JP2008269723A - 電磁界発生素子、情報記録ヘッドおよび情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録時に狭窄部を膨張させることで、近接場を効率よく情報記録媒体に伝播し得る電磁界発生素子を実現する。
【解決手段】本発明にかかる電磁界発生素子１０は、基板１１と、基板１１に形成され、狭窄部１４を有する導体層１３とを含み、導体層１３に電流が印加されると狭窄部１４において磁界を発生させると共に、狭窄部１４に光が照射されると狭窄部１４において近接場を発生させる電磁界発生素子１０であって、導体層１３は、積層された複数の層（第１導体層１２ａおよび第２導体層１２ｂ）によって構成され、該複数の層の少なくともいずれかは、隣接する他の層と異なる熱膨張係数を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、近接場と磁界とを同時に発生することのできる電磁界発生素子、この電磁界発生素子を用いた記録ヘッド、およびこの記録ヘッドを用いて磁気的に情報の記録や再生を行うことのできる情報記録再生装置に関する。

現在、光記録媒体や磁気記録媒体およびこれらの記録再生装置においては、大容量化を目指してさまざまな研究開発が行われている。この中でも、光アシスト磁気記録方式は、次世代高密度磁気記録として注目を浴びている。この技術は、熱揺らぎに強い高保磁力を有する磁気記録媒体に対して磁気記録するものであり、１００Ｇｂ／ｉｎｃｈ^２を超える磁気記録密度を達成することができる。具体的には、室温で磁気補償点温度を有する磁気記録媒体に光を集光し、局所的に磁気記録媒体の温度を上げると、温度が上がった部位では保磁力が減少するので、通常の磁気ヘッドによる磁気記録が可能になる。また近年では、さらに高密度記録を行うため、近接場を利用する方式も提案されている。近接場を用いる場合、情報記録媒体に対して、上記光の照射領域よりも小さな領域を加熱することができるので、高密度記録が期待されるが、加熱領域が小さいため記録磁界の発生領域との位置を精密に制御する必要がある。

加熱領域と、記録磁界の発生領域との位置を精密に制御するために、近接場と磁界とを発生することができる電磁界発生素子が開発されている。このような電磁界発生素子の一例が、例えば、特許文献１に開示されている。
特開２００４−３０３２９号公報（平成１６年１０月２８日公開）

近接場の発生領域は、光源から照射される光の波長以下と狭く、通常の光のように非常に大きなエネルギーを得ることが難しい。このため、近接場を用いて情報記録媒体に情報を記録する場合、近接場と情報記録媒体との距離（以下、該距離を「浮上量」ともいう）を、数十ｎｍレベルで精密に制御することが必要となる。そのため、良好に近接場を伝播するために、電磁界発生素子を浮上ヘッドに搭載し、浮上量を一定に保つように調整する必要がある。浮上量の制御は、サスペンションの設計や情報記録媒体の回転数を考慮して行われる。しかしながら、これらの制御方法により、数十ｎｍレベルの浮上量を制御する場合には、以下の課題を有する。たとえば、近接場を効率良く伝播させるために浮上量を小さくすると、電磁界発生素子を有する情報記録ヘッドと、情報記録媒体との衝突が懸念される。反対に、情報記録媒体との衝突を回避するために浮上量を大きくすると、近接場を情報記録媒体に伝播することができなくなる。このように、数十ｎｍレベルの距離の制御を、上記方法により実現するには困難がある。そのため、情報記録媒体と記録ヘッドとの浮上距離の制御に依存することなく、良好に近接場の伝播を実現し得る電磁界発生素子の開発が求められている。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、近接場を効率よく情報記録媒体に伝播することができる電磁界発生素子を実現することにある。また、本発明の他の目的は、精度が高い書き込みを実現することができる情報記憶ヘッドを実現することにある。本発明の他の目的は、高性能な書き込みを実現する情報記録再生装置を実現することにある。

本発明にかかる電磁界発生素子は、上記課題を解決するために、基板と、
前記基板に形成され、狭窄部を有する導体層とを含み、
前記導体層に電流が印加されると前記狭窄部において磁界を発生させると共に、前記狭窄部に光が照射されると前記狭窄部において近接場を発生させる電磁界発生素子であって、
前記導体層は、積層された複数の層によって構成され、該複数の層の少なくともいずれかは、隣接する他の層と異なる熱膨張係数を有していることを特徴とする。

本発明にかかる電磁界発生素子の導体層は、異なる熱膨張係数を有する層が複数積層されて構成される。この導体層に電流を流すと、狭窄部では電流密度が上昇するため、特に多くの熱が発生する。このとき、導体層が互いに異なる熱膨張係数を有する層により形成されていると、狭窄部において熱膨張係数の高い層が膨張する。具体的には、導体層の表面から突出する方向に膨張する。そのため、一種の層からなる導体層を有する電磁界発生素子よりも、導体層が膨張した分、近接場を情報記録媒体の近くで発生させることができる。その結果、良好に近接場の伝播を実現し得る電磁界発生素子を提供することができる。

なお、本発明において、近接場とは、物質の表面及び界面近傍で生じる表面電磁波である表面プラズモン（表面プラズモンポラリトン）等をいう。

本発明にかかる電磁界発生素子では、前記複数の層は、前記基板と接している第１導体層と、該第１導体層に設けられた第２導体層であり、
前記第２導体層の熱膨張係数が前記第１導体層の熱膨張係数よりも大きいことが好ましい。

上記構成によれば、熱膨張係数が大きい第２導体層を、近接場を伝播したい部材（情報記録媒体）と対向する位置に設けることができる。そのため、熱膨張により第２導体層を確実に上記部材側へ突出させることができるため、近接場の伝播を良好に行うことができる。

本発明にかかる電磁界発生素子では、前記第２導体層の熱膨張係数が、前記第１導体層の熱膨張係数の１．２倍以上、３倍以下であることが好ましい。

上記構成によれば、第１導体層と第２導体層間との剥離を引き起こすことなく、かつ、確実に第２導体層を膨張させることができる。このため近接場を、膨張する分だけ、狭窄部の先端に発生させることができる。

本発明にかかる電磁界発生素子では、前記導体層は、前記基板と接している第１導体層と、該第１導体層に設けられた第２導体層とからなり、
前記第２導体層の熱伝導率は、前記第１導体層の熱伝導率よりも大きいことが好ましい。

上記構成によれば、第２導体層の熱伝導率が第１導体層の熱伝導率よりも高いため、第２導体層に確実に熱を伝導できる。その結果、第２導体層の膨張をより確実に実現し得る。

本発明にかかる電磁界発生素子では、前記第１導体層はＰｔであり、第２導体層はＡｇまたはＡｕであることが好ましい。

上記構成によれば、確実に第２導体層を膨張させることができる。このため近接場を、膨張する分だけ、狭窄部の先端に発生させることができる。

本発明にかかる電磁界発生素子では、前記第１導体層はＡｕであり、第２導体層はＡｇであることが好ましい。

上記構成によれば、確実に第２導体層を膨張させることができる。このため近接場を、膨張する分だけ、狭窄部の先端に発生させることができる。

本発明にかかる電磁界発生素子では、前記電磁界発生素子は、さらに光源を含むことが好ましい。

上記構成によれば、光源が一体化された電磁界発生素子を実現することができる。そのため、電磁界発生素子を記録ヘッドに用いたとき、微細化された記録ヘッドを得ることができる。

本発明にかかる記録ヘッドは、本発明にかかる電磁界発生素子を含むことを特徴とする。

本発明にかかる記録ヘッドは、上記課題を解決するために、狭窄部において近接場を情報記録媒体の近くで発生させることができ、効率よく情報記録媒体を昇温することができる電磁界発生素子を有する。そのため、近接場と情報記録媒体との距離の制御を行わずとも、熱膨張により近接場が導体層から突出することにより、良好に近接場を伝播でき、情報記録媒体と、記録ヘッドとが衝突することを回避することができる。その結果、情報記録媒体を損傷させることのなく、良好にデータを記録し得る記録ヘッドを提供することができる。

本発明にかかる情報記録再生装置は、本発明にかかる記録ヘッドと、情報記録媒体上において該記録ヘッドの位置を移動させる移動手段と、を少なくとも備えたことを特徴とする。

本発明にかかる情報記録再生装置は、情報記録媒体に近接場を良好に伝播し得る情報記録ヘッドを有する。そのため、良好に情報記録や再生を実現し得る情報記録再生装置を提供することができる。

本発明にかかる電磁界発生素子は、熱膨張係数が異なる層を積層させてなる導体層を用いるため、電流を印加したときに熱により狭窄部の導体層が情報記録媒体側へ突出させることができる。このため、近接場を情報記録媒体の近くで発生させることができる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。

［実施の形態１］
本発明の一実施形態について図１を参照しつつ説明する。

図１は、本実施の形態に係る電磁界発生素子を示す概略図であり、図１（ａ）は電磁界発生素子を示す断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示した電磁界発生素子において、近接場を発生する面側（情報記録媒体との対向面側）から見た場合の平面図であり、図１（ｃ）は、図１（ｂ）のＡ部を拡大して示す平面図である。

また、説明を明確にするために、基板１１が延在する面をＸＹ平面、基板１１の垂線をＺ軸、基板１１の上方向をＺ軸正方向と定義する。また、電磁界発生素子１０に対する光照射と平行な方向をＺ軸負方向と定義する。

（構造）
図１（ａ）に示すように、電磁界発生素子１０は、基板１１上と、基板１１に設けられた導体層１３とからなる。導体層１３は、積層された複数の層によって構成され、該複数の層の少なくともいずれかは、隣接する他の層と異なる熱膨張係数を有している。このような導体層１３の一例として、本実施形態では、複数の層が、互いに熱伝導係数が異なる第１導体層１２ａと、第１導体層１２ａに隣接した第２導体層１２ｂである場合を示す。導体層１３には、図１（ｂ）、図１（ｃ）に示すように、電流経路を狭窄する狭窄部１４が形成されている。外部で発生させた電流を導体層１３に印加することにより、この狭窄部１４近傍で磁界を発生させ、さらに、光源から発生させた光を照射させることで近接場を発生させる。なお、本実施形態にかかる電磁界発生素子１０は、磁界と近接場とを同時に発生してもよく、いずれかを先に発生させてもよい。近接場を発生させた後に、磁界を発生させることが好ましい。

基板１１は、Ｓｉ、Ｇｅ等のＩＶ属半導体、ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＳｂ、ＧａＳｂ、ＡｌＮに代表されるＩＩＩ−Ｖ属化合物半導体、ＺｎＴｅ、ＺｅＳｅ、ＺｎＳ、ＺｎＯ等のＩＩ−ＶＩ属化合物半導体、ＺｎＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＣｒＯ_２、ＣｅＯ_２等の酸化物絶縁体、ＳｉＮなどの窒化物絶縁体、ガラス、プラスチックなどにより構成されている。

導体層１３は、電流制御部からの電流を良好に流すための部材である。上述したように、互いに異なる熱伝導率を有する第１導体層１２ａおよび第２導体層１２ｂとが積層されてなる。第１導体層１２ａおよび第２導体層１２ｂは、具体的には、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ等の金属から、各金属の熱伝導率を考慮して適宜組み合わせて選択することができる。材質の好適な組み合わせについては後述する。

導体層１３においては、基板１１と離れた位置、つまり、情報記録媒体と対向する側に熱膨張係数が高い層が設けられることが好ましい。つまり、図１（ａ）において、第２伝導層１２ｂの熱膨張係数が、第１伝導層１２ａの熱膨張係数よりも大きいことが好ましい。この態様をとることにより、より確実に狭窄部１４の先端を情報記録媒体に近づけることができる。

具体的には、第２導電層１２ａの熱膨張係数が、第１導電層１２ａの熱膨張係数の１．２倍以上、３倍以下であることが好ましい。この数値範囲の意義について、後述の実験例の結果を併せて説明する。

また、第２導体層１２ｂの熱伝導率が、第１導体層１２ａの熱伝導率よりも大きいことが好ましい。これにより、第１導体層１２ａに加えられた熱量が効率よく第２導体層１２ｂに伝えられ、その結果、第２導体層１２ｂを突出（膨張）し得るためである。

次に、狭窄部１４の平面形状について、図１（ｂ）、図１（ｃ）を参照しつつ説明する。図１（ｂ）に示すように、導体層１３は、外側から中心に向かって、その幅が段階的に小さくなる平面形状を有する。図１（ｃ）に示すように、狭窄部１４では、矢印１５で示される電流が、Ｘ軸正方向またはＸ軸負方向のいずれかの方向に流れる。導体層１３は、この電流の印加方向であるＸ軸と直交する方向（本実施形態では、Ｙ軸正方向）に、突出した凸平面形状を有する。具体的には、切り込みと出っ張りが形成された平面形状となっている。そして、基板１１の導体層１３と接していない側から、狭窄部１４に向かって、光１６が照射される。光１６は、たとえば、半導体レーザからなる光源からのレーザ光であることができる。

狭窄部１４の平面形状は、狭窄部１４において、磁界と近接場が同時に発生する形状であれば特に制限されない。たとえば、図１（ｃ）において、Ｘ１＝１０μｍ、Ｙ１＝４μｍ、Ｘ２＝２μｍ、Ｙ２＝０．４μｍ、Ｙ３＝０．３μｍとすることができる。特に、Ｙ２の幅は、０．０１μｍ以上、１μｍ以下が好ましい。Ｙ２の幅が０．０１μｍより小さい場合には、電流密度が急激に上昇し、電流の印加による破損が起きることがある。１μｍを超える場合には、電流密度が高くならないことがある。なお、狭窄部１４の平面形状が上記数値に限定されないことはいうまでもない。

上述の狭窄部１４を有する導体層１３（第１導体層１２ａおよび第２導体層１２ｂ）の形成方法は、形成できる限り特に限定されない。たとえば、ＦＩＢやフォトリソグラフィー等の公知の方法により形成可能である。特別な作製工程を必要としない。また、本実施形態では、２層からなる導体層１３について説明したが、本実施形態は、これに限定されない。例えば、互いに熱膨張係数が異なる３層以上の積層からなる導体層であってもよい。

（磁界の発生）
次に、狭窄部１４から発生する磁界について図１（ｃ）を参照しつつ説明する。まず矢印１５のいずれかの方向に電流を印加する。これにより、右ねじの法則により、電流の印加方向を軸とした周囲（図中上下の領域）では、紙面に垂直な（Ｚ軸）方向に磁界が発生する。特に、狭窄部１４近傍では、印加される電流が狭窄されるために電流密度が大きくなりより強い磁界が発生する。さらに、図中Ｂ印で示した切り込み部内では、特に磁界が集中し大きな磁界が発生する。また、電流の印加方向を切り替えることによって、磁界の発生方向を逆方向に切り替えることができる。これを利用することによって磁気記録ができる。すなわち、紙面上右向き（Ｘ軸正方向）の電流を印加する場合、Ｂ印の部位では紙面上、上から下向き（Ｚ軸負方向）の磁界が発生し、左向きの電流を印加する場合、Ｂ印の部位では紙面上、下から上向き（Ｚ軸正方向）の磁界が発生する。この磁界を利用することにより、磁気記録ができる。

（近接場の発生）
次に、近接場の発生メカニズムについて説明する。狭窄部１４に、光１６が照射されることで、基板１１と第１導体層１２ａとの界面に表面プラズモンが励起される。この表面プラズモンの電界ベクトルは、基板１１と第１導体層１２ａとの界面に対して垂直である。表面プラズモンは、第１導体層１２ａの膜厚方向（Ｚ方向）に伝播して、第２導体層１２ｂの表面にも表面プラズモンが励起される。ここで、狭窄部１４に照射される光源の電界ベクトルは、基板１１の第１導体層１２ａが設けられた面に平行な面に対して垂直なｐ波であることが望ましい。また、表面プラズモンが第２導体層１２ｂの表面において、励起されるためには第１導体層１２ａおよび第２導体層１２ｂの合計の膜厚（狭窄部１４の厚さ）は、表面プラズモンの侵入長より小さい必要がある。第１導体層１２ａおよび第２導体層１２ｂの合計の膜厚は、光源の波長以下であることが好ましい。

すなわち、狭窄部１４における第１導体層１２ａおよび第２導体層１２ｂの膜厚が、表面プラズモンの侵入長以下に設定されている場合、光が狭窄部１４に照射されると、図１（ａ）に示すように、狭窄部１４と基板１１との界面に表面プラズモン１７が励起される。この表面プラズモン１７は、狭窄部１４の膜厚方向（Ｚ軸負方向）に伝播し、狭窄部１４の表面（第２導体層１２ｂの表面）側から近接場１８が発生することになる。

上記のように、近接場が発生したときの電磁界発生素子の断面図を図２に示す。電磁界発生素子１０では、電流を印加することで、狭窄部１４において、電流密度が急激に高まる。これに伴い多くの熱が発生する。この熱の発生により、導体層１３を構成する層のうち、熱膨張係数が高い第２導体層１２ｂが膨張する。その結果、狭窄部１４がＺ軸負方向（情報記録媒体側）へ突出するのである。

（実験例）
次に、本実施形態にかかる電磁界発生素子について、実験例を参照しつつさらに説明する。この実験例では、第１導体層１２ａおよび第２導体層１２ｂについて、種々の材料を用いて検討した。具体的には、下記条件の電磁界発生素子を形成した。なお、下記表１において、各材料と併記し、括弧内に示した数値は、その材料の熱膨張係数である。

基板：ガラス基板
第１導体層：膜厚２００ｎｍ、材質は表１に示す
第２導体層：膜厚１００ｎｍ、材質は表１に示す
狭窄部の形状：Ｘ１＝１０μｍ、Ｙ１＝４μｍ、Ｘ２＝２μｍ、Ｙ２＝０．４μｍ、Ｙ３＝０．３μｍ（上記数値は、図１（ｃ）の示した平面形状の狭窄部を形成した場合である。）

ついで、上記各電磁界発生素子に対して、以下の評価を行った。その評価結果を併せて表１に示す。

（膨張量）狭窄部１４に１００ｍＡの電流を印加した時の狭窄部周辺の膨張量（突出量）を測定した。

（発生効率）発生効率とは、狭窄部１４に光を照射した時に、第１導体層１２ａ（狭窄部１４）と基板１１との界面で発生する表面プラズモンの発生量を「１」としたときの、第２導体層１２ｂの表面（膨張した部分の表面）に伝播した表面プラズモンの伝播量の比である。なお、光の波長は６５０ｎｍとした。

（結果）
表１からわかるように、第１導体層１２ａをＰｔで形成し、第２導体層１２ｂをＡｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌとした場合、いずれも第２導体層１２ｂの表面が膨張していることが確認できた。これに対して、第１導体層１２ａと第２導体層１２ｂともに同じＰｔで形成されている場合は、膨張量を観測することができなかった。つまり、第２導体層１２ｂと第１導体層１２ａとが同一の材料である場合には、材質の特性に差がないために膨張が見られないことを確認した。一方、第２導体層１２ｂが第１導体層１２ａよりも、熱膨張しやすい材質である場合には、第２導体層１２ｂの表面を膨張できたことを確認した。

上記結果と、表１に記載した各材料の熱膨張係数を検討し、最適な組合わせについて検討する。第１導体層１２ａをＰｔとし、第２導体層１２ｂをＡｕとすると、熱膨張係数の比（Ｐｔの熱膨張係数／Ａｕの熱膨張係数）は、約１．５となる。同様に、第１導体層１２ａと第２導体層１２ｂとの組み合わせが（Ａｕ，Ｃｕ）、（Ｔｉ，Ａｌ）の場合には、熱膨張係数の比がそれぞれ１．２、２．６となる。この結果より、第２導体層１２ｂの熱膨張率が、第１導体層１２ａの熱膨張率よりも１．２倍以上であれば、狭窄部１４近傍を確実に膨張できることがわかった。

また、熱膨張係数の比が３倍を超える場合には、膨張量が多くなりすぎて、第１導体層１２ａと第２導体層１２ｂとが剥離してしまうことがある。そのため、第１導体層１２ａと第２導体層１２ｂの熱膨張係数の比は、３倍以下、好ましくは２．６倍以下であることが好ましい。

次に、発生効率について検討する。表１からわかるように、第１導体層１２ａがＰｔのとき、第２導体層１２ｂがＡｌ以外の実験例では、発生効率は１であった。つまり、これらの実験例では、第１導体層１２ａと基板１１の界面で発生した表面プラズモンが、その強度を減少させることなく第２導体層１２ｂの表面にまで伝播されていることがわかる。これに対して、第２導体層１２ｂがＡｌの場合は、発生効率は、０．９となり、低下していることが確認された。これは、Ａｌの伝播効率が低いために第２導体層表面での発生効率が落ちてしまうためである。

しかしながら、膨張量が４ｎｍと大きいため、膨張しない時と比べて同程度の強度の近接場を発生させることができる。つまり、発生効率が低くても、第２導体層１２ｂをＰｔの代わりにＡｌで形成することによって、４ｎｍの膨張により、実質的に１６ｎｍまで、近接場を近づけることができる。そのため、近接場を同じような効率で与えることが可能である。このように、約３ｎｍ以上の膨張量を確保できるとき、発生効率が０．９まで低下してしまっても、膨張をしない時と比べて同程度の強度の近接場を発生させることができる。

また、第１導体層１２ａをＡｕやＴｉとした場合にも、Ｐｔと同様の膨張量や発生効率を得ることが出来た。

上記の検討結果および上述した材料の中でＰｔ、Ａｇ、Ａｕの表面プラズモンの発生量が大きいこと、つまり、材料自体の表面プラズモンの発生量を考慮すると、（第１導体層：第２導体層）は、（Ｐｔ：Ａｇ）、（Ｐｔ、Ａｕ）、（Ａｕ、Ａｇ）であることがより好ましい。

本実施形態にかかる電磁界発生素子１０によれば、導体層１３は互いに異なる熱膨張係数を有する層が積層されてなる。この導体層１３に電流を流したとき、狭窄部１４では電流密度が上昇しその結果、特に多くの熱が発生する。このとき、導体層１３が互いに異なる熱膨張係数を有する層により形成されていると、狭窄部１４において熱膨張係数が大きい第２導体層１２ｂが膨張する。具体的には、第２導体層１２ｂの表面から突出する方向に膨張する。このように膨張した分、近接場を情報記録媒体（近接場を伝播したい部材）の近くで発生させることができる。その結果、良好に近接場の伝播を実現し得電磁界発生素子１０を提供することができる。

なお、上述の説明では、電磁界発生素子１０の一例について説明をしたが、導体層１３の層構成などは、本実施形態に限定されるものではない。また狭窄部１４に電流を印加することにより狭窄部１４近傍を膨張させたが、これに限定されることはない。たとえば、光の照射によって膨張するものや、電流の印加と光の照射との両方によって膨張するものでもよい。

［実施の形態２］
次に、実施形態２について、図３を参照しつつ説明する。実施形態２は、本発明に係る電磁界発生素子１０を情報を記録する記録ヘッドに利用した例である。図３（ａ）は、記録ヘッドを模式的に示す断面図である。図３（ｂ）、（ｃ）は、記録ヘッドを用いて情報記録媒体２４に記録や再生する様子を示す断面図である。なお、本実施の形態では、浮上型磁気ヘッドの場合を例として説明する。

図３（ａ）に示すように、記録ヘッド１００は、電磁界発生素子１０と、スライダ２０と、光源３０と、再生ヘッド３１とを含む。電磁界発生素子１０は、スライダ２０の上に設けられている。また、図３（ａ）に示すように、スライダ２０には、電磁界発生素子１０に形成されている狭窄部（図示しない）に光を照射する光源３０や再生ヘッド３１が搭載されているものでも良い。光源３０は、例えば半導体レーザを好適に用いることができる。スライダ２０はサスペンション２１によって支持されている。

図３（ｂ）は、図３（ａ）に記載した記録ヘッド１００を、情報記録媒体２４と対向させた様子を示す断面図である。図３（ａ）と、図３（ｂ）では、同一部材には同一番号を記している。

情報記録媒体２４は、少なくとも、基板２５と、基板２５上に設けられた磁性層２６が形成されている。さらに、磁性層２６の酸化防止の役割を果たす保護層や記録ヘッドとの滑りを良好にするための潤滑層等を形成していても良い。

図３（ｃ）は、光源を含まない記憶ヘッド１１０を示す。この場合、光源２２を記憶ヘッド１１０の外部に設置し、光２３を記憶ヘッド１１０に照射することができる。光源としては、半導体レーザを用いることができる。また、図３（ｃ）では、再生ヘッドをスライダ２０上に搭載しない場合を示したが、図３（ａ）、（ｂ）と同様に、再生ヘッドを搭載していてもよい。

本実施形態のように、浮上型の記録ヘッド１００を使用する場合、記録ヘッド１００と情報記録媒体２４との浮上圧によって、記録ヘッド１００は情報記録媒体２４との距離を一定に保つことができる。この時の浮上量は、情報記録媒体２４の回転数やサスペンション２１の設計によって適宜調整される。近接場を良好に情報記録媒体２４に伝播するためには、この浮上量は小さいことが好ましい。しかしながら、浮上量をあまり小さくすると、記録ヘッド１００と情報記録媒体２４とが接触し、情報記録媒体２４が損傷する危険性が高くなってしまう。記録ヘッド１００が損傷すると、浮上状態が安定せずに記録することが不可能となり、記録された情報が破損してしまい、データを利用することができなくなる。

しかしながら、本実施形態の記録ヘッド１００は、狭窄部において近接場を情報記録媒体の近くで発生させることができ、効率よく情報記録媒体２４を昇温することができる電磁界発生素子１０を有する。そのため、良好に近接場を伝播でき、かつ、適切な浮上距離を維持できるため、情報記録媒体を損傷させることなく、記録特性が良好な記録ヘッド１００を提供することができる。

（実験例）
以下に、実施の形態２にかかる記憶ヘッドの実験例について説明する。図３（ｂ）に示す記憶ヘッド１００を作成した。具体的には、電磁界発生素子１０は、基板１０としてガラス基板を用い、第１導体層１２ａとして、膜厚が２００ｎｍのＡｕを、第２導体層１２ｂとして、膜厚が１００ｎｍのＡｇを用いた。光源としては、波長が６５０ｎｍの半導体レーザを用いた。

ここで、情報記録媒体２４を６４００ｒｐｍで回転させ、浮上量を測定したところ、２０ｎｍであった。この状態で電磁界発生素子１０に１００ｍＡの電流を流し、かつ、狭窄部に光を照射して、狭窄部と、情報記録媒体２４との距離を測定した。その結果、１６ｎｍとなり、電流を流す前と比べて浮上量（離間距離）が４ｎｍ小さくなっていた。一方、狭窄部以外の部位での浮上量を測定したところ、２０ｎｍであった。このことから、実施の形態１で上述したように、電流密度の急激な増加に伴い発生した多くの熱の影響をうけ、狭窄部が膨張したためであると考えられる。

（比較実験例）
比較のため、第１導体層１２ａと第２導体層１２ｂのいずれもＡｕで作製した記録ヘッドを用いて同様の実験を行ったが、狭窄部の浮上量は２０ｎｍと一定であった。さらに、上記比較実験の記録ヘッドを用いて、実施例と同量の近接場を印加するために浮上量を１６ｎｍになるようにしたところ、情報記録媒体２４に傷が入ってしまった。

以上の結果より、実験例にかかる記録ヘッド１００によると、狭窄部１４近辺では情報記録媒体１４に４ｎｍ近くなっていることで、情報記録媒体２４にはより強度の高い近接場を印加できる。つまり、所定の浮上量を確保できることで、浮上安定性を確保しつつ、より強度の高い近接場を発生できたことが確認された。

本実施の形態に係る記録ヘッド１００、１１０によれば、狭窄部に電流が印加されている時、すなわち記録時にのみ狭窄部近傍が膨張し、それ以外の時には通常の状態（導体層の表面が部分的に突出していない状態）を維持し得る。このため、通常（記録以外）の時には十分な浮上量を確保しているため良好な浮上安定性を得ることができるとともに、記録時には狭窄部近傍のみが膨張するので、記録時においても、浮上量自体は通常時と同一にすることができ、良好な浮上安定性を得ることができる。

［実施の形態３］
次に、実施形態３にかかる情報記録再生装置について図４、５を参照しつつ説明する。図４は、本実施の形態にかかる情報記録再生装置２００の概略を示す平面図である。図５は、本実施形態にかかる情報記録再生装置２００の駆動を制御する制御部の構成を示すブロック図である。

図４に示すように、情報記録再生装置２００は、記録ヘッド１００を含む。記録ヘッド１００は、実施の形態２において説明した構成をとることができる。また、記録ヘッド１００には、情報を再生する公知の再生素子が設けられていても良い。記録ヘッド１００は、サスペンション２０１で支持されており、サスペンション２０１はアーム２０２によって支持されている。さらに、アーム２０２は、アクチュエータ２０３に支持されている。

記録ヘッド１００と対向する位置に、情報記録媒体２４が搭載される。具体的には、情報記録媒体２４は、回転軸受け２０４に取りつけられており、所定の回転数で回転する。記録ヘッド１００は、アクチュエータ２０３により、情報記録媒体２４の上を滑走することができる。そして、所定の位置に移動し、情報記録媒体２４上に対して情報の記録または再生を行う。

次に、情報記録再生装置２００の制御部３００について図５を用いて説明する。

制御部３００は、回転軸受け駆動回路３０２と、記録ヘッド駆動回路３０４と、位置制御回路３０３、制御回路３０１を備えている。回転軸受け駆動回路３０２は、情報記録媒体２４の回転駆動を制御する。記録ヘッド駆動回路３０４は、記録ヘッド１００上の電磁界発生素子の近接場の強度もしくはレーザ光の照射強度や照射時間を制御する。位置制御回路３０３は、記録ヘッド１００を所望の位置に走査する。そして、制御回路３０１は、これらを統括的に制御する。なお、図５には図示しないが、電磁界発生素子へ印加する電流の発生を制御する電流制御機構（駆動回路を含む）や、光源からの光の照射を制御する光制御機構が設けられていることは言うまでもない。これらの電流制御機構および光制御機構としては、公知の構成を採用することができる。

次に、情報記録再生装置２００の記録動作について説明する。まず、回転軸受け駆動回路３０２によって、回転軸受け２０４を適切な回転数で回転させる。すなわち情報記録媒体２４を所定の回転数で回転させる。引き続き、位置制御回路３０３によって、アクチュエータ２０３を用いて記録ヘッド１００を情報記録媒体２４上の所望の位置へ移動させる。

ついで、記録ヘッド駆動回路３０４によって、電磁界発生素子に電流を印加して磁界を発生させるとともに狭窄部にレーザ光を照射してデータを記録する。この時、印加電流の電流量や周波数、レーザ光の強度もしくは照射時間を適宜制御する。レーザ光が電磁場変換素子に照射されることで局所的に近接場が発生すると同時に、磁界が情報記録媒体２４に印加され、情報の記録が行われる。

以上のようにして、情報記録媒体２４に情報の記録がなされる。制御回路３０１では、回転軸受け、アクチュエータの制御および記録ヘッドの制御を総括し、各回路に指示を出すことで、所望の場所に所望の記録ができるようにしている。

なお、情報記録媒体２４としては、光アシスト磁気記録媒体に限らず、ＭＯやＭＤ等の光と磁気によって記録される光磁気記録媒体であってもよい。光アシスト磁気記録再生を行う場合は、記録ヘッド１００のスライダ２０に再生素子（図示せず）が搭載される。この再生素子としては、ＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ Ｍａｇｎｅｔｏ Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）やＴＭＲ（Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｍａｇｎｅｔｏ Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）などを用いればよい。

なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明の電磁界発生素子、情報記録ヘッドおよび情報記録再生装置は、近接場および磁界を良好に情報記録媒体に伝達でき、記録特性に優れる。

（ａ）は、実施の形態１にかかる電磁界発生素子を説明する断面図であり、（ｂ）は、電磁界発生素子を情報記録媒体と対向する側からみたときの平面図であり、（ｃ）は、（ｂ）のＡ部の拡大図した平面図である。 実施の形態１にかかる電磁界発生素子において、近接場が発生しているときの様子を説明する断面図である。 （ａ）から（ｃ）は、実施の形態２にかかる記録ヘッドの一例を説明する断面図である。 実施の形態３にかかる情報記録再生装置の一例を説明する平面図である。 実施の形態３にかかる情報記録再生装置の制御部を説明するブロック図である。

符号の説明

１０ 電磁界発生素子
１１ 基板
１２ａ 第１導体層
１２ｂ 第２導体層
１３ 導体層
１４ 狭窄部
２０ スライダ
２１、２００ サスペンション
２２、３０ 光源
２４ 情報記録媒体
２５ 基板
２６ 磁性層
３１ 再生ヘッド
１００、１１０ 記録ヘッド
２０１ アーム
２０２ アクチュエータ
２０３ 回転軸受け
３００ 制御部
３０１ 制御回路
３０２ 回転軸受け駆動回路
３０３ 位置制御回路
３０４ 記録ヘッド駆動回路

Claims (9)

1. 基板と、
   前記基板に形成され、狭窄部を有する導体層とを含み、
   前記導体層に電流が印加されると前記狭窄部において磁界を発生させると共に、前記狭窄部に光が照射されると前記狭窄部において近接場を発生させる電磁界発生素子であって、
   前記導体層は、積層された複数の層によって構成され、該複数の層の少なくともいずれかは、隣接する他の層と異なる熱膨張係数を有していることを特徴とする電磁界発生素子。
2. 前記複数の層は、前記基板の上に設けられた第１導体層と、該第１導体層に設けられた第２導体層であり、
   前記第２導体層の熱膨張係数が前記第１導体層の熱膨張係数よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の電磁界発生素子。
3. 前記第２導体層の熱膨張係数は、前記第１導体層の熱膨張係数の１．２倍以上、３倍以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の電磁界発生素子。
4. 前記導体層は、前記基板の上に設けられた第１導体層と、該第１導体層に設けられた第２導体層とからなり、
   前記第２導体層の熱伝導率は、前記第１導体層の熱伝導率よりも大きいことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電磁界発生素子。
5. 前記第１導体層はＰｔであり、第２導体層はＡｇまたはＡｕであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電磁界発生素子。
6. 前記第１導体層はＡｕであり、第２導体層はＡｇであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電磁界発生素子。
7. 前記電磁界発生素子は、さらに光源を含むことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電磁界発生素子。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の電磁界発生素子を含む記録ヘッド。
9. 請求項８に記載の記録ヘッドと、情報記録媒体上において該記録ヘッドの位置を移動させる移動手段と、を少なくとも備えたことを特徴とする情報記録再生装置。

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