CN114730567A - 具有用于高密度磁记录的电压辅助磁记录（vamr）的数据存储设备 - Google Patents
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Abstract
一种数据存储驱动器包括磁记录介质，该磁记录介质包括在底部电极层与顶部电极层之间的铁电层。对该铁电层施加的电压产生转移到靠近该铁电层形成的铁磁记录层的应变。转移到该记录层的应变的变化会改变该记录层的磁特性。可选择性地向全部或部分铁电层施加电压，以将该铁磁记录层置于低矫顽磁力状态以辅助写入数据。基于对在底部电极层与顶部电极层之间包括铁电层的磁记录介质的控制来提供电压辅助磁记录(VAMR)。
Description
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2020年5月5日提交的第16/867,373号美国专利申请的优先权，该美国专利申请全文以引用方式并入本文。
背景技术
技术领域
本公开的实施方案大体上涉及使用在底部电极层与顶部电极层之间包括铁电层的磁记录介质的数据存储设备，诸如硬盘驱动器。
相关领域的描述
计算机的功能和能力的核心是将数据存储和写入到数据存储设备(诸如硬盘驱动器(HDD))。计算机所处理的数据量在迅速增加。需要磁记录介质的更高记录密度来提高计算机的功能和能力。
为了实现磁记录介质的更高记录密度(诸如超过2太比特/英寸2的记录密度)，使垂直磁记录(PMR)磁介质的写磁道的宽度和间距变窄，因此每个写磁道中编码的对应磁记录位变窄。已经提出使用采用具有高磁各向异性的粒状膜记录层(例如，高Ku材料)的PMR磁介质来实现热稳定性(例如，避免超顺磁性)。
热辅助磁记录(HAMR)和微波辅助磁记录(MAMR)是两种类型的能量辅助磁记录(EAMR)写磁头，能够写入粒状膜PMR记录层。在 HAMR中，激光源位于写入元件旁边或附近以产生热量，诸如激光源激发近场换能器(NFT)以在磁记录介质的写入位置处产生热量。写入位置处的热量降低了磁记录介质的有效矫顽磁力。在MAMR中，自旋转矩振荡器 (STO)设备位于写元件旁边或附近以产生诸如在微波频带中的辅助场。辅助场减少了磁记录介质的有效矫顽磁力。然而，由于EAMR写磁头的低重复性和/或低可靠性，EAMR写磁头尚未在生产中广泛发布。
因此，需要一种改进的PMR磁记录介质和数据存储驱动器，以实现更高的记录密度。
发明内容
本公开的实施方案大体上涉及使用在底部电极层与顶部电极层之间包括铁电层的磁记录介质的数据存储设备，诸如硬盘驱动器。
在一个实施方案中，一种磁介质驱动器包括写磁头、磁盘和控制单元。磁盘包括磁记录介质。磁记录介质包括底部电极层、顶部电极层、底部电极层与顶部电极层之间的铁电层，以及在顶部电极层上方的记录层。控制单元被配置成当写磁头写入磁记录介质时使电压经由顶部电极层和底部电极层施加到磁记录介质的至少一部分。
在一个实施方案中，一种磁记录的方法包括向磁记录介质施加电压并且用记录磁头写入磁记录介质。磁记录介质包括底部电极层、顶部电极层和底部电极层与顶部电极层之间的铁电层，以及在顶部电极层上方的记录层。经由顶部电极层和底部电极层施加电压。
在一个实施方案中，在基板或盘片上方形成磁记录介质。磁记录介质包括底部电极层和顶部电极层。铁电层在底部电极层与顶部电极层之间。记录层在顶部电极层上方或之上。
附图说明
因此，通过参考实施方案，可以获得详细理解本公开的上述特征的方式、本公开的更具体描述、上述简要概述，所述实施方案中的一些在附图中示出。然而，应当注意的是，附图仅示出了本公开的典型实施方案并且因此不应视为限制其范围，因为本公开可以允许其他同等有效的实施方案。
图1是包括一个或多个可旋转磁盘的磁介质驱动器的某些实施方案的示意图。
图2是面向磁盘的磁头组件的剖面侧视图的某些实施方案的示意图。
图3是在形成磁盘或另一合适的数据存储设备的基板上方的磁记录介质的示意图。
图4是示出包括图3的磁记录介质的可旋转磁盘的表面的示意图。
图5是在形成磁盘或另一合适的存储设备的基板的顶部表面和底部表面上的图3的磁记录介质的示意图。
为了有助于理解，在可能的情况下，使用相同的参考标号来表示附图中共有的相同元件。可以设想是，在一个实施方案中公开的元件可以有利地用于其他实施方案而无需具体叙述。
具体实施方式
在下文中，参考本公开的实施方案。然而，应当理解的是，本公开不限于具体描述的实施方案。相反，思考以下特征和元件的任何组合(无论是否与不同实施方案相关)以实现和实践本公开。此外，尽管本公开的实施方案可以实现优于其他可能解决方案和/或优于现有技术的优点，但是否通过给定实施方案来实现特定优点不是对本公开的限制。因此，以下方面、特征、实施方案和优点仅是说明性的，并且不被认为是所附权利要求书的要素或限制，除非在权利要求书中明确地叙述。同样地，对“本公开”的引用不应当被解释为本文公开的任何发明主题的概括，并且不应当被认为是所附权利要求书的要素或限制，除非在权利要求书中明确地叙述。术语“包括”在发明内容或具体实施方式中的使用应意指包括、基本上由...组成和/或由...组成。术语“底部”、“顶部”、“上”、“下”、“上方”、“下方”和其他类似术语的使用是为了便于描述，并且表示相对的空间取向，而不是相对于重力的固定取向。
某些实施方案涉及数据存储驱动器，例如硬盘驱动器，该驱动器包括磁记录介质，该磁记录介质包括在底部电极层与顶部电极层之间的铁电层。施加到铁电层的电压使晶格和/或铁电层形状变形，产生转移到靠近铁电层形成的铁磁记录层的应变。转移到该记录层的应变的变化会改变该记录层的磁特性。可选择性地向全部或部分铁电层施加电压，以将铁磁记录层置于低矫顽磁力状态以辅助写入数据，以及置于高矫顽磁力状态以辅助存储数据的热稳定性。基于对在底部电极层与顶部电极层之间包括铁电层的磁记录介质的控制来提供电压辅助磁记录(VAMR)。
图1是磁介质驱动器100的某些实施方案的示意图，该磁介质驱动器包括支撑在心轴114上并由驱动马达118旋转的一个或多个可旋转磁盘 112。为了便于说明，根据一个实施方案示出了单个磁盘。磁盘112的一个或两个表面上的磁记录介质被格式化为数据磁道的任何合适的图案，例如磁盘112上同心数据磁道的环形图案。磁盘112包括电压连接器192，该电压连接器被配置成耦接到电压源190以选择性地跨磁盘112的铁电层提供电压。在某些实施方案中，电压连接器192是允许电压源190耦接到可旋转磁盘112的滑环。在某些实施方案中，电压源190通过心轴114耦接到电压连接器192。在其他实施方案中，电压源190通过其他电压连接和/或其他机制耦接到磁盘112。
一个或多个致动器臂119定位在磁盘112上方和/或下方。为了便于说明，根据一个实施方案示出了单个臂。每个致动器臂119耦接到支撑磁头组件121的滑块113。磁头组件121包括写磁头和读磁头。当磁盘112旋转时，滑块113在磁盘表面122上方径向地移入移出，使得磁头组件121可访问磁盘112的写入或读取期望数据的不同磁道。每个滑块113通过悬架 115附接到致动器臂119。悬架115提供轻微的弹簧力，该弹簧力朝向磁盘表面122偏置滑块113。每个致动器臂119附接到致动器127。如图1所示的致动器127可以是音圈马达(VCM)。VCM的移动的方向和速度由控制单元129供应的马达电流信号控制。
在磁介质驱动器100的操作期间，磁盘112的旋转在滑块113与磁盘表面122之间产生空气或气体轴承，该空气或气体轴承在滑块113上施加分离力。因此，在正常操作期间，空气或气体轴承抗衡悬架115的轻微弹簧力，并且将滑块间113撑离且稍微偏离磁盘表面122较小且基本上恒定的距。
磁介质驱动器100的各种部件在操作中通过由控制单元129产生的控制信号诸如访问控制信号和内部时钟信号来控制。通常，控制单元129包括逻辑控制电路、控制器存储设备和微处理器。控制单元129产生控制各种系统操作的控制信号，诸如线123上的驱动马达控制信号以及线128上的磁头位置和寻道控制信号。线128上的控制信号提供期望的电流分布，以最佳地将滑块113移动和定位到磁盘112上的期望数据磁道。写入信号和读取信号通过记录通道125传送到磁头组件121和从磁头组件121传送。控制单元129在线191上生成控制信号以控制由电压源190提供到磁盘112的多个电压脉冲。
图1的磁介质驱动器100的某些实施方案还可以包括磁盘112的两个表面上的多个磁记录介质、多个磁盘112、多个致动器臂119或它们的组合。例如，在某些实施方案中，磁盘112包括顶部表面和底部表面，该顶部表面和底部表面各自具有磁记录介质，其中顶部磁头组件121设置在顶部表面上方，并且底部磁头组件121设置在磁盘112的底部表面上方。
图2是面向磁盘112或其他磁存储设备的磁头组件200的剖面侧视图的某些实施方案的示意图。磁头组件200可对应于图1中所述的磁头组件 121或其他合适的磁头组件。磁头组件200包括面向磁盘112的介质面向表面(MFS)。如图2所示，磁盘112沿箭头232所指示的方向相对地移动，并且磁头组件200沿箭头233所指示的方向相对地移动。
磁头组件200包括磁读磁头211。磁读磁头211包括设置在屏蔽件S1 和S2之间的感测元件204。感测元件204以及屏蔽件S1和S2具有面向磁盘112的MFS。感测元件204是通过磁阻效应感测磁盘112中的记录位 (诸如垂直记录位或纵向记录位)的磁场的磁阻设备。
磁头组件200包括写入头210。写磁头210包括主极220和后屏蔽件 (TS)240。主极220包括磁材料并且用作主电极。主极220和后屏蔽件 (TS)240中的每一者在MFS处具有前部。写磁头210包括围绕主极220 的线圈218，该线圈激励主极220，从而产生写磁场以便影响可旋转磁盘 112的磁记录介质。线圈218可为螺旋结构或者一组或多组扁平结构。TS 240包括磁材料，并且用作主极220的返回极。
图3是在形成图2的磁盘112或另一合适的数据存储设备的基板上方的磁记录介质300的示意图。磁记录介质300包括底部电极层320、铁电层 330、顶部电极层340和记录层350。
基板310或盘片包括玻璃、硅、金属、蓝宝石或其他合适的材料。如果使用金属基板，则可以将电介质层设置在金属基板上方。底部电极层320 在基板310上方形成。底部电极层320包括Cr、Ru、Ta、Cu、Al、Ti、 Pt、W、Ag、Au、Mo、Ni、其他合适的导电材料、它们的合金或它们的组合。
铁电层330在底部电极层320上方形成。铁电层330包括 [Pb(Mg1/3Nb2/3)O3]-[PbTiO3](PMN-PT)、Pb(ZrxTi1-x)O3(PZT)、 BaTiO3、PbTiO3、SrTiO3、LiTaO3、CaMnO3、PrCaMnO3、BiFeO3、其他合适的铁电氧化物材料或它们的组合。在某些实施方案中，铁电层330形成为约20nm到约100nm的厚度。
顶部电极层340在铁电层330上方或之上形成。顶部电极层340包括 Cr、Ru、Ta或具有促进记录层350的形成的纹理的其他合适的导电材料。
记录层350在顶部电极层340上方或之上形成。记录层350包括铁磁材料。在某些实施方案中，记录层350形成为约3nm到约10nm的厚度。在某些实施方案中，记录层350包括粒状铁磁材料。在某些实施方案中，记录层350包括L10有序粒状铁磁材料。L10有序粒状材料包括FePt、 FePd、CoPt、CoPd或其他合适的L10粒状材料。材料可以通过沉积和/或通过高温退火形成为L10有序相。例如，通过物理气相沉积在约400℃或更低的温度下沉积的FePt具有A1无序结构。在约600℃或更高的温度下沉积和 /或退火的FePt形成或转化为L10有序相。
粒状材料具有高磁晶各向异性，其中磁轴在大致垂直方向上定向到基板310的表面。包括Cr、Ru、Ta或它们的组合的顶部电极层340具有促进记录层350的粒状材料的粒状形成的纹理。记录层350还可以包括分离剂，以支持粒状材料在垂直方向上的柱状晶粒生长。分离剂包括Cr2O3、 TiO2、SiO2、TaO5、其他金属氧化物、碳、其他非铁磁材料或它们的组合。
记录层350的粒状材料具有用于磁记录介质300的较高位表面密度的高磁各向异性。例如，包括CoCrPt粒状膜的记录层350具有约0.3MJ/m3的磁各向异性(Ku)。例如，包括L10有序相FePt粒状膜的记录层350具有约6MJ/m3的磁各向异性(Ku)。粒状膜由于其高磁各向异性而在PMR 中使用。
底部电极层320和顶部电极层340跨越铁电层330的区域。底部电极层320和顶部电极层340例如通过图1的电压连接器192或其他合适的电压连接器耦接到电压源390。来自电压源390的电压经由顶部电极层340和底部电极层320施加到磁记录介质300。来自电压源390的电压跨铁电层330 施加以使晶格或铁电层的形状变形。从铁电层330转移到记录层350的应变的变化会改变记录层350的磁特性。可选择性地向全部或部分铁电层330 施加电压，以在低矫顽磁力状态下调制全部或部分记录层350以有助于将数据写入铁磁材料，以及在高矫顽磁力状态下调制全部或部分记录层以有助于存储数据的热稳定性。电压辅助磁记录(VAMR)基于对底部电极层 320与顶部电极层340之间的铁电层330的控制而提供，其中记录层350靠近铁电层330。
跨铁电层330施加的电压使晶格或铁电层的形状变形，从而将应变转移到记录层350。在某些实施方案中，顶部电极层340形成为约1nm到约 5nm的较小厚度。顶部电极层340的较小厚度有助于将来自铁电层330的应变的变化转移到记录层350。底部电极层320可以制成任何合适的厚度。
在某些实施方案中，来自电压源390的辅助电压脉冲跨铁电层330施加，与写磁头210的写入操作相关。电压脉冲产生记录层350的应变。例如，除非在权利要求书中明确叙述，否则不受理论约束，转移到L10粒状材料的记录层350的应变通过降低记录层晶粒的四方性来降低记录层的矫顽磁力，从而使记录层更软。具有降低的矫顽磁力的记录层350有助于通过写磁头210将数据写入记录层。
铁电材料具有自发极化的固有特性。施加到铁电层330的一个极性的外部电压在第一方向上对准铁电畴，施加到铁电层330的相反极性的外部电压在第二相反方向上对准铁电畴(例如，180度切换)。电压脉冲施加到铁电层330以切换铁电层330中的铁电极化方向。取决于铁电极化的方向，铁电层330增加或减小对记录层350的应变。
来自电压源390的辅助电压脉冲使铁电层330在第一方向上极化以增加对记录层350的应变从而辅助将数据写入记录层。即使当电压脉冲被关断时，铁电层330也将具有剩余极化，从而对记录层350产生剩余应变。来自电压源390的辅助电压脉冲的极性相反的非辅助电压脉冲在第二相反方向上切换铁电层330的铁电极化，以减小对记录层350的应变，使得记录层350的热稳定性提高。辅助电压脉冲使铁电层330极化以辅助将数据写入记录层350，并且非辅助电压脉冲切换铁电层330的极化以提高记录层 350的热稳定性。
在某些实施方案中，辅助电压脉冲可以将铁电层330从松弛状态转变为应激状态，以将应变施加到记录层350从而辅助将数据写入记录层。在某些实施方案中，辅助电压脉冲可以将铁电层330从应激状态转变为松弛状态，以将应变施加到记录层350从而辅助将数据写入记录层。在某些实施方案中，辅助电压脉冲可以将铁电层330从第一方向上的第一应激状态转变为第二方向上的第二松弛状态，以将应变施加到记录层350从而辅助将数据写入记录层。
在某些实施方案中，来自电压源390的非辅助电压脉冲跨铁电层330 施加，这与记录层350的热稳定性提高相关，例如当数据未被写入记录层时。与辅助电压脉冲相比，非辅助电压脉冲移除了施加到记录层350的应变，并提高了记录层350的矫顽磁力。记录层350的矫顽磁力提高有助于以减少的非预期位翻转或减少的超顺磁性将数据存储到记录层。
在某些实施方案中，非辅助电压脉冲可以将铁电层330从应激状态转变为松弛状态以移除施加到记录层350的应变，从而有助于例如在写入完成之后将数据存储到记录层。在某些实施方案中，非辅助电压脉冲可以将铁电层330从松弛状态转变为应激状态以移除施加到记录层350的应变，从而有助于将数据存储到记录层。在某些实施方案中，非辅助电压脉冲可以将铁电层330从第一方向上的第一应激状态转变为第二方向上的第二松弛状态，以移除施加到记录层350的应变，从而有助于将数据存储到记录层。
利用磁记录介质中铁电材料的应变的其他尝试需要从写磁头中的一个或两个电极局部地提供直接穿过铁电材料的电场。然而，这种写磁头将需要写磁头与磁记录介质的良好电物理接触，或者需要磁记录介质产生的较大电场，或这两者。写磁头与磁记录介质的接触会损坏磁记录介质。需要对写磁头中的电极施加非常大的驱动电压以产生大电场，跨铁电材料产生足够的电位/电压差来产生足够的应变，从而在记录层的磁特性中产生足够的变化。另外，这种写磁头仅限于向磁记录介质的一小部分提供电场。局部产生的电场可能无意中导致记录层的位翻转错误，因为电场也直接跨记录层施加。
在某些方面，本发明磁记录介质300避免使写磁头接触磁记录介质 300。在某些方面，本发明磁记录介质300可以局部地向铁电层330的较小区域(例如，磁盘的一小部分)施加电压，部分地向铁电层330的较大区域(例如，磁盘的一大部分)施加电压，或者通常跨整个铁电层330(例如，跨整个磁盘)施加电压。在某些方面，由于驱动电压从磁记录介质300内的底部电极层320和顶部电极层340直接跨铁电材料施加，因此本发明磁记录介质300利用较小的驱动电压。底部电极层320与顶部电极层340 之间的电场不直接跨越记录层350。与在写磁头内使用电极的其他尝试相比，由于较小的驱动电压和/或由于设置在磁记录介质内的电极层，因此减小了到记录层350的杂散电场。
在某些实施方案中，采用电压辅助磁记录(VAMR)，而不使用能量辅助磁记录写磁头。磁记录介质300可以在用于写入数据的低矫顽磁力状态与电压脉冲引起的高矫顽磁力状态之间调制，而无需从EAMR写磁头向记录介质施加额外的能量。换句话说，在某些实施方案中，磁记录介质300 可与非EAMR写磁头一起使用。
在某些实施方案中，电压辅助磁记录(VAMR)结合EAMR磁头采用。结合从EAMR写磁头向记录介质施加的额外能量，磁记录介质300可以在用于写入数据的低矫顽磁力状态与电压脉冲引起的高矫顽磁力状态之间调制。热辅助磁记录(HAMR)和微波辅助磁记录(MAMR)是两种类型的EAMR写磁头的示例。
在MAMR中，自旋转矩振荡器(STO)设备位于写元件旁边或附近以便产生诸如在微波频带中的高频AC场。高频AC场减少了磁记录介质的有效矫顽磁力。一种类型的支持MAMR的磁记录基于自旋转移转矩 (STT)。在操作期间，电流通过场产生层(FGL)从主极流动到后屏蔽件。来自自旋极化层(SPL)和/或来自反射电子的透射极化电子被注入场产生层中，从而通过来自注入电子的自旋转移转矩引起场产生层磁化的切换或进动。场产生层磁化的切换或进动对写入场产生辅助场。另一种类型的支持MAMR的磁记录基于自旋轨道转矩(SOT)。在操作期间，通过自旋霍尔层的电荷电流在自旋霍尔层中产生自旋电流。自旋霍尔层和自旋转矩层(STL)的旋转轨道耦接通过来自自旋霍尔层的自旋电流的自旋轨道耦接引起STL磁化的切换或进动。STL磁化的切换或进动对写入场产生辅助场。
在HAMR中，激光源位于写入元件旁边或附近以产生热量，诸如激光源激发近场换能器(NFT)以在磁记录介质的写入位置处产生热量。写入位置处的热量降低了用于存储数据的磁记录介质的有效矫顽磁力。
磁记录介质300可以包括附加层。在某些实施方案中，磁记录介质 300还包括软磁材料的覆盖层，以提供增加的可读性和/或可写性。在某些实施方案中，磁记录介质300还包括在记录层350上方的保护层和/或润滑剂层，以提供防腐和机械保护(例如，减少粘附)。在某些实施方案中，磁记录介质300还包括在记录层350下方的磁性软垫层，以提供用于写磁头的磁通量返回路径。在某些实施方案中，磁记录介质300还包括在记录层350下方的散热层以耗散所产生的热量，例如从HAMR写磁头产生的热量。
图4是示出包括图3的磁记录介质300的可旋转磁盘400的表面的示意图。可旋转磁盘400包括基板或盘片410。磁记录介质300在盘片410上方形成。磁记录介质可以被格式化成多个同心磁道420，其中每个同心磁道被格式化成多个磁道扇区422。磁记录介质可以被格式化成多个磁盘扇区 430。
在某些实施方案中，电压源390耦接到底部电极层320和顶部电极层 340，使得辅助电压和非辅助电压跨基本上跨越盘片410的整个表面的单个区401中的铁电层施加。在某些实施方案中，电压源390耦接到底部电极层320和顶部电极层340，使得辅助电压和非辅助电压跨对应于一个或多个同心磁道420的多个同心区402中的铁电层选择性地施加。在某些实施方案中，电压源390耦接到底部电极层320和顶部电极层340，使得辅助电压和非辅助电压跨对应于一个或多个磁盘扇区430的多个扇形区403中的铁电层选择性地施加。在某些实施方案中，底部电极层320和顶部电极层340 中的至少一者形成为单个区401、同心区402或扇形区403。在一个示例中，底部电极层320形成为单个区401、同心区402或扇形区403，而顶部电极层340形成为单个区401。在另一示例中，顶部电极层340形成为单个区401、同心区402或扇形区403，而底部电极层320形成为单个区401。在又一示例中，底部电极层320和顶部电极层340均形成为单个区401、同心区402或扇形区403。
图5是在形成磁盘或另一合适的存储设备的基板310或盘片的顶部表面和底部表面上的图3的磁记录介质300的示意图。在某些实施方案中，一个或多个电压源390独立地控制到基板310的顶部表面上的磁记录介质 300A相对于到基板的底部表面上的磁记录介质300B的辅助电压和非辅助电压。在某些实施方案中，一个或多个电压源390可以控制在一个或多个区中一起在基板310的顶部表面上和底部表面上的磁记录介质300A至 300B的辅助电压和非辅助电压。
某些实施方案涉及数据存储驱动器，例如硬盘驱动器，该驱动器包括磁记录介质，该磁记录介质包括在底部电极层与顶部电极层之间的铁电层。施加到铁电层的电压使晶格和/或铁电层形状变形，产生转移到靠近铁电层形成的铁磁记录层的应变。转移到该记录层的应变的变化会改变该记录层的磁特性。可选择性地向全部或部分铁电层施加电压，以将铁磁记录层置于低矫顽磁力状态以辅助写入数据，以及置于高矫顽磁力状态以辅助存储数据的热稳定性。基于对在底部电极层与顶部电极层之间包括铁电层的磁记录介质的控制来提供电压辅助磁记录(VAMR)。
在一个实施方案中，一种磁介质驱动器包括写磁头、磁盘和控制单元。磁盘包括磁记录介质。磁记录介质包括底部电极层、顶部电极层、底部电极层与顶部电极层之间的铁电层，以及在顶部电极层上方的记录层。控制单元被配置成当写磁头写入磁记录介质时使电压经由顶部电极层和底部电极层施加到磁记录介质的至少一部分。
在一个实施方案中，一种磁记录的方法包括向磁记录介质施加电压并且用记录磁头写入磁记录介质。磁记录介质包括底部电极层、顶部电极层和底部电极层与顶部电极层之间的铁电层，以及在顶部电极层上方的记录层。经由顶部电极层和底部电极层施加电压。
在一个实施方案中，在基板或盘片上方形成磁记录介质。磁记录介质包括底部电极层和顶部电极层。铁电层在底部电极层与顶部电极层之间。记录层在顶部电极层上方或之上。
虽然前述内容针对本公开的实施方案，但是可以在不脱离本公开的基本范围的情况下设想本公开的其他和另外的实施方案，并且本公开的范围由所附权利要求书确定。
Claims (25)
1.一种磁介质驱动器，所述磁介质驱动器包括：
写磁头；
磁盘，所述磁盘包括磁记录介质，所述磁记录介质包括：
底部电极层；
顶部电极层；
铁电层，所述铁电层在所述底部电极层与所述顶部电极层之间；和
记录层，所述记录层在所述顶部电极层上方；和
控制单元，所述控制单元被配置成当所述写磁头写入所述磁记录介质时使电压经由所述顶部电极层和所述底部电极层施加到所述磁记录介质的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的磁介质驱动器，其中所述磁盘还包括与所述底部电极层和所述顶部电极层的电压连接器。
3.根据权利要求2所述的磁介质驱动器，其中所述记录层被配置成通过施加到所述底部电极层和所述顶部电极层的电压脉冲在高矫顽磁力状态与低矫顽磁力状态之间进行调制，所述脉冲来自耦合到所述电压连接器的电压源。
4.根据权利要求2所述的磁介质驱动器，所述磁介质驱动器还包括心轴，所述磁盘安装在所述心轴上，其中所述电压连接器穿过所述心轴。
5.根据权利要求1所述的磁介质驱动器，其中所述底部电极层和所述顶部电极层中的至少一者形成为选自由单个区、同心区和扇形区组成的群组的区。
6.根据权利要求1所述的磁介质驱动器，其中所述写磁头是非能量辅助磁记录写磁头。
7.根据权利要求1所述的磁介质驱动器，其中所述写磁头是微波辅助磁记录磁头。
8.根据权利要求1所述的磁介质驱动器，其中所述写磁头是热辅助磁记录磁头。
9.根据权利要求1所述的磁介质驱动器，其中所述磁记录介质在所述磁盘的顶部表面上和底部表面上，并且其中所述写磁头包括在所述磁盘的所述顶部表面上方的第一写磁头和在所述磁盘的所述底部表面下方的第二写磁头。
10.一种磁记录方法，所述方法包括：
向磁记录介质施加电压，所述磁记录介质包括：
底部电极层；
顶部电极层；
铁电层，所述铁电层在所述底部电极层与所述顶部电极层之间；和，
记录层，所述记录层在所述顶部电极层上方，其中所述电压经由所述顶部电极层和所述底部电极层施加；以及
用记录磁头写入所述磁记录介质。
11.根据权利要求10所述的方法，其中施加所述电压包括跨所述铁电层施加来自电压源的辅助电压脉冲，其中所述辅助电压脉冲在所述记录层上产生应变。
12.根据权利要求11所述的方法，所述方法还包括：
在所述写入之后，跨所述铁电层施加来自所述电压源的非辅助电压脉冲，其中所述非辅助电压脉冲移除记录层上的所述应变。
13.根据权利要求10所述的方法，其中向所述磁记录介质施加所述电压包括向所述底部电极层和所述顶部电极层施加电压脉冲，以在高矫顽磁力状态下和在低矫顽磁力状态下调制所述记录层。
14.根据权利要求10所述的方法，其中所述底部电极层和所述顶部电极层中的至少一者形成为单个区。
15.根据权利要求10所述的方法，其中所述底部电极层和所述顶部电极层中的至少一者形成为多个同心区。
16.根据权利要求10所述的方法，其中所述底部电极层和所述顶部电极层中的至少一者形成为多个扇形区。
17.一种在基板上方形成的磁记录介质，所述磁记录介质包括
底部电极层；
顶部电极层；
铁电层，所述铁电层在所述底部电极层与所述顶部电极层之间；和
记录层，所述记录层在所述顶部电极层上方。
18.根据权利要求17所述的磁记录介质，其中所述记录层包括粒状铁磁材料。
19.根据权利要求18所述的磁记录介质，其中所述顶部电极层包括选自Cr、Ru、Ta或它们的组合的群组的材料。
20.根据权利要求18所述的磁记录介质，其中所述粒状铁磁材料具有定向成约垂直于所述基板的磁轴。
21.根据权利要求18所述的磁记录介质，其中所述记录层包括L10有序粒状铁磁材料。
22.根据权利要求17所述的磁记录介质，其中所述顶部电极层形成为约1nm到约5nm的厚度。
23.根据权利要求17所述的磁记录介质，其中所述记录层被配置成在低矫顽磁力状态下通过施加到所述底部电极层和所述顶部电极层的第一极性的电压脉冲进行调制，并且在高矫顽磁力状态下通过施加到所述底部电极层和所述顶部电极层的相反极性的电压脉冲进行调制。
24.根据权利要求23所述的磁记录介质，其中所述第一极性的所述电压脉冲增加了从所述铁电层转移到所述记录层的应变，并且所述相反极性的所述电压脉冲减少了从所述铁电层转移到所述记录层的所述应变。
25.根据权利要求17所述的磁记录介质，其中所述铁电层包括选自由[Pb(Mg1/3Nb2/3)O3]-[PbTiO3]、Pb(ZrxTi1-x)O3(PZT)、BaTiO3、PbTiO3、SrTiO3、LiTaO3、CaMnO3、PrCaMnO3、BiFeO3和它们的组合组成的群组的铁电氧化物材料。
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