CN112614517B - 磁头以及磁记录装置 - Google Patents

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Abstract

提供能够提高记录密度的磁头以及磁记录装置。根据实施方式，磁记录装置包括磁头和电气电路。磁头包括磁极、第1屏蔽件、和设置在磁极与第1屏蔽件之间的层叠体。层叠体包括第1磁性层、第2磁性层、设置在第1磁性层与第2磁性层之间的第1层以及设置在第1磁性层与第1层之间的第1非磁性层，所述第1层包含选自由Ta、Zr、Hf、Mo、W、Tc、Re、Ru、Rh、Os、Ir、Pd、Pt、Mn、Cr、V、Ti、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、GD、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb以及Lu构成的组中的至少一种。电气电路向层叠体供给电流。

Description

磁头以及磁记录装置
本申请以日本专利申请2019-182718(申请日2019年10月3日)为基础，根据该申请享受优先权。本申请通过参照该申请，包含该申请的全部内容。
技术领域
本发明的实施方式涉及磁头以及磁记录装置。
背景技术
使用磁头向HDD(Hard Disk Drive，硬盘驱动器)等的磁存储介质记录信息。在磁头以及磁记录装置中，希望提高记录密度。
发明内容
本发明的实施方式提供能够提高记录密度的磁头以及磁记录装置。
用于解决问题的技术方案
根据本发明的实施方式，磁记录装置包括磁头和电气电路。所述磁头包括：磁极；第1屏蔽件；以及层叠体，其设置在所述磁极与所述第1屏蔽件之间。所述层叠体包括：第1磁性层；第2磁性层；第1层，其设置在所述第1磁性层与所述第2磁性层之间，包含选自由Ta、Zr、Hf、Mo、W、Tc、Re、Ru、Rh、Os、Ir、Pd、Pt、Mn、Cr、V、Ti、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb以及Lu构成的组中的至少一种；以及第1非磁性层，其设置在所述第1磁性层与所述第1层之间。所述层叠体的电阻相对于在所述层叠体中流动的电流密度的变化的变化率，在所述电流密度处于第1范围时具有第1值，在所述电流密度处于第2范围时具有第2值，在所述电流密度处于第3范围时具有第3值。所述第2范围处于所述第1范围与所述第3范围之间。所述第2值比所述第1值高，所述第2值比所述第3值高。所述电气电路向所述层叠体供给所述第3范围内的电流密度的电流。
根据上述结构的磁头，能够提供能提高记录密度的磁头以及磁记录装置。
附图说明
图1的(a)和图1的(b)是例示第1实施方式涉及的磁记录装置的示意性剖视图。
图2是例示实施方式涉及的磁头的特性的图表。
图3是例示磁头的特性的图表。
图4是例示磁头的特性的图表。
图5是例示磁头的特性的图表。
图6是例示第1实施方式涉及的磁记录装置的示意性剖视图。
图7是例示磁记录装置的特性的表。
图8是例示第1实施方式涉及的磁记录装置的示意性剖视图。
图9是例示第1实施方式涉及的磁记录装置的示意性剖视图。
图10是例示第1实施方式涉及的磁记录装置的示意性剖视图。
图11的(a)～图11的(c)是例示磁头的特性的图表。
图12是例示磁头的特性的图表。
图13是例示第1实施方式涉及的磁头的示意性剖视图。
图14是例示第1实施方式涉及的磁记录装置的示意性立体图。
图15是例示第1实施方式涉及的磁头的示意性剖视图。
图16是例示第2实施方式涉及的磁记录装置的一部分的示意性立体图。
图17是例示第2实施方式涉及的磁记录装置的示意性立体图。
图18的(a)和图18的(b)是例示第2实施方式涉及的磁记录装置的一部分的示意性立体图。
标号说明
20层叠体；20D电气电路；21～23第1磁性层～第3磁性层；21M、22M磁化；22Ma参数；22Mx成分；25第1层；26第2层；30磁极；30D记录电路；30F介质对向面；30M磁化；30Mx成分；30c线圈；30i绝缘部；31、32第1屏蔽件、第2屏蔽件；31M磁化；41～43第1非磁性层～第3非磁性层；60记录部；70再现部；71磁再现元件；72a、72b第1再现磁屏蔽件、第2再现磁屏蔽件；80磁记录介质；81磁记录层；82介质基板；83磁化；85介质移动方向；θ1角度；110～115磁头；150磁记录装置；154悬架；155臂；156音圈马达；157轴承部；158头万向架组件；159头滑块；159A空气流入侧；159B空气流出侧；160头堆叠组件；161支承框架；162线圈；180记录用介质盘；180M主轴马达；181记录介质；190信号处理部；210磁记录装置；AR箭头；BER1变化量；D1第1方向；G增益；Iw记录电流；J20电流密度；JR1～JR3第1范围～第3范围；Jo值；Jth阈值；Lg距离；OW1变化量；R1电阻；ST1、ST2第1状态、第2状态；Sp变化；T1、T2第1端子、第2端子；V1施加电压；W1、W2布线；i1电流；je1电子流；sp1～sp9试料；t21、t22、t25、t41、t42、t43厚度；tm时间
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。
附图是示意性或者概念性的附图，各部分的厚度和宽度的关系、部分间的大小的比率等并不一定限于与现实的情况相同。即使是在表示相同的部分的情况下，有时也通过附图以彼此的尺寸、比率不同的方式来表示。
在本申请说明书和各图中，对与关于前面出现的附图已经描述过的要素同样的要素标记同一标号，适当省略详细的说明。
(第1实施方式)
图1的(a)和图1的(b)是例示第1实施方式涉及的磁记录装置的示意性剖视图。
如图1的(a)所示，实施方式涉及的磁记录装置210包括磁头110和磁记录介质80。通过磁头110向磁记录介质80记录信息。磁记录介质80例如是垂直记录介质。关于磁记录介质80的例子，将在后面进行描述。
如图1的(a)所示，磁头110包括磁极30、第1屏蔽件31以及层叠体20。层叠体20设置在磁极30与第1屏蔽件31之间。
层叠体20包括第1磁性层21、第2磁性层22、第1层25以及第1非磁性层41。第1层25设置在第1磁性层21与第2磁性层22之间。第1层25例如包含选自由Ta、Zr、Hf、Mo、W、Tc、Re、Ru、Rh、Os、Ir、Pd、Pt、Mn、Cr、V、Ti、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb以及Lu构成的组(第1组)中的至少一种。第1非磁性层41设置在第1磁性层21与第1层25之间。
磁极30例如是主磁极。磁极30和第1屏蔽件31例如形成磁路。如后述的那样，在磁极30(或者/以及第1屏蔽件31)设置有线圈。从磁极30产生与在线圈中流动的记录电流相应的记录磁场。所产生的记录磁场的至少一部分朝向磁记录介质80。记录磁场的至少一部分被施加于磁记录介质80。磁记录介质80中的被施加了记录磁场的部分的磁化的方向由记录磁场来控制。由此，向磁记录介质80记录与记录磁场的方向相应的信息。例如，记录磁场的至少一部分在朝向了磁记录介质80之后，朝向第1屏蔽件31。
将从磁极30朝向第1屏蔽件31的方向设为X轴方向。X轴方向例如是沿磁道(downtrack，循着轨道)方向。
在该例子中，第2磁性层22位于第1磁性层21与第1屏蔽件31之间。在磁极30与第1屏蔽件31之间具有第1磁性层21。在第1磁性层21与第1屏蔽件31之间具有第1非磁性层41。在第1非磁性层41与第1屏蔽件31之间具有第1层25。在第1层25与第1屏蔽件31之间具有第2磁性层22。
例如，第1层25与第1非磁性层41以及第2磁性层22相接。例如，第1非磁性层41与第1磁性层21以及第1层25相接。
能够向层叠体20供给电流。例如，如后述那样，经由磁极30和第1屏蔽件31向层叠体20供给电流。从后述的电气电路20D(参照图15)供给电流。
图1的(a)例示第1状态ST1，图1的(b)例示第2状态ST2。在第1状态ST1下，例如不向层叠体20供给电流。第1状态ST1例如是断开(off)状态。在第2状态ST2下，电流i1被供给至层叠体20。电流i1例如是足以使第2磁性层22的磁化22M反转的电流。在第2状态ST2下，电子流je1被供给至层叠体20。在该例子中，电流i1具有从第1屏蔽件31朝向磁极30的方向。在该例子中，电子流je1具有从磁极30朝向第1屏蔽件31的方向。例如，在第1状态ST1下被供给至层叠体20的电流比在第2状态ST2下被供给至层叠体20的电流i1小。
如图1的(a)所示，在该例子中，在第1状态ST1下，磁极30的磁化30M和第1屏蔽件31的磁化31M是从磁极30朝向第1屏蔽件31的方向。将从磁极30朝向第1屏蔽件31的方向设为第1方向。第1磁性层21的磁化21M沿着第1方向。第2磁性层22的磁化22M也沿着第1方向。
在被供给电流i1(即电子流je1)的第2状态ST2下，磁化30M、磁化31M以及磁化21M沿着第1方向。磁化22M沿着从第1屏蔽件31朝向磁极30的方向(第2方向)。这样，在第2状态ST2下，磁化22M从第1状态ST1的方向反转。
在第2状态ST2下，第2磁性层22的磁化22M具有与磁极30的磁化30M的方向以及第1屏蔽件31的磁化31M的方向相反的成分。由此，从磁极30产生的记录磁场难以在第2磁性层22(即层叠体20)中通过。由此，从磁极30产生的记录磁场的大部分容易朝向磁记录介质80。记录磁场被效率良好地施加于磁记录介质80。
例如，当为了提高记录密度而缩短磁极30与第1屏蔽件31之间的距离时，从磁极30产生的记录磁场容易不朝向磁记录介质80而进入第1屏蔽件31。此时，在实施方式中，通过第2磁性层22的磁化22M反转，即使在磁极30与第1屏蔽件31之间的距离短的情况下，记录磁场也有效地朝向磁记录介质80。即使在磁极30与第1屏蔽件31之间的距离短的情况下，也能够将记录磁场有效地施加于磁记录介质80。由此，能提供能够提高记录密度的磁头以及磁记录装置。
在图1的(a)和图1的(b)中，磁极30的磁化30M和第1屏蔽件31的磁化31M具有从磁极30朝向第1屏蔽件31的第1方向。在实施方式中，磁极30的磁化30M和第1屏蔽件31的磁化31M也可以具有从第1屏蔽件31朝向磁极30的第2方向。在该情况下，第1磁性层21的磁化21M具有第2方向。在第2状态ST2下，第2磁性层22的磁化22M具有从磁极30朝向第1屏蔽件31的第1方向，磁化22M反转。在该情况下，也与上述同样地，来自磁极30的记录磁场容易朝向磁记录介质80。由此，记录磁场被高效地施加于磁记录介质80。
在实施方式中，例如层叠体20不产生交流磁场。或者，从层叠体20产生的交流磁场的频率比磁记录介质的磁共振频率高。
另一方面，具有MAMR(Microwave Assisted Magnetic Recording，微波辅助磁记录)的参考例。在该参考例中，从包括磁性层的层叠体产生高频磁场。该高频磁场被施加于磁记录介质80的一部分，在磁记录介质80的一部分中产生磁共振，磁记录介质80的磁化的方向容易变化。在该参考例中，从层叠体产生的高频磁场的频率为磁记录介质80的磁共振频率以下。由此，通过产生磁共振，磁记录介质80的磁化的方向容易变化。
与此相对，在实施方式中，层叠体20不产生交流磁场。或者，从层叠体20产生的交流磁场的频率比磁记录介质的磁共振频率高。在实施方式中，进行与MAMR不同的动作。
在实施方式中，在第1非磁性层41与第2磁性层22之间设置有第1层25。第1层25包含上述的第1组的元素。在电子流je1沿着从磁极30朝向第1屏蔽件31的第1方向流动时，在这样的第1层25中，反射的自旋转矩转移(spin-torque transfer)降低。由此，能抑制反射的自旋转矩转移对第1磁性层21的磁化21M产生的影响。由此，第1磁性层21的磁化21M的方向稳定。在第1层25中，对透射的自旋转矩转移的影响小，透射的自旋转矩转移高效地作用于第2磁性层22。由此，第2磁性层22的磁化22M能高效地反转。能提供能提高记录密度的磁头及磁记录装置。
在实施方式中，在第1磁性层21与第2磁性层22之间设置有第1非磁性层41和第1层25。第1非磁性层41包含选自由Cr、Cu、Ag以及Au构成的组中的至少一种。第1非磁性层41的材料与第1层25的材料不同。这样，在第1磁性层21与第2磁性层22之间设置有非对称的界面区域。在该情况下，自旋转移转矩被非对称地传递。
以下，对实施方式涉及的磁头的特性的例子进行说明。
图2是例示实施方式涉及的磁头的特性的图表。
图2的横轴是在层叠体20中流动的电流密度J20。图2的纵轴是与层叠体20有关的电阻R1(直流电阻)。在该例子中，电阻R1也包括磁极30的电阻和第1屏蔽件31的电阻。
如图2所示，当电流密度J20上升时，电阻R1上升。相对于电流密度J20的变化的电阻R1的变化包含由发热引起的抛物线状的变化和阶跃(step)性的变化Sp。阶跃性的变化Sp被认为与第2磁性层22的磁化22M的方向的变化对应。
如图2所示，层叠体20的电阻R1相对于在层叠体20中流动的电流密度J20的变化的变化率不是一定的。变化率在阶跃性的变化Sp的位置呈现急剧的变化。如图2所示，变化率在电流密度J20处于第1范围JR1时具有第1值。变化率在电流密度J20处于第2范围JR2时具有第2值。变化率在电流密度J20处于第3范围JR3时具有第3值。第2范围JR2处于第1范围JR1与第3范围JR3之间。变化率的第2值比变化率的第1值高。变化率的第2值比变化率的第3值高。这样，在变化率低的两个范围(第1范围JR1与第3范围JR3)之间具有变化率高的范围(第2范围JR2)。在变化率高的范围(第2范围JR2)中产生阶跃性的变化Sp。
第1范围JR1对应于图1的(a)所例示的第1状态ST1。第3范围JR3例如对应于图1的(b)所例示的第2状态ST2。第2磁性层22的磁化22M被认为在第2范围JR2的电流密度J20时反转。
例如，电流密度J20处于第1范围JR1时，第2磁性层22的磁化22M具有磁极30的磁化30M的方向的成分。例如，在电流密度J20处于第3范围JR3时，第2磁性层22的磁化22M反转，具有与磁极30的磁化30M的方向相反的成分。
电气电路20D(参照图15)向层叠体20供给第3范围JR3内的电流密度J20的电流i1。由此，第2磁性层22的磁化22M具有与磁极30的磁化30M的方向相反的成分。由此，来自磁极30的记录磁场容易朝向磁记录介质80。由此，记录磁场被高效地施加于磁记录介质80。能提供能够提高记录密度的磁头以及磁记录装置。
以下，对实施方式涉及的磁头的评价结果的例子进行说明。
图3是例示磁头的特性的图表。
图3例示了通过实施方式涉及的磁头向磁记录介质80记录的记录特性的测定结果。图3的横轴是向层叠体20的施加电压V1(mV)。施加电压V1的高低对应于电流密度J20的高低。在该例子中，100mV的施加电压V1对应于4×108A/cm2的电流密度J20。图3的纵轴是位错误率(BER)的变化量BER1。
如图3所示，随着施加电压V1的上升，位错误率(BER)的变化量BER1降低。根据实施方式，能得到低的位错误率(BER)。
图4是例示磁头的特性的图表。
图4的横轴是向层叠体20的施加电压V1(mV)。图4的纵轴是与重叠写入(overwrite，覆写)特性有关的参数OW的变化量OW1(dB)。参数OW与相比于纳秒区域可视为静态的重叠写入特性有关。参数OW对应于以频率低的磁场擦除了频率高的记录模式的情况下的高频模式信号的衰减特性。参数OW的变化量OW1大这一情况对应于重叠写入特性良好。
如图4所示，当施加电压V1上升、在层叠体20中流动的电流密度J20变大时，参数OW的变化量OW1变大。在施加电压V1大约为55mV时，参数OW的变化量OW1急剧变大。当施加电压V1成为60mV以上时，参数OW的变化量OW1的上升饱和。
图5是例示磁头的特性的图表。
图5的横轴是向层叠体20的施加电压V1(mV)。图5的纵轴是与层叠体20有关的电阻R1(直流电阻、任意单位)。在该例子中，电阻R1也包括磁极30的电阻和第1屏蔽件31的电阻。
如图5所示，当施加电压V1上升时，电阻R1上升。相对于施加电压V1的变化的电阻R1的变化包括由发热引起的抛物线状的变化和阶跃性的变化Sp。阶跃性的变化Sp产生在电流密度的阈值Jth的附近。与电流密度的阈值Jth对应的施加电压V1的值大约为55mV。
根据图4和图5可知：在电阻R1呈现阶跃性的变化Sp的施加电压V1(即电流密度的阈值Jth)下，会产生与重叠写入特性有关的参数OW的变化量OW1。
另一方面，如关于图3已经说明的那样，随着施加电压V1(即电流密度)的上升，位错误率(BER)降低。即使施加电压V1成为60mV以上，位错误率(BER)也持续降低。在实施方式中，在与重叠写入特性有关的参数OW的变化量OW1饱和的、施加电压V1为60mV以上的区域(电流密度的区域)中，位错误率(BER)也持续降低。
另一方面，在MAMR中，位错误率(BER)的电流密度依存性呈现：联动于与重叠写入特性有关的参数OW的变化量OW1的电流密度依存性的行为(特性)。
这样，在实施方式中，在使电流密度上升了时，当与重叠写入特性有关的参数OW的变化量OW1的提高饱和了时，位错误率(BER)也持续提高。在实施方式中，位错误率(BER)伴随着电流密度的上升而提高，直到第2磁性层22的磁化22M与磁极30的磁化30M朝向相反且饱和。
在实施方式中，例如在向层叠体20供给电流i1的第2状态ST2下，电流密度J20被设定为使得第2磁性层22的磁化22M相对于磁极30的磁化30M和第1屏蔽件31的磁化31M反转。在实施方式中，在第2状态ST2下，电流密度J20被设定为使得第2磁性层22的磁化22M的角度θm大于90度。
例如，在第2状态ST2下，第2磁性层22的磁化22M反转，磁化22M的X轴方向成分具有与磁极30的磁化30M相反的成分。由此，记录磁场增大。在实施方式中，磁极30的磁化30M与第2磁性层22的磁化22M之间的角度θm超过90度。在MAMR中，以角度θm为90度以下的方式来使用。在实施方式中，与MAMR相比，振荡频率变高。在MAMR中，设定为比介质共振频率低的层叠体20的频率。因此，在MAMR中，角度θm被设定为90度。
在实施方式中，第1磁性层21的厚度优选为1nm以上且8nm以下。例如，第1磁性层21的厚度优选为1.5nm以上且8nm以下。根据发明人的研究，通过在第1磁性层21的厚度薄时(例如超过1nm且为8nm以下时)使用上述的第1层25，第2磁性层22的磁化22M的方向容易变化，能够高效地使磁化22M反转。
例如，在第1磁性层21与第2磁性层22之间设置有非对称的界面区域，自旋转移转矩被以非对称的方式传递。在这样的情况下认为：即使在第1磁性层21薄的情况下，第2磁性层22的磁化22M也容易变化。
另一方面，在未设置第1层25的情况下，第1磁性层21与第2磁性层22之间的区域成为对称。在该情况下认为薄的磁性层(例如第1磁性层21)的磁化容易变化。在该情况下认为厚的磁性层(例如第2磁性层22)的磁化难以变化、难以反转。
图6是例示第1实施方式涉及的磁记录装置的示意性剖视图。
在图6中，省略了磁记录介质80。如图6所示，实施方式涉及的磁头111包括磁极30、第1屏蔽件31以及层叠体20。层叠体20除了第1磁性层21、第2磁性层22、第1层25以及第1非磁性层41之外，还包括第2非磁性层42和第3非磁性层43。
第1磁性层21处于第2非磁性层42与第1非磁性层41之间。例如，第2非磁性层42包含选自由Ta、Cr及Cu构成的组中的至少一种。第2非磁性层42也可以是被进行层叠的包含多个元素的膜(例如Ta/Cr、Ta/Ru、或者Ta/Cu等)。第2磁性层22处于第1层25与第3非磁性层43之间。第3非磁性层43包含选自由Cr、Cu、Ag以及Au构成的组中的至少一种。
第2非磁性层42例如也可以作为基底层发挥功能。第3非磁性层43也可以作为覆盖(cap)层发挥功能。
在磁头111中，电流密度J20也被设定为：使得在第2状态ST2下第2磁性层22的磁化22M相对于磁极30的磁化30M和第1屏蔽件31的磁化31M反转。电流密度J20被设定为使得角度θm大于90度。
如图6所示，第1磁性层21具有厚度t21。第2磁性层22具有厚度t22。第1层25具有厚度t25。第1非磁性层41具有厚度t41。第2非磁性层42具有厚度t42。这些厚度是沿着X轴方向的长度。这些厚度是沿着从磁极30朝向第1屏蔽件31的方向的长度。
磁极30与第1屏蔽件31之间的距离Lg是沿着X轴方向的长度。距离Lg对应于记录间隙。在该例子中，距离Lg对应于厚度t42、厚度t21、厚度t41、厚度t25、厚度t22以及厚度t43之和。
以下，说明对于在磁头111的构成中改变了第1磁性层21的厚度t21时的磁记录特性进行测定而得到的结果的例子。测定的试料具有以下构成。第2非磁性层42是包括Ta层和Ru层的层叠膜。第2非磁性层42的厚度t42为3nm。第1磁性层21为FeCr层。该FeCr层中的Fe的浓度为30at％(原子百分率)。第1磁性层21的厚度t21在1nm～8nm的范围内被进行变更。第1非磁性层41为Cu层。第1非磁性层41的厚度t41为2nm。第1层25为Ta层。第1层25的厚度t25为0nm、0.2nm、0.5nm、1nm或者3nm。厚度t25为0nm的情况对应于未设置第1层25的情况。第2磁性层22包括6个厚度为1.6nm的FeCo层、和分别设置在那些层之间的厚度为0.2nm的Ni层。第2磁性层22的厚度t22为8.8nm。第3非磁性层43为Cu层。第3非磁性层43的厚度t43为2nm。
图7是例示磁记录装置的特性的表。
在图7中示出了关于试料sp1～sp9的测定结果。在图7中示出了这些构成中的厚度t21、厚度t25、距离Lg以及位错误率(BER)的增益G。BER的增益G由与未设置层叠体20的、距离Lg为18nmmp的磁头进行了比较时的以位错误率(BER)作为了标准的增减(dB)来定义。在层叠体20中流动的电流的电流密度J20为5×108A/cm2。增益G为正、增益G的绝对值大时，对应于能得到错误少的良好的记录。
如图7所示，在试料sp2～sp6中，第1磁性层21的厚度t21为2nm～6nm。在试料sp2～sp6中，SNR增益G为正，能够实现良好的记录。在试料sp1中，厚度t21为1nm。在试料sp1中，SNR增益G为负。在试料sp7中，厚度t21为8nm。在试料sp7中，SNR增益G为负。
在试料sp8中，厚度t25为0nm，未设置第1层25。在试料sp8中，SNR增益G为负。在试料sp9中，厚度t21为2nm，厚度t25为3nm。在试料sp9中，SNR增益G为负。
根据图7的结果，第1磁性层21的厚度t21例如优选超过1nm且小于8nm。第1磁性层21的厚度t21例如优选为1.5nm以上且小于8nm。容易得到正的SNR增益G。例如厚度t21也可以是1.5nm以上且6nm以下。在图7的例子中，第1非磁性层41包含Cu。作为其他例子，在试料sp1的构成中第1非磁性层41包含Cr时，增益G为+0.3。在第1非磁性层41包含Cr时，即使使用更薄的第1磁性层21也能得到正的增益G。
第1层25的厚度t25例如优选为0.5nm以上且小于3nm。由此，容易得到正的SNR增益G。例如，厚度t25例如也可以为0.5nm以上且1nm以下。
在实施方式中，例如，第1非磁性层41的厚度t41优选为1nm以上且4nm以下。例如，在厚度t41小于1nm时，第1磁性层21与第2磁性层22的磁耦合变强，第2磁性层22的磁化22M难以反转。当厚度t41超过4nm时，例如难以缩窄间隙(距离Lg)。
在实施方式中，例如第2磁性层22的厚度t22优选为3nm以上且9nm以下。例如在厚度t22小于3nm时，难以得到足够的增益G。当厚度t22超过9nm时，例如在第2磁性层22的内部容易产生磁畴。
在实施方式中，例如第2非磁性层42的厚度t42优选为2nm以上且5nm以下。例如在厚度t42小于2nm时，难以得到连续的第2非磁性层42，难以得到基底效果。当厚度t42超过5nm时难以缩窄间隙(距离Lg)。
在实施方式中，例如第3非磁性层43的厚度t43优选为1nm以上且4nm以下。例如在厚度t43小于1nm时，第2磁性层22与屏蔽件31的磁耦合变强，第2磁性层22的磁化22M难以反转。当厚度t43超过4nm时，难以缩窄间隙(距离Lg)。
在实施方式中，第1磁性层21例如包含以下的第1元素和第2元素。第1元素包含选自由Fe、Ni以及Co构成的组中的至少一种。第2元素包含选自由Cr、V、Mn、Ti以及Sc构成的组中的至少一种。包含这样的元素的材料具有负的极化。第1磁性层21例如也可以具有负的极化。第1磁性层21也可以包含合金，该合金包含上述的第1元素和上述的第2元素。这样的合金具有负的极化。
在第1磁性层21具有负的极化的情况下，例如，来自包含正极化的材料(FeCo合金等)的第1屏蔽件31的反射自旋转矩与基于第1磁性层21的透射自旋转矩被相加。由此，第2磁性层22的磁化反转变得容易。
在磁头110和111中，第2磁性层22例如优选包含具有正的极化的铁磁性材料。第2磁性层22例如包含选自由Co、Fe以及Ni构成的组中的至少一种。在第1磁性层21和第2磁性层22中，选自由Co、Fe以及Ni构成的组中的至少一种的浓度为50原子％以上。例如，第2磁性层22包括选自由FeCo膜、NiFe膜以及CoFe/NiFe层叠体构成的组中的至少一个。CoFe/NiFe层叠体包括多个CoFe膜和设置在多个CoFe膜之间的NiFe膜。在CoFe/NiFe层叠体中通过对CoFe膜的厚度和NiFe膜的厚度进行调整，容易得到高的饱和磁化Ms。由此，容易产生大的磁场。通过对CoFe膜的厚度和NiFe膜的厚度进行调整，例如容易产生垂直磁各向异性。由此，第2磁性层22的磁化22M容易反转。
例如，第2磁性层22包括选自由第1材料层、第2材料层及第3材料层构成的组中的至少一个。第1材料层包含CoFe。第2材料层包括第1CoFe层、第2CoFe层、和设置在第1CoFe层与第2CoFe层之间的NiFe层。第3材料层包括多个CoFe层和设置在多个CoFe层之间的Ni层。
另一方面，当将与第2磁性层22同样的正极化的材料用于第1磁性层21时，成为正的透射自旋转矩与正的反射自旋转矩的组合。因此，第2磁性层22接受的自旋转矩被抵消，第2磁性层22的磁化反转变得困难。在将正极化的材料用于第1磁性层21的情况下，例如优选设置有如以下说明的那样的第3磁性层。
图8是例示第1实施方式涉及的磁记录装置的示意性剖视图。
如图8所示，在实施方式涉及的磁头113中，层叠体20除了第1磁性层21、第2磁性层22、第1层25以及第1非磁性层41之外，还包括第3磁性层23和第3非磁性层43。
第2磁性层22处于第1层25与第3非磁性层43之间。第3非磁性层包含选自由Cr、Cu、Ag以及Au构成的组中的至少一种。例如，第3非磁性层43的厚度t43为1nm以上且4nm以下。
在第2磁性层22与第3磁性层23之间具有第3非磁性层43。例如，在第3非磁性层43与第1屏蔽件31之间具有第3磁性层23。
在磁头113中，第3磁性层23包含具有负的极化的材料。例如，第3磁性层23包含上述的第1元素和第2元素。在磁头113中，第1磁性层21和第2磁性层22包含具有正极化的材料。
如图8所示，在磁头113中流动从第1屏蔽件31朝向磁极30的方向的电子流je1。流动从磁极30朝向第1屏蔽件31的方向的电流i1。例如，在第1磁性层21中，产生正的反射的自旋转矩转移，自旋作用于第2磁性层22。在第3磁性层23中，产生负的透射自旋转矩转移，自旋作用于第2磁性层22。通过两个自旋的相加，第2磁性层22的磁化22M更高效地反转。在磁头113时也能提供能够提高记录密度的磁记录装置。
在磁头113中，第1磁性层21和第2磁性层22包含具有正的极化的铁磁性材料。第1磁性层21和第2磁性层22例如包含选自由Co、Fe以及Ni构成的组中的至少一种。在第1磁性层21和第2磁性层22中，选自由Co、Fe以及Ni构成的组中的至少一种的浓度为50原子％以上。例如，第1磁性层21和第2磁性层22包括选自由FeCo膜、NiFe膜以及CoFe/NiFe层叠体构成的组中的至少一个。CoFe/NiFe层叠体包括多个CoFe膜和设置在多个CoFe膜之间的NiFe膜。在CoFe/NiFe层叠体中，通过对CoFe膜的厚度和NiFe膜的厚度进行调整，容易得到高的饱和磁化Ms。由此，容易产生大的磁场。通过对CoFe膜的厚度和NiFe膜的厚度进行调整，例如容易产生垂直磁各向异性。由此，第2磁性层22的磁化22M容易反转。在磁头113中，第1磁性层21和第2磁性层22例如包括选自由上述的第1材料层、第2材料层以及第3材料层构成的组中的至少一个。
图9是例示第1实施方式涉及的磁记录装置的示意性剖视图。
在图8所例示的磁头114中，第1磁性层21与磁极30相接。例如，第1磁性层21与磁极30磁耦合。通过第1磁性层21与磁极30磁耦合，第1磁性层21的磁化21M变得更稳定。容易使第2磁性层22的磁化22M稳定地反转。在磁头114时也能提供能够提高记录密度的磁记录装置。
在磁头114中，层叠体20包括第3非磁性层43。如已经说明的那样，第2磁性层22处于第1层25与第3非磁性层43之间。第3非磁性层43包含选自由Cr、Cu、Ag以及Au构成的组中的至少一种。第3非磁性层43的厚度为1nm以上且4nm以下。
图10是例示第1实施方式涉及的磁记录装置的示意性剖视图。
在图10所例示的磁头115中，层叠体20除了第1磁性层21、第2磁性层22、第1层25以及第1非磁性层41之外，还包括第2层26和第3非磁性层43。第2磁性层22处于第1层25与第3非磁性层43之间。第2层26处于第2磁性层22与第3非磁性层43之间。第2层26包含选自由Ta、Zr、Hf、Mo、W、Tc、Re、Ru、Rh、Os、Ir、Pd、Pt、Mn、Cr、V、Ti、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb以及Lu构成的组中的至少一种。第3非磁性层43例如包含选自由Cr、Cu、Ag以及Au构成的组中的至少一种。第3非磁性层43的厚度例如为1nm以上且4nm以下。
在磁头115中，例如流动从磁极30朝向第1屏蔽件31的方向的电子流je1。例如，流动从第1屏蔽件31朝向磁极30的方向的电流i1。例如，第1磁性层21具有负的极化。
在磁头115中，在第1磁性层21产生负的透射自旋转矩转移。在第1屏蔽件31中产生正的反射自旋转矩转移。这些自旋作用于第2磁性层22。在磁头115中，第2磁性层22的磁化22M更高效地反转。
在磁头115中，通过第2层26，屏蔽件31从第2磁性层22接受的正的透射自旋转移转矩被衰减。例如，从屏蔽件31朝向第2磁性层22的自旋转移转矩被维持。由此，与第3非磁性层43相接的屏蔽件31的界面附近的磁化稳定化。
在实施方式中，第1屏蔽件31包含Co和Fe。第1屏蔽件31例如也可以供给正的反射自旋转移转矩。
以下，对与实施方式中的动作有关的模拟结果的例子进行说明。模拟的模型具有磁头110的构成。
图11的(a)～图11的(c)是例示磁头的特性的图表。
图11的(a)～图11的(c)的横轴是时间tm(nsec)。图11的(a)的纵轴是磁化30M的X轴方向上的成分30Mx。图11的(b)和图11的(c)的纵轴是磁化22M的X轴方向上的成分22Mx。在图11的(b)中，在层叠体20中流动的电流密度J20为0×108A/cm2、1×108A/cm2或者2×108A/cm2。在图11的(c)中，在层叠体20中流动的电流密度J20为3×108A/cm2、4×108A/cm2或者5×108A/cm2。
如图11的(a)所示，在时间tm为0.4nsec以上且0.5nsec以下的范围内，磁化30M反转。在时间tm不处于上述的范围内时，磁化30M大致饱和为+X轴方向或者－X轴方向上的成分成为最大。
如图11的(b)所示，在电流密度J20为0×108cm2、1×108cm2或者2×108cm2时，成分22Mx的极性与成分30Mx的极性相同。与此相对，如图11的(c)所示，在电流密度J20为3×108cm2、4×108cm2或者5×108cm2时，成分22Mx的极性与成分30Mx的极性相反。
时间tm为0.1nsec以上且0.4nsec以下的范围的特性会对SN比或者位错误率(BER)产生影响。在时间tm为0.1nsec以上且0.4nsec以下的范围中，与电流密度J20的上升相应地，成分22Mx从－1(－X轴方向)向+1(+X轴方向)变化。通过电流密度J20的上升，磁化22M向与磁化30M的方向相反的方向变化。
图12是例示磁头的特性的图表。
图12的横轴是电流密度J20(×108A/cm2)。图12的纵轴是与第2磁性层22的磁化22M有关的参数22Ma。参数22Ma是在时间tm为0.1nsec以上且0.4nsec以下的范围中进行了平均化后的成分22Mx。
如图12所示，与电流密度J20的上升(从零到5×108A/cm2)相应地，参数22Ma从负向正单调地变化。在该例子中，在电流密度J20大约为3×108A/cm2(设为值Jo)时，参数22Ma成为零。此时，角度θm成为90度。
在比值Jo低的电流密度J20下，角度θm比90度小。在角度θm比90度大时，第2磁性层22的磁化22M与磁极30的磁化30M朝向相反。通过向层叠体20供给比值Jo大的电流密度J20，磁化22M与磁极30的磁化30M成为相反。通过磁化22M与磁化30M朝向相反，能够有效地使来自磁极30的记录磁场朝向磁记录介质80。例如，与不使用层叠体20的记录头相比，能得到高的SN比。与不使用层叠体20的记录头相比，能得到高的BER。
以下，对实施方式涉及的磁头以及磁记录介质的例子进行说明。以下，对图6所例示的磁头111进行说明。以下的说明可以应用于实施方式涉及的其他磁头。
图13是例示第1实施方式涉及的磁头的示意性剖视图。
图14是例示第1实施方式涉及的磁记录装置的示意性立体图。
图15是例示第1实施方式涉及的磁头的示意性剖视图。
图13是图15的一部分的放大图。
如图14所示，实施方式涉及的磁头111被与磁记录介质80一起使用。实施方式涉及的磁记录装置210包括磁头111和磁记录介质80。在该例子中，磁头111包括记录部60和再现部70。通过磁头111的记录部60，在磁记录介质80记录信息。通过再现部70再现记录于磁记录介质80的信息。
磁记录介质80例如包括介质基板82和设置在介质基板82上的磁记录层81。磁记录层81的磁化83由记录部60进行控制。
再现部70例如包括第1再现磁屏蔽件72a、第2再现磁屏蔽件72b以及磁再现元件71。磁再现元件71设置在第1再现磁屏蔽件72a与第2再现磁屏蔽件72b之间。磁再现元件71能够输出与磁记录层81的磁化83相应的信号。
如图14所示，磁记录介质80在介质移动方向85的方向上相对于磁头111相对地进行移动。通过磁头111，在任意的位置控制与磁记录层81的磁化83对应的信息。通过磁头111，在任意的位置再现与磁记录层81的磁化83对应的信息。
如图15所示，在磁头111中设置有线圈30c。从记录电路30D向线圈30c供给记录电流Iw。从磁极30向磁记录介质80施加与记录电流Iw相应的记录磁场。
如图15所示，磁极30包括介质对向面30F。介质对向面30F例如是ABS(Air BearingSurface，空气支承面)。介质对向面30F例如与磁记录介质80相对向。
将相对于介质对向面30F垂直的方向设为Z轴方向。将相对于Z轴方向垂直的一个方向设为X轴方向。将相对于Z轴方向和X轴方向垂直的方向设为Y轴方向。
Z轴方向例如是高度方向。X轴方向例如是沿磁道方向。Y轴方向例如是交叉磁道(cross track，与磁道交叉)方向。
如图15所示，电气电路20D电连接于层叠体20。在该例子中，层叠体20与磁极30以及第1屏蔽件31电连接。在磁头111设置有第1端子T1和第2端子T2。第1端子T1经由布线W1以及磁极30与层叠体20电连接。第2端子T2经由布线W2以及第1屏蔽件31与层叠体20电连接。从电气电路20D例如向层叠体20供给电流(例如直流电流)。
如图15所示，在记录部60也可以设置有第2屏蔽件32。在第2屏蔽件32与第1屏蔽件31之间设置有磁极30。在第1屏蔽件31、第2屏蔽件32以及磁极30的周围设置有绝缘部30i。
如图13所示，在该例子中，从磁极30朝向第1屏蔽件31的第1方向D1也可以相对于X轴方向倾斜。第1方向D1对应于层叠体20的层叠方向。X轴方向沿着磁极30的介质对向面30F。将第1方向D1与介质对向面30F之间的角度设为角度θ1。角度θ1例如为15度以上且30度以下。角度θ1也可以为0度。
在第1方向D1相对于X轴方向倾斜的情况下，层的厚度(例如厚度t21等)对应于沿着第1方向D1的长度。
(第2实施方式)
第2实施方式涉及磁记录装置210。磁记录装置210包括磁头110和由磁头110记录信息的磁记录介质80。以下，对实施方式涉及的磁记录装置的例子进行说明。磁记录装置也可以是磁记录再现装置。磁头也可以包括记录部和再现部。
图16是例示第2实施方式涉及的磁记录装置的一部分的示意性立体图。
图16例示了头滑块。
磁头110设置于头滑块159。头滑块159例如包含Al2O3/TiC等。头滑块159一边在磁记录介质上悬浮或者接触，一边相对于磁记录介质进行相对的运动。
头滑块159例如具有空气流入侧159A和空气流出侧159B。磁头110配置在头滑块159的空气流出侧159B的侧面等。由此，磁头110一边在磁记录介质上悬浮或者接触，一边相对于磁记录介质进行相对的运动。
图17是例示第2实施方式涉及的磁记录装置的示意性立体图。
图18的(a)和图18的(b)是例示第2实施方式涉及的磁记录装置的一部分的示意性立体图。
如图17所示，在实施方式涉及的磁记录装置150中使用旋转(rotary)致动器。记录用介质盘180安装于主轴马达180M。记录用介质盘180利用主轴马达180M在箭头AR的方向上进行旋转。主轴马达180M对来自驱动装置控制部的控制信号进行响应。本实施方式涉及的磁记录装置150也可以具备多个记录用介质盘180。磁记录装置150也可以包括记录介质181。记录介质181例如是SSD(Solid State Drive，固态驱动器)。记录介质181例如可使用闪速存储器等的非易失性存储器。例如，磁记录装置150也可以是混合式HDD(Hard DiskDrive，硬盘驱动器)。
头滑块159进行记录于记录用介质盘180的信息的记录和再现。头滑块159设置在薄膜状的悬架154的前端。在头滑块159的前端附近设置有实施方式涉及的磁头。
当记录用介质盘180旋转时，由悬架154产生的按压压力和在头滑块159的介质对向面(ABS)产生的压力平衡。头滑块159的介质对向面与记录用介质盘180的表面之间的距离成为预定的悬浮量。在实施方式中，头滑块159也可以与记录用介质盘180接触。例如，也可以应用接触移动型。
悬架154与臂155(例如致动器臂)的一端连接。臂155例如具有线轴部等。线轴部保持驱动线圈。在臂155的另一端设置有音圈马达156。音圈马达156是线性马达的一种。音圈马达156例如包括驱动线圈和磁路。驱动线圈卷绕于臂155的线轴部。磁回路包括永磁体和对向磁轭。在永磁体和对向磁轭之间设置有驱动线圈。悬架154具有一端和另一端。磁头设置在悬架154的一端。臂155与悬架154的另一端连接。
臂155由滚珠轴承保持。滚珠轴承设置在轴承部157的上下的2个部位。臂155能够利用音圈马达156进行旋转和滑动。磁头能够移动到记录用介质盘180的任意位置。
图18的(a)例示了磁记录装置的一部分的构成，是头堆叠组件160的放大立体图。
图18的(b)是例示成为头堆叠组件160的一部分的磁头组件(头万向架组件：HGA)158的立体图。
如图18的(a)所示，头堆叠组件160包括轴承部157、头万向架组件158以及支承框架161。头万向架组件158从轴承部157延伸。支承框架161从轴承部157延伸。支承框架161延伸的方向与头万向架组件158延伸的方向相反。支承框架161对音圈马达156的线圈162进行支承。
如图18的(b)所示，头万向架组件158具有从轴承部157延伸的臂155和从臂155延伸的悬架154。
在悬架154的前端设置有头滑块159。在头滑块159设置有实施方式涉及的磁头。
实施方式涉及的磁头组件(头万向架组件)158包括实施方式涉及的磁头、设置有磁头的头滑块159、悬架154以及臂155。头滑块159设置于悬架154的一端。臂155与悬架154的另一端连接。
悬架154例如具有信号的记录和再现用的引线(未图示)。悬架154例如也可以具有用于调整悬浮量的加热器用的引线(未图示)。悬架154例如也可以具有用于自旋转矩振荡器用等的引线(未图示)。这些引线与设置于磁头的多个电极电连接。
在磁记录装置150中设置有信号处理部190。信号处理部190使用磁头进行对于磁记录介质的信号的记录和再现。信号处理部190中，信号处理部190的输入输出线例如连接于头万向架组件158的电极焊盘，与磁头电连接。
本实施方式涉及的磁记录装置150包括磁记录介质、实施方式涉及的磁头、可动部、位置控制部以及信号处理部。可动部能够在使磁记录介质与磁头分离或者接触的状态下相对地进行移动。位置控制部使磁头位置对准于磁记录介质的预定记录位置。信号处理部进行使用了磁头的对于磁记录介质的信号的记录和再现。
例如，作为上述的磁记录介质，可使用记录用介质盘180。上述的可动部例如包括头滑块159。上述的位置控制部例如包括头万向架组件158。
实施方式也可以包括以下的技术方案。
(技术方案1)
一种磁记录装置，具备：
磁头；和
电气电路，
所述磁头包括：
磁极；
第1屏蔽件；以及
层叠体，其设置在所述磁极与所述第1屏蔽件之间，
所述层叠体包括：
第1磁性层；
第2磁性层；
第1层，其设置在所述第1磁性层与所述第2磁性层之间，包含选自由Ta、Zr、Hf、Mo、W、Tc、Re、Ru、Rh、Os、Ir、Pd、Pt、Mn、Cr、V、Ti、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb以及Lu构成的组中的至少一种；以及
第1非磁性层，其设置在所述第1磁性层与所述第1层之间，
所述层叠体的电阻相对于在所述层叠体中流动的电流密度的变化的变化率，在所述电流密度处于第1范围时具有第1值，在所述电流密度处于第2范围时具有第2值，在所述电流密度处于第3范围时具有第3值，所述第2范围处于所述第1范围与所述第3范围之间，所述第2值比所述第1值高，所述第2值比所述第3值高，
所述电气电路向所述层叠体供给所述第3范围内的电流密度的电流。
(技术方案2)
根据技术方案1所述的磁记录装置，所述第1层与所述第1非磁性层以及所述第2磁性层相接。
(技术方案3)
根据技术方案2所述的磁记录装置，所述第1非磁性层与所述第1磁性层以及所述第1层相接。
(技术方案4)
根据技术方案1～3中任一项所述的磁记录装置，所述第2磁性层处于所述第1磁性层与所述第1屏蔽件之间。
(技术方案5)
根据技术方案1～4中任一项所述的磁记录装置，
所述第1磁性层包含：
第1元素，其包含选自由Fe、Ni以及Co构成的组中的至少一种；和
第2元素，其包含选自由Cr、V、Mn、Ti以及Sc构成的组中的至少一种。
(技术方案6)
根据技术方案5所述的磁记录装置，所述第1磁性层包含合金，所述合金包含所述第1元素和所述第2元素。
(技术方案7)
根据技术方案1～6中任一项所述的磁记录装置，
所述第2磁性层包括选自由第1材料层、第2材料层以及第3材料层构成的组中的至少一个，
所述第1材料层包含CoFe，
所述第2材料层包括第1CoFe层、第2CoFe层、以及设置在所述第1CoFe层与所述第2CoFe层之间的NiFe层，
所述第3材料层包括多个CoFe层和设置在所述多个CoFe层之间的Ni层。
(技术方案8)
根据技术方案1～7中任一项所述的磁记录装置，所述第1非磁性层包含选自由Cr、Cu、Ag以及Au构成的组中的至少一种。
(技术方案9)
根据技术方案1～8中任一项所述的磁记录装置，所述第1磁性层的厚度为1nm以上且小于8nm。
(技术方案10)
根据技术方案1～9中任一项所述的磁记录装置，所述第1层的厚度为0.5nm以上且小于3nm。
(技术方案11)
根据技术方案1～10中任一项所述的磁记录装置，所述第1非磁性层的厚度为1nm以上且4nm以下。
(技术方案12)
根据技术方案1～11中任一项所述的磁记录装置，所述第2磁性层的厚度为3nm以上且9nm以下。
(技术方案13)
根据技术方案1～12中任一项所述的磁记录装置，
所述层叠体还包括第2非磁性层，
所述第1磁性层处于所述第2非磁性层与所述第1非磁性层之间，
所述第2非磁性层包含选自由Ta、Cr以及Cu构成的组中的至少一种，
所述第2非磁性层的厚度为2nm以上且5nm以下。
(技术方案14)
根据技术方案1～13中任一项所述的磁记录装置，
所述层叠体还包括第3非磁性层，
所述第2磁性层处于所述第1层与所述第3非磁性层之间，
所述第3非磁性层包含选自由Cr、Cu、Ag以及Au构成的组中的至少一种，
所述第3非磁性层的厚度为1nm以上且4nm以下。
(技术方案15)
根据技术方案14所述的磁记录装置，
所述层叠体还包括第3磁性层，
在所述第2磁性层与所述第3磁性层之间具有所述第3非磁性层。
(技术方案16)
根据技术方案1～4中任一项所述的磁记录装置，
所述层叠体还包括第3非磁性层和第3磁性层，
在所述第2磁性层与所述第3磁性层之间具有所述第3非磁性层，
所述第3磁性层包含：
第3元素，其包含选自由Fe、Ni以及Co构成的组中的至少一种；和
第4元素，其包含选自由Cr、V、Mn、Ti以及Sc构成的组中的至少一种，
所述第1磁性层和所述第2磁性层包括选自由第1材料层、第2材料层以及第3材料层构成的组中的至少一个，
所述第1材料层包含CoFe，
所述第2材料层包括第1CoFe层、第2CoFe层、以及设置在所述第1CoFe层与所述第2CoFe层之间的NiFe层，
所述第3材料层包括多个CoFe层和设置在所述多个CoFe层之间的Ni层。
(技术方案17)
根据技术方案1～12中任一项所述的磁记录装置，所述第1磁性层与所述磁极相接。
(技术方案18)
根据技术方案1～13中任一项所述的磁记录装置，
所述层叠体还包括第3非磁性层，
所述第2磁性层处于所述第1层与所述第3非磁性层之间，
所述第3非磁性层包含选自由Cr、Cu、Ag以及Au构成的组中的至少一种，
所述第3非磁性层的厚度为1nm以上且4nm以下。
(技术方案19)
根据技术方案1～12中任一项所述的磁记录装置，
所述层叠体还包括第2层和第3非磁性层，
所述第2磁性层处于所述第1层与所述第3非磁性层之间，
所述第2层处于所述第2磁性层与所述第3非磁性层之间，
所述第2层包含选自由Ta、Zr、Hf、Mo、W、Tc、Re、Ru、Rh、Os、Ir、Pd、Pt、Mn、Cr、V、Ti、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb以及Lu构成的组中的至少一种。
(技术方案20)
根据技术方案19所述的磁记录装置，
所述第3非磁性层包含选自由Cr、Cu、Ag以及Au构成的组中的至少一种，
所述第3非磁性层的厚度为1nm以上且4nm以下。
(技术方案21)
根据技术方案1～20中任一项所述的磁记录装置，所述第1屏蔽件包含Co和Fe。
(技术方案22)
根据技术方案1～21中任一项所述的磁记录装置，
还具备通过所述磁头被记录信息的磁记录介质，
所述层叠体不产生交流磁场，或者从所述层叠体产生的交流磁场的频率比所述磁记录介质的磁共振频率高。
(技术方案23)
一种磁记录装置，具备：
磁头；和
磁记录介质，其通过所述磁头被记录信息，
所述磁头包括：
磁极；
第1屏蔽件；以及
层叠体，其设置在所述磁极与所述第1屏蔽件之间，
所述层叠体包括：
第1磁性层；
第2磁性层；
第1层，其设置在所述第1磁性层与所述第2磁性层之间，包含选自由Ta、Zr、Hf、Mo、W、Tc、Re、Ru、Rh、Os、Ir、Pd、Pt、Mn、Cr、V、Ti、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb以及Lu构成的组中的至少一种；以及
第1非磁性层，其设置在所述第1磁性层与所述第1层之间，
所述层叠体不产生交流磁场，或者从所述层叠体产生的交流磁场的频率比所述磁记录介质的磁共振频率高。
(技术方案24)
一种磁头，具备：
磁极；
第1屏蔽件；以及
层叠体，其设置在所述磁极与所述第1屏蔽件之间，
所述层叠体包括：
第1磁性层；
第2磁性层；
第1层，其设置在所述第1磁性层与所述第2磁性层之间，包含选自由Ta、Zr、Hf、Mo、W、Tc、Re、Ru、Rh、Os、Ir、Pd、Pt、Mn、Cr、V、Ti、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb以及Lu构成的组中的至少一种；以及
第1非磁性层，其设置在所述第1磁性层与所述第1层之间，
所述层叠体的电阻相对于在所述层叠体中流动的电流密度的变化的变化率，在所述电流密度处于第1范围时具有第1值，在所述电流密度处于第2范围时具有第2值，在所述电流密度处于第3范围时具有第3值，所述第2范围处于所述第1范围与所述第3范围之间，所述第2值比所述第1值高，所述第2值比所述第3值高，
向所述层叠体供给所述第3范围内的电流密度的电流。
(技术方案25)
一种磁头，具备：
磁极；
第1屏蔽件；以及
层叠体，其设置在所述磁极与所述第1屏蔽件之间，
所述层叠体包括：
第1磁性层；
第2磁性层；
第1层，其设置在所述第1磁性层与所述第2磁性层之间，包含选自由Ta、Zr、Hf、Mo、W、Tc、Re、Ru、Rh、Os、Ir、Pd、Pt、Mn、Cr、V、Ti、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb以及Lu构成的组中的至少一种；以及
第1非磁性层，其设置在所述第1磁性层与所述第1层之间，
所述第2磁性层的厚度为3nm以上且9nm以下。
(技术方案26)
根据技术方案25所述的磁头，
所述第1磁性层包含：
第1元素，其包含选自由Fe、Ni以及Co构成的组中的至少一种；和
第2元素，其包含选自由Cr、V、Mn、Ti以及Sc构成的组中的至少一种。
(技术方案27)
根据技术方案25或者26所述的磁头，
所述层叠体还包括第2非磁性层，
所述第1磁性层处于所述第2非磁性层与所述第1非磁性层之间，
所述第2非磁性层包含选自由Ta、Cr以及Cu构成的组中的至少一种，
所述第2非磁性层的厚度为2nm以上且5nm以下。
根据实施方式，能提供能够提高记录密度的磁头以及磁记录装置。
在本申请说明书中，“垂直”以及“平行”并不仅仅是严格的垂直以及严格的平行，还包含例如制造工程中的偏差等，只要实质上垂直以及实质上平行即可。
以上，参照具体例对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明并不限定于这些具体例。例如，关于磁头所包含的磁极、第1屏蔽件、第2屏蔽件、层叠体、磁性层、非磁性层、层以及布线等的各要素的具体构成，只要本领域技术人员能够通过从公知的范围中适当地进行选择来同样地实施本发明、并获得同样的效果，就包含在本发明的范围中。
对于在技术上可行的范围内组合各具体例的任意2个以上的要素而得到的方案，只要包含本发明的宗旨，就也包含在本发明的范围内。
另外，对于本领域技术人员能够根据作为本发明的实施方式所描述过的磁头以及磁记录装置来适当地进行设计变更而实施的全部磁头以及磁记录装置，只要包含本发明的宗旨，就也属于本发明的范围。
另外，应该了解到：本领域技术人员能够在本发明的思想的范畴中想到各种变更例以及修正例，那些变更例以及修正例也属于本发明的范围。
以上对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子提示的，并不是意在限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种各样的方式来实施，能够在不脱离发明的宗旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围、宗旨内，并且，包含在权利要求书记载的发明及其等同的范围内。

Claims (10)

1.一种磁记录装置，具备：
磁头；和
电气电路，
所述磁头包括：
磁极；
第1屏蔽件；以及
层叠体，其设置在所述磁极与所述第1屏蔽件之间，
所述层叠体包括：
第1磁性层；
第2磁性层；
第1层，其设置在所述第1磁性层与所述第2磁性层之间，包含选自由Ta、Zr、Hf、Mo、W、Tc、Re、Ru、Rh、Os、Ir、Pd、Pt、Mn、Cr、V、Ti、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb以及Lu构成的组中的至少一种；以及
第1非磁性层，其设置在所述第1磁性层与所述第1层之间，
所述层叠体的电阻相对于在所述层叠体中流动的电流密度的变化的变化率，在所述电流密度处于第1范围时具有第1值，在所述电流密度处于第2范围时具有第2值，在所述电流密度处于第3范围时具有第3值，所述第2范围处于所述第1范围与所述第3范围之间，所述第2值比所述第1值高，所述第2值比所述第3值高，
所述电气电路向所述层叠体供给所述第3范围内的电流密度的电流，
所述第1范围内的电流密度的电流比所述第3范围内的电流密度的电流小。
2.根据权利要求1所述的磁记录装置，
所述第1磁性层包含：
第1元素，其包含选自由Fe、Ni以及Co构成的组中的至少一种；和
第2元素，其包含选自由Cr、V、Mn、Ti以及Sc构成的组中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的磁记录装置，
所述第2磁性层包括选自由第1材料层、第2材料层以及第3材料层构成的组中的至少一个，
所述第1材料层包含CoFe，
所述第2材料层包括第1CoFe层、第2CoFe层、以及设置在所述第1CoFe层与所述第2CoFe层之间的NiFe层，
所述第3材料层包括多个CoFe层和设置在所述多个CoFe层之间的Ni层。
4.根据权利要求1所述的磁记录装置，
所述层叠体还包括第2非磁性层，
所述第1磁性层位于所述第2非磁性层与所述第1非磁性层之间，
所述第2非磁性层包含选自由Ta、Cr以及Cu构成的组中的至少一种，
所述第2非磁性层的厚度为2nm以上且5nm以下。
5.根据权利要求1所述的磁记录装置，
所述层叠体还包括第3非磁性层，
所述第2磁性层处于所述第1层与所述第3非磁性层之间，
所述第3非磁性层包含选自由Cr、Cu、Ag以及Au构成的组中的至少一种，
所述第3非磁性层的厚度为1nm以上且4nm以下。
6.根据权利要求5所述的磁记录装置，
所述层叠体还包括第3磁性层，
在所述第2磁性层与所述第3磁性层之间具有所述第3非磁性层。
7.根据权利要求1所述的磁记录装置，
所述层叠体还包括第3非磁性层和第3磁性层，
在所述第2磁性层与所述第3磁性层之间具有所述第3非磁性层，
所述第3磁性层包含：
第3元素，其包含选自由Fe、Ni以及Co构成的组中的至少一种；和
第4元素，其包含选自由Cr、V、Mn、Ti以及Sc构成的组中的至少一种，
所述第1磁性层和所述第2磁性层包括选自由第1材料层、第2材料层以及第3材料层构成的组中的至少一个，
所述第1材料层包含CoFe，
所述第2材料层包括第1CoFe层、第2CoFe层、以及设置在所述第1CoFe层与所述第2CoFe层之间的NiFe层，
所述第3材料层包括多个CoFe层和设置在所述多个CoFe层之间的Ni层。
8.根据权利要求1所述的磁记录装置，
所述层叠体还包括第2层和第3非磁性层，
所述第2磁性层处于所述第1层与所述第3非磁性层之间，
所述第2层处于所述第2磁性层与所述第3非磁性层之间，
所述第2层包含选自由Ta、Zr、Hf、Mo、W、Tc、Re、Ru、Rh、Os、Ir、Pd、Pt、Mn、Cr、V、Ti、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb以及Lu构成的组中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的磁记录装置，
所述层叠体还包括第3非磁性层，
所述第2磁性层处于所述第1层与所述第3非磁性层之间，
所述第3非磁性层包含选自由Cr、Cu、Ag以及Au构成的组中的至少一种，
所述第3非磁性层的厚度为1nm以上且4nm以下。
10.一种磁头，具备：
磁极；
第1屏蔽件；以及
层叠体，其设置在所述磁极与所述第1屏蔽件之间，
所述层叠体包括：
第1磁性层；
第2磁性层；
第1层，其设置在所述第1磁性层与所述第2磁性层之间，包含选自由Ta、Zr、Hf、Mo、W、Tc、Re、Ru、Rh、Os、Ir、Pd、Pt、Mn、Cr、V、Ti、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb以及Lu构成的组中的至少一种；以及
第1非磁性层，其设置在所述第1磁性层与所述第1层之间，
所述层叠体的电阻相对于在所述层叠体中流动的电流密度的变化的变化率，在所述电流密度处于第1范围时具有第1值，在所述电流密度处于第2范围时具有第2值，在所述电流密度处于第3范围时具有第3值，所述第2范围处于所述第1范围与所述第3范围之间，所述第2值比所述第1值高，所述第2值比所述第3值高，
向所述层叠体供给所述第3范围内的电流密度的电流，
所述第1范围内的电流密度的电流比所述第3范围内的电流密度的电流小。
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