm。
图5A-5C是根据多种实施方式的HAMR写头103的部分横截面侧视图。如图5A所示,天线202包括第一部分502和第二部分504。第二部分504可以是被嵌入在第一部分502中的层,第二部分504可以包括表面143的一部分。第一部分502可以由与第一部分203(图2A)相同的材料制成,第二部分504可以由与第二部分209(图2A)相同的材料制成。第二部分504可以是与MFS 139基本垂直的层,可以离开表面210距离D1。距离D1范围可以从约10nm到约50nm。第二部分504具有范围从约0.5nm到约30nm的厚度。在一种实施方式中,第二部分504由诸如Rh、Co、Ni、Pt、Pd、Ru、B、Mo、W、Ti、Ir或Re的元素制成,第二部分504的厚度范围从约0.5nm到约5nm。在另一种实施方式中,第二部分504由与用于第二部分209(图2A)的合金相同的合金制成,第二部分504的厚度范围从约1nm到约30nm。具有第二部分504的目的是防止原子从操作过程中天线202的具有最高温度的区域至天线202的另外的区域的扩散。原子从一个区域到另外的区域的扩散能导致天线202变形。
如图5B所示,天线202包括第一部分506和第二部分508。第二部分508可以是嵌在第一部分506中的层,第二部分508可以包括表面141的一部分。第一部分506可以由与第一部分203(图2A)相同的材料制成,第二部分508可以由与第二部分209(图2A)相同的材料制成。第二部分508的至少一部分基本平行于MFS 139。在一种实施方式中,整个第二部分508基本平行于MFS 139,且离开MFS 139距离D2。距离D2范围可以从约60nm到约200nm。第二部分508可以被布置在天线202内邻近热分流器204的位置。第二部分508具有范围从约0.5nm到约30nm的厚度。在一种实施方式中,第二部分508由诸如Rh、Co、Ni、Pt、Pd、Ru、B、Mo、W、Ti、Ir或Re的元素制成,第二部分508的厚度范围从约0.5nm到约5nm。在另一种实施方式中,第二部分508由与用于第二部分209(图2A)的合金相同的合金制成,且第二部分508的厚度范围从约0.5nm到约30nm。
如图5C所示,天线202包括第一部分510和第二部分512。第二部分512可以是嵌在第一部分510中的层,第二部分512可以包括表面210的一部分和表面141的一部分。第一部分510可以由与第一部分203(图2A)相同的材料制成,第二部分512可以由与第二部分209(图2A)相同的材料制成。第二部分512可以是具有基本平行于表面212的第一部分514、基本平行于表面141的第二部分516和基本平行于MFS 139的第三部分518的层。在一些实施方式中,第三部分518具有从第二部分516延伸到表面141的弯曲的横截面轮廓。在一些实施方式中,在天线202中不存在第三部分518。第三部分518可以离开MFS 139距离D3。第二部分512的第三部分518和MFS139之间的距离D3范围可以从约60nm到约200nm。分别在第一部分514与表面212之间或第二部分516与表面141之间的距离D4可以小于约100nm,诸如约45nm。第二部分512具有范围自约0.5nm到约30nm的厚度。在一种实施方式中,第二部分512由诸如Rh、Co、Ni、Pt、Pd、Ru、B、Mo、W、Ti、Ir或Re的元素制成,第二部分512的厚度范围从约0.5nm到约5nm。在另一种实施方式中,第二部分512由与用于第二部分209(图2A)的合金相同的合金制成,且第二部分512的厚度范围从约0.5nm到约30nm。在具有第二部分504、508、512作为嵌入在天线202中多个位置的层的情形,由于第二部分504、508、512的分别高于第一部分502、506、510的熔点,NFT140的变形被防止。
图6A-6B是图表,其示出具有第二部分的对天线202或NFT 140的温度上升和驱动NFT 140所需的激光功率的影响。图6A是显示NFT 140温度上升与用于天线202的材料之间的关系的图表600。x轴中所示的材料是Au、AuNi(Au中1.4原子百分比的Ni)、AuCo(Au中1.7原子百分比的Co)和AuRh(Au中1.8原子百分比的Rh)。曲线602表示不包括第二部分的天线(即整个天线202由Au、AuNi、AuCo或AuRh制成)。曲线604表示如图2A和2B中所示的天线202,其第一部分203由Au制成,第二部分209由Au、AuNi、AuCo或AuRh制成。第二部分209的厚度t1为约15nm,长度L1为约55nm。曲线606表示如图3A和3B中所示的天线202,其第一部分302由Au制成,第二部分304由Au、AuNi、AuCo或AuRh制成。第二部分304的厚度t2为约45nm,长度L2为约70nm。曲线608表示如图5C中所示的天线202,其第一部分510由Au制成,第二部分512由Rh制成。第二部分512具有约3nm的厚度并且距离D4为约45nm。如图6A所示,代表由Au制成的整个天线的数据点(曲线602、604和606的在x轴Au处的数据点)示出最低的NFT温度上升,然而Au的低熔点导致NFT 140在操作过程中变形。当将Au合金用于整个天线时,如曲线602中接下来三个数据点所示,NFT温度上升高于曲线604和606中对应的数据点,并且高于曲线608中的数据点。因而,具有第一部分和由比第一部分的材料有更高熔点的材料制成的第二部分的天线减小了NFT温度上升。类似地,如图6B中的图表610所示,所需激光功率也被减小。
图7A-7C是根据多种实施方式的HAMR写头103的部分横截面侧视图。图5A-5C中所示的天线202的第二部分可以被合并到图2A/2B、3A/3B和4A/4B中示出的天线202中。如图7A所示,天线202可以包括第一部分702、第二部分704和第三部分706。第一部分702可以是图2B中所示的第一部分203,第二部分704可以是图2B中所示的第二部分209,第三部分706可以是图5A中所示的第二部分504。第一部分702可以由诸如Au、Ag或Al的金属制成。第二部分704可以由诸如用于第二部分209的合金的合金制成。第三部分706可以由诸如Rh、Co、Ni、Pt、Pd、Ru、B、Mo、W、Ti、Ir或Re的元素制成。第二部分704可以被布置在第三部分706与间隔层220之间。第三部分706可以被布置在第一部分702与第二部分704之间。
如图7B所示,天线202可以包括第一部分708、第二部分710和第三部分712。第一部分708可以是图4B中所示的第一部分402,第二部分710可以是图4B中所示的第二部分404,第三部分712可以是图5B中所示的第二部分508。第一部分708可以由诸如Au、Ag、Cu或Al的金属制成。第二部分710可以由诸如用于第二部分209的合金的合金制成。第三部分712可以由诸如Rh、Co、Ni、Pt、Pd、Ru、B、Mo、W、Ti、Ir或Re的元素制成。第二部分710可以被布置在第三部分712与MFS 139之间。第三部分712可以被布置在第一部分708与第二部分710之间。
如图7C所示,天线202可以包括第一部分714、第二部分716和第三部分718。第一部分714可以是图3B中所示的第一部分302,第二部分716可以是图3B中所示的第二部分304,第三部分718可以是图5C中所示的第二部分512。第一部分714可以由诸如Au、Ag或Al的金属制成。第二部分716可以由诸如用于第二部分209的合金的合金制成。第三部分718可以由诸如Rh、Co、Ni、Pt、Pd、Ru、B、Mo、W、Ti、Ir或Re的元素制成。第二部分716可以被布置在第三部分718与MFS 139之间、以及第三部分718与覆层材料222的一部分之间。第三部分718可以被布置在第一部分714与第二部分716之间。
图8A-8C示出根据本文描述的多种实施方式的HAMR写头103。图8A是根据本文描述的一种实施方式的HAMR写头103的部分透视图。写头103可以包括布置在天线202与热分流器204之间的层802。如图8B所示,层802可以在间隔层220与热分流器204之间以及在天线202与热分流器204之间。层802可以由比天线202的材料具有更高熔点的材料制成,以防止金属原子从天线202进入热分流器204中的扩散。层802可以由与第二部分209(图2A)相同的材料制成。层802可以结合包括如上所述的两个或三个部分的天线202使用。图8C示出与如图5A中所示的天线202一起使用的层802。
图9A和9B是根据多种实施方式的HAMR写头103的部分横截面侧视图。如图9A所示,天线202包括第一部分902和第二部分904。第二部分904可以包括多个层906,所述多个层906由不能融合于第一部分902中的材料制成并且具有高于第一部分902的材料的熔点。第一部分902可以由与第一部分203(图2A)相同的材料制成,第二部分904可以由与第二部分209(图2A)相同的材料制成。所述多个层906被彼此间隔开,相邻层906之间的间隔小于每个层906的厚度。因此,第一部分902的被布置在相邻层906之间的间隔中的层具有小厚度,因而第一部分902的在相邻层906之间的层的晶粒生长被减弱,这又防止了NFT 140的变形。每个层906可以具有范围自约1nm到约30nm的厚度。在一种实施方式中,层906由诸如Rh、Co、Ni、Pt、Pd、Ru、B、Mo、W、Ti、Ir或Re的元素制成,且具有在约1nm到约5nm之间的厚度。在另一种实施方式中,层906由诸如第二部分209(图2A)的合金的合金制成,其具有在约1nm到约30nm之间的厚度。
如图9A所示,所述多个层906中的每个层906可以基本垂直于MFS139。可替换地,如图9B所示,天线包括第一部分907和第二部分908。第二部分908可以包括多个层910。第一部分907可以由与第一部分202(图2A)相同的材料制成,第二部分908可以由与第二部分209(图2A)相同的材料制成。所述多个层910中的每个层910可以包括第一部分912和第二部分914。层910的第一部分912可以基本平行于表面214,层910的第二部分914可以基本平行于表面141。层910的厚度可以与层906的厚度相同。
总之,具有NFT的HAMR头被公开,该NFT包括具有第一部分和第二部分的天线。第二部分由比第一部分的材料具有更高熔点的材料制成。第二部分可以位于具有最高温度的区域处或附近,以减小NFT的温度上升。作为NFT的减小的温度上升的结果,HAMR头的可靠性被提高。
尽管前文针对本公开的实施方式,但是其他及进一步的实施方式可以被设计而不背离其基本范围,其范围被所附权利要求确定。

Claims (20)

1.一种热辅助磁记录头,包括:
主磁极;
波导;
近场换能器,所述近场换能器被设置在所述主磁极与所述波导之间,其中所述近场换能器包括天线,其中所述天线包括由第一材料制成的第一部分和由第二材料制成的第二部分,其中所述第二部分是被嵌入在所述第一部分中的层;以及
热分流器,所述热分流器被联接到所述天线。
2.如权利要求1所述的热辅助磁记录头,其中所述第二材料比所述第一材料具有更高的熔点,并且所述第二材料不能融合于所述第一材料中。
3.如权利要求1所述的热辅助磁记录头,其中所述第一材料选自于由Au、Ag、Cu和Al组成的组,所述第二材料选自于由Rh、Co、Ni、Pt、Pd、Ru、B、Mo、W、Ti、Ir和Re组成的组。
4.如权利要求1所述的热辅助磁记录头,其中所述第一材料选自于由Au、Ag、Cu和Al组成的组,所述第二材料是合金,所述合金包括选自于由Au、Ag、Cu、Al、Rh、Co、Ni、Pt、Pd、Ru、B、Mo、W、Ti、Ir和Re组成的组的一种或更多种金属。
5.如权利要求1所述的热辅助磁记录头,其中所述第二部分基本平行于面对介质的表面。
6.如权利要求1所述的热辅助磁记录头,其中所述第二部分基本垂直于面对介质的表面。
7.如权利要求1所述的热辅助磁记录头,其中所述天线还包括面向所述主磁极的第一表面、在面对介质的表面处的第二表面、面向所述波导的第三表面和连接所述第二表面与所述第三表面的第四表面,其中第二部分包括基本平行于所述第四表面的第一部分、基本平行于所述第三表面的第二部分和基本平行于所述面对介质的表面的第三部分。
8.如权利要求1所述的热辅助磁记录头,其中所述天线还包括由第三材料制成的第三部分,其中所述第三材料比所述第一材料具有更高的熔点,其中所述第三材料与所述第二材料不同。
9.如权利要求8所述的热辅助磁记录头,其中所述第三部分被设置在所述第二部分与面对介质的表面之间。
10.如权利要求8所述的热辅助磁记录头,还包括间隔层,其被设置在所述天线与所述主磁极之间,其中所述第三部分被设置在所述第二部分与所述间隔层之间。
11.如权利要求8所述的热辅助磁记录头,还包括覆层材料,其被设置在所述天线与所述波导之间,其中所述第三部分被设置在所述第二部分与面对介质的表面之间以及所述第二部分与所述覆层材料之间。
12.一种热辅助磁记录头,包括:
主磁极;
波导;
热沉;
近场换能器,所述近场换能器被设置在所述主磁极与所述波导之间,其中所述近场换能器包括天线,其中所述天线包括由第一材料制成的第一部分和由第二材料制成的第二部分,其中所述第二材料比所述第一材料具有更高的熔点,其中所述天线还包括在面对介质的表面处的第一表面,其中所述第二部分包括所述第一表面的至少一部分;以及
热分流器,所述热分流器被设置在所述天线与所述热沉之间。
13.如权利要求12所述的热辅助磁记录头,其中所述第二部分基本垂直于所述第一表面。
14.如权利要求12所述的热辅助磁记录头,其中所述天线还包括面向所述主磁极的第二表面、面向所述波导的第三表面和连接所述第三表面与所述第一表面的第四表面,其中所述天线的所述第二部分包括所述第一表面、所述第四表面、所述第二表面的一部分和所述第三表面的一部分。
15.如权利要求14所述的热辅助磁记录头,其中所述第二部分具有均匀的厚度。
16.一种热辅助磁记录头,包括:
主磁极;
波导;
近场换能器,所述近场换能器被设置在所述主磁极与所述波导之间,其中所述近场换能器包括天线;
热分流器,所述热分流器联接到所述天线;以及
设置在所述热分流器与所述天线之间的层。
17.如权利要求16所述的热辅助磁记录头,其中所述天线包括由第一材料制成的第一部分和由第二材料制成的第二部分,其中所述第二部分是被嵌入在所述第一部分中的层。
18.一种硬盘驱动器,包括:
磁介质;
磁读头;以及
热辅助磁记录磁写头,其中所述热辅助磁记录磁写头包括:
主磁极;
波导;
热沉;
近场换能器,所述近场换能器被设置在所述主磁极与所述波导之间,其中所述近场换能器包括天线,其中所述天线包括由第一材料制成的第一部分和由第二材料制成的第二部分,其中所述第二材料比所述第一材料具有更高的熔点,其中所述天线还包括在面对介质的表面处的第一表面,其中所述第二部分包括所述第一表面的至少一部分;以及
热分流器,其被设置在所述天线与所述热沉之间。
19.如权利要求17所述的硬盘驱动器,其中所述第一材料选自由Au、Ag、Cu和Al组成的组,所述第二材料选自于由Rh、Co、Ni、Pt、Pd、Ru、B、Mo、W、Ti、Ir和Re组成的组。
20.如权利要求17所述的硬盘驱动器,其中所述第一材料选自于由Au、Ag、Cu和Al组成的组,所述第二材料包括一种或更多种金属和一种或更多种合金化元素,其中所述一种或更多种金属选自于由Au、Ag、Cu和Al组成的组,所述一种或更多种合金化元素选自于由Rh、Co、Ni、Pt、Pd、Ru、B、Mo、W、Ti、Ir和Re组成的组。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114613394A (zh) * 2020-12-08 2022-06-10 西部数据技术公司 具有与波导相邻的热沉材料的热辅助磁记录(hamr)头
CN114730576A (zh) * 2020-02-14 2022-07-08 西部数据技术公司 具有接口电压控制电路的热辅助磁记录(hamr)盘驱动器

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10403315B2 (en) * 2015-05-06 2019-09-03 Western Digital Technologies, Inc. Near-field transducer for heat assisted magnetic recording comprising of thermally stable material layer
US9747935B1 (en) 2016-06-30 2017-08-29 Western Digital (Fremont), Llc Heat assisted magnetic recording writer having pole coupled with the NFT
US10643641B1 (en) 2019-03-29 2020-05-05 Western Digital Technologies, Inc. Methods and apparatuses for localized annealing of sliders configured for heat assisted magnetic recording
US11011201B2 (en) * 2019-07-24 2021-05-18 Seagate Technology Llc Heatsink structures for heat-assisted magnetic recording heads
US11250879B1 (en) 2021-02-17 2022-02-15 Western Digital Technologies, Inc. Heat-assisted magnetic recording (HAMR) head with optically reflective shield material adjacent the waveguide
US11798582B2 (en) 2021-03-31 2023-10-24 Seagate Technology Llc Heat-assisted magnetic recording head near-field transducer with a thermally-stabilized plasmonic alloy
US11532329B1 (en) 2022-01-31 2022-12-20 Western Digital Technologies, Inc. Heat-assisted magnetic recording (HAMR) head with main pole having recess for plasmonic material
US11626137B1 (en) 2022-01-31 2023-04-11 Western Digital Technologies, Inc. Heat assisted magnetic recording (HAMR) write head containing a near-field transducer with diffusion barrier and method of making thereof
US11894018B1 (en) 2022-08-20 2024-02-06 Western Digital Technologies, Inc. Heat-assisted magnetic recording (HAMR) head with main pole having narrow plasmonic recess
US20240161777A1 (en) * 2022-11-14 2024-05-16 Western Digital Technologies, Inc. Heat-assisted magnetic recording (hamr) head with main pole having narrow pole tip with plasmonic layer

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013163195A1 (en) * 2012-04-24 2013-10-31 Seagate Technology Llc Near field transducer with core and plasmonic outer layer
CN103514889A (zh) * 2012-04-24 2014-01-15 希捷科技有限公司 层式近场换能器
CN103514888A (zh) * 2012-04-24 2014-01-15 希捷科技有限公司 包含氮化物材料的近场换能器
US8830799B1 (en) * 2013-03-18 2014-09-09 Headway Technologies, Inc. Near-field light generator and thermally-assisted magnetic recording head
US8867170B1 (en) * 2013-07-15 2014-10-21 Headway Technologies, Inc. Multilayer plasmon generator
US20140376342A1 (en) * 2013-06-24 2014-12-25 Seagate Technology Llc Near-field transducer peg encapsulation
US8988975B1 (en) * 2013-09-24 2015-03-24 Headyway Technologies, Inc. Thermally assisted magnetic head, method of manufacturing the same, head gimbal assembly, and hard disk drive

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4325172B2 (ja) 2002-11-01 2009-09-02 株式会社日立製作所 近接場光発生プローブ及び近接場光発生装置
US8000178B2 (en) 2008-10-29 2011-08-16 Tdk Corporation Near-field light generating element utilizing surface plasmon
FR2945449B1 (fr) 2009-05-15 2012-10-05 Pf Medicament Procede d'impregnation par co2 supercritique
JP5189113B2 (ja) 2010-01-14 2013-04-24 株式会社日立製作所 熱アシスト磁気記録ヘッド及び熱アシスト磁気記録装置
US9251837B2 (en) 2012-04-25 2016-02-02 Seagate Technology Llc HAMR NFT materials with improved thermal stability
US8427925B2 (en) 2010-02-23 2013-04-23 Seagate Technology Llc HAMR NFT materials with improved thermal stability
US8351151B2 (en) 2010-11-02 2013-01-08 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Thermally assisted magnetic write head employing a near field transducer (NFT) having a diffusion barrier layer between the near field transducer and a magnetic lip
US8964514B2 (en) 2012-08-07 2015-02-24 Tdk Corporation Plasmon generator and thermally-assisted magnetic recording head having the same
US8830800B1 (en) 2013-06-21 2014-09-09 Seagate Technology Llc Magnetic devices including film structures
US9153277B2 (en) * 2013-11-08 2015-10-06 Seagate Technology Llc Near field transducer having sacrificial structure
US9208806B2 (en) * 2014-03-10 2015-12-08 Headway Technologies, Inc. Near-field light generator including a waveguide and a plasmon generator
US9202481B1 (en) 2015-03-04 2015-12-01 HGST Netherlands B.V. Near-field transducer with compositionally graded material for heat assisted magnetic recording
US10403315B2 (en) * 2015-05-06 2019-09-03 Western Digital Technologies, Inc. Near-field transducer for heat assisted magnetic recording comprising of thermally stable material layer
US10262683B2 (en) 2016-02-01 2019-04-16 Headway Technologies, Inc. Self-aligned hybrid Au—Rh near field transducer for enhanced reliability

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013163195A1 (en) * 2012-04-24 2013-10-31 Seagate Technology Llc Near field transducer with core and plasmonic outer layer
CN103514889A (zh) * 2012-04-24 2014-01-15 希捷科技有限公司 层式近场换能器
CN103514888A (zh) * 2012-04-24 2014-01-15 希捷科技有限公司 包含氮化物材料的近场换能器
US8830799B1 (en) * 2013-03-18 2014-09-09 Headway Technologies, Inc. Near-field light generator and thermally-assisted magnetic recording head
US20140376342A1 (en) * 2013-06-24 2014-12-25 Seagate Technology Llc Near-field transducer peg encapsulation
US8867170B1 (en) * 2013-07-15 2014-10-21 Headway Technologies, Inc. Multilayer plasmon generator
US8988975B1 (en) * 2013-09-24 2015-03-24 Headyway Technologies, Inc. Thermally assisted magnetic head, method of manufacturing the same, head gimbal assembly, and hard disk drive

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114730576A (zh) * 2020-02-14 2022-07-08 西部数据技术公司 具有接口电压控制电路的热辅助磁记录(hamr)盘驱动器
CN114730576B (zh) * 2020-02-14 2024-04-12 西部数据技术公司 具有接口电压控制电路的热辅助磁记录(hamr)盘驱动器
CN114613394A (zh) * 2020-12-08 2022-06-10 西部数据技术公司 具有与波导相邻的热沉材料的热辅助磁记录(hamr)头

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Publication number Publication date
GB2539554A (en) 2016-12-21
US20160329068A1 (en) 2016-11-10
US20190378539A1 (en) 2019-12-12
US10636442B2 (en) 2020-04-28
IE20160119A1 (en) 2016-12-14
CN106251884B (zh) 2020-05-19
GB201607507D0 (en) 2016-06-15
DE102016005566A1 (de) 2016-11-10
US10403315B2 (en) 2019-09-03

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