CN1535463A - 用于高各向异性介质的写入磁头 - Google Patents

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Abstract

用于将信息位写到磁性存储介质(94)上的写入磁头(66)包括第一写入电极(72)，用于在第一方向上的第一磁场，和第二写入电极(70)，用于产生第二磁场从而来自两个电极的组合磁场基本沿第一方向或在正交于第一方向的第二方向上。第二写入电极包括自由层(76)，具有由自旋转移扭矩控制的磁化强度，和第一垫片(82)，位于自由层和第二写入电极之间。写入磁头还可以包括固定层(78)和第二垫片(80)位于固定层和自由层之间。还包括磁盘驱动器(10)，它包括写入磁头和使用写入磁头写到磁性存储介质上的方法。

Description

用于高各向异性介质的写入磁头
相关申请参照
本申请要求2001年7月24日提交的美国临时专利申请No.60/307774的权利。
发明背景
本发明涉及磁性装置，尤其涉及用于磁盘驱动器中的写入磁头。
与磁性存储介质一起使用的记录磁头通常包括写入器和读取器，它们分别记录和检测在磁头下旋转的磁盘内的磁性区域。常规记录磁头中的写入器可以包括绕铁磁轭一圈或多圈的线圈。写入器通过使电路流过线圈进行操作，这产生沿磁场方向对准磁轭磁化强度的磁场。对于纵向的写入器，磁场主要在极端之间延伸，也部分进入介质内。对于垂直的写入器，通常在存储介质中使用软底层，从而写入磁场在极端和软底层之间延伸。当写入磁场超过介质的矫顽磁力和去磁场时，形成其磁化，沿写入磁场方向。这些区域形成由读取磁头检测的数字数据位。
尝试用磁性记录实现1Tbit/in2的面密度是重要的物理挑战。首先将是写入过程，其中在介质中创建磁性区域，或位。以这些密度，对写入过程的两个主要障碍是介质中使用具有大磁各向异性的材料和缺少具有Bs＞2.4T的软铁磁材料。第一个障碍是必要的以确保介质的热稳定性。必须降低细粒(grain)的平均体积，以便保持同一介质的信噪比，它概略地由位单元内的细粒数设定。但是，为了避免超顺磁性，必须相当地增加磁各向异性，从而细粒在长年的时间标度上是铁磁性的和稳定的。最终结果(net result)是为了定向细粒并在介质内记录位，将需要很大的磁场。由于写入场与记录磁头中的极端材料的饱和磁矩密切相关，所以将需要很高磁矩的材料来切介质磁性的方向。研究人员已使用Bs～2-2.4T的材料进行100Gbit/in2记录时，且1Tbit/in2时用于常规记录的饱和磁矩要求很可能超过任何已知的材料。
在数据存储产业中这些挑战是公知的并已提出了常规磁性记录的比较方案，诸如热辅助写入。但是仍未确定用于1Tbit/in2的最好的写入器技术。例如，研究人员还研究不依赖热辅助工艺而切换薄膜介质磁性的方法。这些方法和常规记录的区别在于和介质磁性有关的磁场的对准有0°或180°的不同。最终目的是使用小于各向异性场，Hk的磁场来切换介质磁场。
需要一种磁性写入磁头，它能克服现有写入磁头的限制，从而实现磁性记录介质中面数据密度的增加。
发明概述
本发明提供了一种将信息位写入磁性存储介质的写入磁头。该写入磁头包括第一写入极，用于在第一方向上产生第一磁场；和第二写入极，用于产生第二磁场，从而由第一和第二写入极组合的磁场或者充分地沿第一方向或者在基本与第一方向正交的第二方向上。第二写入极包括自由层，具有由自旋转移扭矩(spintransfer torque)控制的磁化强度；和位于自由层和第一写入极之间的第一垫片(spacer)。写入磁头还可以包括固定(pinned)层和位于固定层和自由层之间的第二垫片。
本发明还提供了一种磁盘驱动器，它包括用于旋转磁性存储媒介的装置，和用于将写入磁头置于邻近磁性存储媒介的表面的装置，其中写入磁头包括第一写入极，用于在第一方向上产生第一磁场；和第二写入极，用于产生第二磁场，从而由第一和第二写入极组合的磁场或者基本沿第一方向或者在与第一方向正交的第二方向上。第二写入极包括具有由自旋转移扭矩控制的磁化强度的自由层和位于自由层和第一写入极之间的第一垫片。写入磁头还可以包括固定层和第二垫片，位于固定层和自由层之间。
本发明还提供了写入磁性存储介质的方法，该方法包括使用第一写入极和第二写入极来产生第一方向上的第一磁场以便创建磁性存储介质中磁性区域的磁化强度方向的第一变化，移动第一磁场，和使用第一写入极和第二写入极来产生位于基本正交于第一方向的第二方向上的第二磁场以便切换磁性存储介质中磁性区域的磁化强度的方向，其中第一和第二写入极中的一个包括具有由自旋转移控制的磁化强度的自由层。
可以将第一磁场定向于下磁道方向(down track direction)或交叉磁道方向(cross track direction)。虽然每个第一和第二磁场都不能任意的小，但它们可以具有小于磁性存储介质的磁各向异性的量。
可以通过将电路脉冲施加到第一和第二写入极来产生磁场从而产生第一和第二磁场脉冲。可以以小于磁性存储介质的驰豫时间的时间段在时间上隔开第一和第二磁场脉冲。可供选择地，可以将一组电流脉冲施加到第一或第二写入极，其中将电路脉冲定时来抑制对应写入极中的旋转进动。
附图概述
图1是使用根据本发明构造的磁性写入磁头的磁盘驱动器的示意图；
图2、3、4和5是部分磁性存储介质的示意图；
图6是根据本发明构造的磁性写入磁头的侧视图；
图7和8是根据本发明构造的磁性写入磁头的所选元件示意图；
图9是示出可以由根据本发明构造的磁性写入磁头产生的磁场的图表；
图10和11是根据本发明构造的磁性写入磁头的操作的开关图；
图12是可以由本发明的写入磁头产生的计算的磁场的图表；
图13是写入磁头和有关控制器的框图；以及
图14是根据本发明构造的另一个写入磁头的侧视图。
具体实施方式
本发明包括用于和磁性记录介质一起使用的磁性写入磁头；包括该写入磁头的磁盘驱动器；和用于使用该写入磁头来将数据位记录到磁性存储介质中的方法。图1是使用根据本发明构造的磁性写入磁头的磁盘驱动器10的示意图。磁盘驱动器包括外壳12(移去上部分且在图中可以看到的下部分)，它被调整尺寸和被配置来包含磁盘驱动器的各种部件。磁盘驱动器包括主轴马达14，用于旋转外壳内的至少一个磁性存储介质16，在这种情况中是磁盘。外壳12内包含至少一个臂18，其中每个臂18具有记录和/或读取磁头或滑动器22的第一端20和由轴承26枢轴地安装在轴上的第二端24。致动器马达28位于臂的第二端24处，用于在轴上转动臂18来将磁头22置于磁盘16的所需部分上。致动器马达28由控制器调节，其中所述控制器未在图中示出且这种控制器是本领域内公知的。
本发明的写入磁头使用两个磁场脉冲来切换存储介质内磁性区域的磁化强度的方向。图2-5概念性地示出该过程。图2-5是磁性存储介质硬层的部分30的示意图。图2示出介质的初始状态，其中磁化强度指向上方，如箭头32-44所示的。图3示出当在介质的平面内施加正交于磁化强度的定位磁场46时的磁化强度。磁场46的幅度小于各向异性磁场Hk，且自旋(spin)旋转到垂直和面内方向之间的某一中间角度。图4示出在应用沿反向平行于初始自旋方向对准的第二定位磁场之前，当快速移去面内磁场从而自旋不能驰豫回它们的初始状态时的磁化强度。第二磁场垂直于介质的平面并由箭头48、50和52示出。这使得由箭头36、38和40表示的磁化强度沿箭头54、56和58表示的方向旋转。图5示出移去垂直磁场之后的自旋结构。已将形成数据位的存储介质的一部分60中的磁化强度的方向颠倒。在该实例中，邻近部分62和64的区域的磁化强度方向保持不变。图4所示的垂直磁场能够完成驱动磁化强度克服能障并相对初始状态将磁化强度切换180°。
图6是包括两个磁性写入器68和70的写入磁头66的剖视图。写入器68包括第一电极72，也称作写入电极(WP)，和导线74，或线圈，用于承载电流Iyoke来驱动写入电极。第二写入器70包括自由旋转的层76，也称作自由层，它由来自在自由层76和磁性层78之间流动的自旋极化电子电流(ICPP)的磁矩驱动，所述磁性层78具有固定的磁化强度，也称作固定层78。非磁性垫片80保护传导电子的自旋极化不在自由旋转层和固定层之间扩散。另一个非磁性的垫片82用作电子自旋去极化器，从而电极72和自由旋转层76之间没有自旋转移扭矩。导体84和86用作将电流从诸如低频驱动器前置放大器的外部电流源传导到由自由旋转层76、固定层78和垫片80形成的写入器70的装置。电流在垂直于这些部件的平面的方向上流动。电流还流经部分写入电极72。绝缘体88和90置于如图所示的写入磁头的各种部分之间。由于写入电极72和导体84是电连接的，所以绝缘体88是可选的。
操作中，写入磁头将在磁性存储介质94的表面92上飞行，它们由空气轴承96分开。磁性存储介质包括磁性的硬层98和磁性的软层100。写入电极的边缘置于邻近写入磁头的空气轴承表面102。
图6的写入磁头可以施加两个主要的正交磁场，起源于两个可独立控制的铁磁电极。图6是写入磁头包括常规写入器68和写入器70的组合，其中写入器70由来自垂直于平面的电流(CPP)自旋极化的电子电流的磁矩驱动。常规写入电极72包括金属铁磁材料且其磁化强度由来自电流承载导线的磁场驱动，如之前的写入器所作的一样。应注意，虽然图6中写入电极示作单个层，但如必要也可以如图13所示地采用完整的磁轭结构来改善效率。完整的磁轭可以包括连接到写入电极72的返回电极(return pole)。该返回电极的空气轴承表面处的横截面积大于空气轴承表面处写入电极的横截面积。
为了使两个电极的写入器结构紧凑，可以将写入电极72整合作为CPP自旋转移写入器结构中引线(lead)的一部分(即，电流可以流经写入电极72)。第二写入电极包括结合入磁性和非磁性材料的交替层的支柱(pillar)或堆(stack)中的自由层76。自由层76的磁化强度由自由层76和具有固定磁化强度的层(固定层78)之间流动的传导电子(ICPP)的自旋旋转磁矩控制。
如图6所示，写入磁头包括固定层78，它具有在第一方向上对准的固定磁化强度。磁化强度的方向垂直于磁性介质的表面，并或者朝向磁性介质或者远离磁性介质。通过施加足够量和合适方向的通过堆的CPP电流可以使自由层76相对于固定层78平行或反平行对准。原则上，固定层78可以是任何固定和/或硬层的组合。例如，固定层可以由通过交换耦合到反铁磁体或硬磁性材料而固定的合成反铁磁体(SAF)构成。合成反铁磁体包括由诸如Ru的非磁性的过渡金属垫片分开的两个铁磁层构成，所述垫片引起很强的反铁磁耦合。通过使一个层交换耦合到反铁磁体或硬磁性材料，反铁磁体的每个铁磁层的磁化强度沿一特定的方向固定。可以使用的固定层的其它实例包括：单个铁磁层交换耦合到反铁磁体；诸如CoPt的单层硬磁性材料；或单个铁磁层交换耦合到硬磁体。
非磁性层可以由铜、银或金构成。一种用于偏置固定层的磁化强度的装置，例如可以是永磁体或反铁磁体，可以置于邻近固定层。设置写入磁头从而自由层的第一边缘邻近磁性记录介质的表面。自由层的磁化强度在自由层的第一边缘处产生磁通量，它被用来将信息位记录到磁性记录介质中。
图6示出写入磁头和磁性记录介质之间的空气轴承。但是，本发明还包括用于没有空气轴承的接触记录的实施例。因此，在以上的描述中，单词“邻近”既包括“靠近”也包括“接触”。
图7和8是根据本发明构造的磁性写入磁头的所选元件的示意图。图7中，写入电极72、自由层76和固定层78中的磁化强度的方向分别由箭头104、106和108表示，并提供了当施加面内磁场，即磁性介质的平面内边缘场时电极结构的示意图。写入电极72写入电流和CPP电流是这样的从而两个电极彼此反平行对准并垂直于介质。两个电极之间的边缘场110提供面内磁场。在图8中，写入电极72、自由层76和固定层78中磁化强度的方向分别由箭头112、114和116表示。图8是在施加垂直磁场118时电极中磁场方向的示意图。在这种情况中，写入电极电流(Iyoke)和图7中的一样但倒转CPP电流以便产生写入电极72和自由层76磁化强度的平行对准。
图9是对如图6所示的写入磁头的写入磁场H计算的图表。磁头的空气轴承表面和存储介质的软底层之间的间距假定是16nm。假定两个电极是均匀磁化的并具有Bs＝2.2T的磁饱和。使用叠加并假定软底层内正确的图像，在磁道的中心和写入器下10nm处计算磁场。固定层78的磁化强度垂直于磁盘/介质。图9示出两个电极结构的磁场计算，其中线120示出面内磁场而线122示出垂直磁场。为了清楚，面内磁场是针对当电极彼此反平行对准时的情况示出的，而垂直磁场是针对当电极彼此平行对准时的情况示出的。
图10和11是每个写入电极的垂直磁化强度比时间的示意曲线。图10示出用于记录一串0的磁化强度序列。为了产生面内磁场，最初将写入器的电极反平行磁化。由线124表示的设置最终介质磁化强度方向的电极被固定，同时两次将由线126表示的另一个电极切换180°，只要相对于介质的磁头的位移等于1位的长度。图11示出用于记录一串1的磁化强度序列。在该序列中，当记录新的位或转变时，由线128示出的产生“设定”磁场的电极被切换180°。在切换由线130示出的另一个电极之前引入稍许的延迟，从而可以施加面内磁场。图10和11中的时间间隔Δt表示由介质的线速度分开的位长。
图12示出在沿如图6所定义的正y方向均匀磁化时来自写入电极72的杂散场132。该场被描绘成沿x方向离开写入电极72的中心的位置的函数，其中写入电极72的边缘位于x＝10nm。在离ABS之后12.5nm的位置(y＝12.5nm)处估计磁场。应注意，从该计算中省去了来自电流承载导线的磁场。箭头133表示自由层76的位置和厚度。
图13是根据本发明的写入磁头和控制器的框图。写入磁头134类似图6中所示的，除了写入磁头136是还包括返回电极140的磁轭138的一部分。控制器142将电流脉冲提供到接触件来提供ICPP并提供到线圈144，其中如图10和11所示般控制脉冲的定时。
写入磁头的一个修改是除去固定层78，并使垫片80保护写入电极和自由层76之间的电子自旋极化，并随后在用自旋转移扭矩控制自由层76的磁化强度时用写入电极作为参考层。图14是根据该修改构造的可供选择的持续写入磁头的侧视图。图14的写入磁头150类似于图6的，但没有固定层78和垫片82。该修改将需要写入电极具有电极端中清晰的、均匀的磁化强度状态(即将写入电极磁化)，以便具有可预知的自由层76响应。
本发明提供了一种写入器，它能提供～1Tbit/in2的磁性记录。为了估计写入磁场的性能，将涉及所建议的1Tbit/in2记录系统中的某些参数，参见Wood，R.，″The Feasibility of Magnetic Recording at 1 Terabit per Square Inch″，IEEETransaction on Magnetic，Vol.360，No.1，2000年1月。以下的表I概括了用于实例设计的有关参数。我们将省去和写入电极的电流效率优化有关的参数，而是仅关注影响写入磁场的参数。此外，我们将忽略来自电流的杂散场并假定固定层78的矩和厚度是这样的从而来自该层的杂散场很小。
表I
写入电极(WP) 自由层(FL)
Bs 2.2T 2.2T
宽度(交叉磁道方向) 50nm 50nm
厚度(交叉磁道方向) 10nm 10nm
条纹高度 N/A 25nm
垫片1厚度 5nm
电极结构：面内磁场 反平行
电极结构：垂直磁场 平行
在图7和8中示出电极结构的图示。在设备的静止状态中，写入电流Iyoke和ICPP两者名义上是0而磁化强度My(如图6中定义的Y方向上)的垂直分量远远小于对应电极的饱和磁化强度Ms。设计写入电极使其具有My＝0的剩余状态。将自由层76偏置，从而其磁化强度平行于磁盘，这可以通过各种方法完成。通过施加合适的Iyoke和ICPP来产生初始面内磁场，从而彼此反平行地对准电极。写入电极72将沿来自电流承载导线的磁场对准，而自由层76将根据ICCP的方向平行或反平行地对准固定层78。通过第一磁场将介质磁化强度向磁盘的平面驱动。例如如图7和8所示，随后通过颠倒ICCP来快速将自由层76切换180°以便产生电极的平行对准。相对于介质磁化强度动态，自由层76颠倒的时间标度很快，从而介质不驰豫回其初始状态。应注意，从图9省去垂直(或面内)磁场用于反平行(或平行)电极对准。这些磁场可以方便地是＞1000Oe。但是，在远离记录位的位置处产生最大幅度。通常，最好设计磁头，从而可以重写由这些杂散场产生的介质磁化强度的失真，类似用常规写入器所作的。
图7和8示出常规写入电极72、自由层76和固定层78中磁化强度的方向。固定层磁化强度是固定的并或者朝向空气轴承表面或者朝离开空气轴承表面的方向。在装置的静态中，自由层磁化强度和空气轴承表面(ABS)平行。除了杂散场，名义上没有场分量通过自由层指向介质。存在几个选择，诸如形状各向异性，场感应的单轴各向异性，和来自永磁体的静磁场以将自由层偏置到相对于固定层90°的方向上。应注意，通常，可能需要施加非0的静态偏置电流Iq，以便保持自由层平行于ABS。图7示出第一阈值电流(Ic -)下装置的偏置。自由层磁化强度朝向介质。图8示出第二阈值电流(Ic +)上装置的偏置。自由层磁化强度朝向离开介质的方向。
用于记录单个位的写入过程包括一串反平行和平行电极对准。图10和11示出了在记录一系列位时电极磁化强度的适当切换。与常规的写入器不同，当记录一系列0时常规写入器中简单地产生恒定的磁场(即无转变)，每次磁头相对于介质移动一个位的长度时，两个电极的写入器必须产生面内场。类似于常规写入器，在预计最终介质磁化方向的方向上磁化一个电极，称作“设定”电极且如图10和11中的线124和128所示。但是，另一个电极，称作“切换”电极且如图10和11中的线126和130所示，必须被短暂地为每个位切换成反平行对准。当记录一系列一时(即一系列转变)，交替地切换电极磁化强度。在记录了第一个位之后，设定电极被切换180°而切换电极在短暂的时间内固定，产生反平行对准。随后，将切换电极切换成平行对准以完成该位的记录。
可以优化以上描述的写入磁头的各种方面的性能。例如，可以针对电场的幅度和定位而优化下磁道方向上电极的尺度。对于给定的磁道宽度，电极下的垂直场分量将随着沿下磁道方向的磁道尺度的增加而增加。但是，从动电极的下磁道方向不能明显大于位长度。否则，写入磁头将可能破坏已记录于密集的一系列通量变化(即一系列1)的位的磁化强度。如果写入器的物理宽度大于实例设计中所建议的宽度，则写入场的幅度可以增加。计算示出介质中磁场幅度降低到离开磁道中心(即，直接在写入器的边缘以下)的其最大值25nm的一半。
以上实例应用沿下磁道方向的面内场以便产生均匀的写入场穿过磁道。但是，可以修改写入磁头从而可以在交叉磁道方向上施加面内场。
此外，切换电极的快速上升时间电流脉冲可以比单个脉冲更复杂。例如，可以施加具有正确定时的一串脉冲，以便在比自旋进动的时间段更短的时间内抑制自由层76的自旋进动并将自由层76设定成平衡结构。
此外，原则上，可以交换相对于写入器的引导和从动边缘的电极排序。仅有的约束是必须优化设计，从而杂散场不破坏已记录的位(下磁道或交叉磁道)。
来自电流承载导线的场，Iyoke，可以用来调整通过自由层76的净磁场。例如，在设置自由层76的区域中，它可以直接排列几何结构，其中来自Iyoke的场对立来自写入电极72的边缘场。这可以降低自由层76中的净磁场并降低切换自由层76所必需的自旋转移扭矩。
原则上，这个概念可以扩展到具有超过两个写入电极的写入器。但是，由于为使写入器紧凑的约束，如果由分开的电流承载导线驱动，常规写入器电极之间最有可能是显著的相互作用。此外，另外的自旋转移电极最可能由同一电流驱动以保持写入器的紧凑尺寸。因此，可以为给定的CPP写入电流固定相对于彼此的相对定向。
本发明还包含一种写到磁性存储介质中的方法，其中首先施加面内磁场基本正交于介质的垂直磁化强度，它选择磁化强度远离其初始状态。除去这个第一磁场并在相比介质驰豫时间更快的时间段内施加第二个垂直场。面内场的下降时间和垂直场的上升时间使得磁化强度不能进动、或驰豫回其原始状态。随后，第二个垂直场可以倒转介质磁化强度，尽管它小于介质矫顽力。通常，面内和垂直场之间的定时或延迟还将影响磁化强度的倒转过程。
本发明提供了写入磁头，用于高面密度磁性记录，它被设计成使用小于Hk的磁场切换高各向异性的介质。写入器包括两个可独立控制的铁磁电极，它们可以从磁头下同一物理位置施加几个1000Oe的面内或垂直场。一个电极由来自电流承载导线的磁场驱动，另一个由CPP电流的自旋转移扭矩驱动。通过施加合适的一串快速写入脉冲，写入器可以快速地在主要面内场和垂直场之间切换。结果，即使垂直场小于通常180°倒转场，在没有面内场的情况下，介质将切换定向。这允许在介质各向异性中进一步增加，同时保持在Bs＝2.4T的材料强加的约束内，可能将磁性记录扩展到1Tbit/in2。
写入磁头必须能够从磁头上的同一空间位置施加两个主要的正交场分量。这是从介质磁化强度动力学和相对于磁头的介质的线性速度得出的。高各向异性的介质的进动频率可能接近10到20GHz，且正交场之间的切换将必须在最多100ps中产生。相反，存储介质的线性速度将是～40m/s(对于15k rpm和1英寸半径)。这种表达的另一种方式是每100ps磁头将相对介质移动4nm。不是面内和垂直场空间重叠的磁头设计将没有将磁场施加到同一空间区域的那一种那么有效。
虽然可能使用小于Hk的磁场切换磁性细粒，但仍旧必须产生很大的磁场(1000Oe)，以便切换高各向异性的介质。此外，必须定位这些磁场以便使对邻近磁道内的数据产生最小的影响。
写入器通常使用来自铁磁材料的边缘场产生写入场。但是，使用铁磁材料来在同一空间位置处产生两个正交场分量将需要两个可独立控制的电极端。
两个场的方向是很重要的。有两种可能的几何结构来施加这些正交场。第二个场和最终的介质磁化强度对准(对垂直记录来说是垂直的)。但是，可以交叉磁道或下磁道地施加第一个场。在下磁道方向上施加场的优点在于下磁道场限制没有交叉磁道限制那么严格，因为它将被重写。
应将良好的热导体用于电导线以便使磁头和良好热沉(heat-sunk)大热存储器(reservoir)之间的导热性最大。必须将由于加热造成的自由层磁矩的任何减少降到最小。较佳地，使来自固定层的杂散场最小。
本发明使用CPP自旋极化电子电流感应的磁矩以旋转写入器磁化强度。本发明特别地适用于垂直记录，其中磁性存储介质包括磁盘，具有硬磁材料的上层和邻近硬磁材料的上层的软磁材料的下层。
本发明还包括磁盘驱动器，它包括写入磁头。如图1所示，臂18可以用作定位邻近磁性记录媒介的写入磁头的装置。
虽然根据被认为是其较佳实施例的方面描述了本发明，但对于本技术领域内熟练的技术人员来说明显的是，可以对所揭示的实施例进行各种修改而不背离如所附权利要求书中所阐述的发明范围。

Claims (20)

1.一种写入磁头(66)，用于将信息位写到磁性存储介质(94)上，其特征在于，所述写入磁头包括：
第一写入电极(72)，用于在第一方向上产生第一磁场；和
第二写入电极(70)，用于产生第二磁场，从而来自第一和第二写入电极的组合磁场或者大体沿第一方向或者在与所述第一方向基本垂直的第二方向上，其中第二写入电极包括自由层(76)，其磁化强度由自旋转移扭矩控制，和第一垫片(82)，置于所述自由层和所述第一写入电极之间。
2.如权利要求1所述的写入磁头，其特征在于，还包括：
固定层(78)；和
第二垫片(80)，置于所述固定层和所述自由层之间。
3.如权利要求2所述的写入磁头，其特征在于，还包括：
用于控制第一写入电极中的磁化强度方向的装置(74)，；以及
用于使电流通过固定层、第二垫片和自由层来控制自由层的磁化强度方向的装置(84，86)。
4.如权利要求2所述的写入磁头，其特征在于，所述固定层包括下述之一：
合成反铁磁体，其一层交换耦合到反铁磁体或硬磁体，耦合到反铁磁体的铁磁交换层，硬磁材料的层，或交换耦合到硬磁体的铁磁层。
5.如权利要求2所述的写入磁头，其特征在于，所述第二垫片包括下述之一：
铜、银或金。
6.如权利要求1所述的写入磁头，其特征在于，所述第一电极包括：
磁轭(138)，包括所述第一写入电极和一返回电极；以及
第一线圈(44)，用于引发所述磁轭内的磁场。
7.一种磁盘驱动器，其特征在于，包括：
用于旋转磁性存储介质(16)的装置(14)；和
用于将写入磁头置于邻近所述磁性存储介质的表面的装置(18)；
其中，所述写入磁头包括第一写入电极(72)，用于在第一方向上产生第一磁场；和第二写入电极(70)，用于产生第二磁场，从而使来自第一和第二写入电极的组合的磁场基本沿第一方向或在与第一方向基本垂直的第二方向上；以及
其中，所述第二写入电极包括自由层(76)，具有由自旋转移扭矩控制的磁化强度；和第二垫片(82)，位于所述自由层和第一写入电极之间。
8.如权利要求7所述的磁盘驱动器，其特征在于，所述写入磁头还包括：
固定层(78)；和
第二垫片(80)，位于所述固定层和自由层之间。
9.如权利要求8所述的磁盘驱动器，其特征在于，还包括：
用于控制第一写入电极中的磁化强度方向的装置(74)；和
用于使电流通过固定层、第二垫片和自由层来控制自由层的磁化强度方向的装置(84，86)。
10.如权利要求8所述的磁盘驱动器，其特征在于，所述固定层包括下述之一：
合成反铁磁体，其一层交换耦合到反铁磁体或硬磁体，耦合到反铁磁体的铁磁交换层，硬磁性材料层，或交换耦合到硬磁体的铁磁层。
11.如权利要求8所述的磁盘驱动器，其特征在于，第二垫片包括下述之一：
铜、银或金。
12.如权利要求7所述的磁盘驱动器，其特征在于，第一电极包括：
磁轭(138)，包括所述第一写入电极和一返回电极；和
第一线圈(144)，用于引发所述磁轭内的磁场。
13.一种写入磁性存储介质的方法，其特征在于，所述方法包括：
使用第一写入电极(72)和第二写入电极(70)在第一方向上产生第一磁场以产生磁性存储介质内磁性区域的磁化强度方向的第一变化；
除去所述第一磁场；以及
使用第一写入电极和第二写入电极产生基本正交于所述第一方向的第二磁场以切换磁性存储介质内磁性区域的磁化强度方向，其中，第一和第二写入电极中的一个包括具有由自旋转移扭矩控制的磁化强度的自由层。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，第一磁场朝向下磁道方向或交叉磁道方向。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，第一和第二磁场各自具有小于磁性存储介质的磁各向异性的量。
16.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述磁性存储介质包括：
磁盘(94)，具有硬磁性材料的上层和邻近硬磁性材料上层的软磁性材料的下层。
17.如权利要求13所述的方法，其特征在于，使用第一写入电极和第二写入电极产生第一方向上的第一磁场的步骤包括施加第一电流脉冲到第一写入电极和施加第二电流脉冲到第二写入电极，其中，使用第一写入电极和第二写入电极产生第二磁场的步骤包括施加第三电流脉冲到第二写入电极。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，第二和第三电流脉冲之间的过渡在时间上隔开小于磁性存储介质的驰豫时间。
19.如权利要求13所述的方法，其特征在于，使用第一写入电极产生第一方向上的第一磁场的步骤包括施加一串电流脉冲到第一写入电极；其中电流脉冲被定时以抑制第一写入电极中自由层的自旋进动。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述产生第二磁场的步骤包括施加另外的电流脉冲到第二写入电极。
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