JP2009099248A - 磁気記録ヘッド及び磁気記録装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】主磁極61と、第1の磁性層と、第2の磁性層と、前記第1の磁性層と前記第2の磁性層との間に設けられた中間層と、が、媒体移動方向に対して略垂直な方向に積層されてなる積層体10と、前記積層体10に電流を通電可能とした一対の電極41,42と、を備えたことを特徴とする磁気記録ヘッドを提供する。
【選択図】図1
Description
(第1の実施の形態)
本発明の高周波アシスト磁気記録ヘッドに関わる第1の実施の形態について、ここでは多粒子系の垂直磁気記録媒体に記録する場合を想定して、説明する。
また、図2は、この磁気記録ヘッドが搭載されるヘッドスライダーを表す斜視図である。
ディスク最大移動速度(m/秒)=(RPM÷60)×D×π×0.0254 (1)
図5は、主な仕様のHDDのディスク最大移動速度と発振層10aに必要な長さを表す表である。
ディスクの大きさとディスク回転数の組み合わせによるディスク最大移動速度を、図5(a)の表に示す。
記録媒体の異方性磁界Hk=10500Oe、高周波アシスト磁界+/-1000Oe、アシスト周波数10GHz、書込み磁界5000Oeでのシミュレーション結果を示す。アシスト磁界の印加時間が0.7ナノ秒以下で急激に反転確率は小さくなってしまう。従ってHDDのディスク最大移動速度で0.7ナノ秒以上の印加時間を確保するためには、発振層10aの媒体移動方向85の長さLは、ディスク最大移動速度×0.7ナノ秒以上である必要がある。まとめると以下の式(2)になる。
発振層長さL(ナノメートル)≧RPM(rpm)×D(インチ)×0.00093 (2)
ディスクの大きさとディスク回転数の組み合わせによる、ディスク移動方向、すなわち媒体移動方向85に沿う発振層10aの必要な長さLを、図5(b)の表に示す。
主磁極61の成膜方向に従い、電極42、発振層10a、中間層22、スピン注入層30及び電極41が、媒体移動方向85に沿って積層されている。この場合、スピントルク発振子10の駆動電子流52は、発振層10aとスピン注入層30の境界に対し垂直に流入させる必要があり、また、発振層10aの膜厚は5nmから20nmとすることが望ましく、薄いほど発振効率が高くなり発振しやすくなる。しかし、媒体移動方向85に沿う発振層の長さとしては短くなる。
従って、積層方向15は媒体移動方向85と直交することが望ましい。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。
図9は、本発明の第2の実施の形態に係るスピントルク発振子10を媒体対向面100から見た模式図である。
スピントルク発振子10は、第1の電極41と、スピン注入層30と、スピン透過率の高い中間層22と、発振層10aとバイアス層20と第2の電極42と、がこの順にトラック幅方向90に平行に積層された構造を有する。主磁極からの磁場方向615が、シールド62から主磁極61へ向かう場合を示している。
図10は、本変形例のスピントルク発振子10を媒体対向面100から見た模式図である。
スピントルク発振子10は、第1の電極41と、スピン注入層30と、スピン透過率の高い中間層22と、発振層10aと第2の電極42と、がこの順にトラック幅方向90に平行に積層された構造を有する。
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。
図11は、本発明の第3の実施の形態に係るスピントルク発振子10を媒体対向面100から見た模式図である。
スピントルク発振子10は、第1の電極41と、スピン注入層30と、スピン透過率の高い中間層22と、発振層10aとバイアス層20と第2の電極42と、がこの順にトラック幅方向90に平行に積層された構造を有する。
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。
図12は、本発明の第4の実施の形態にかかる磁気記録ヘッドの書込みヘッド部の概略構成を表す斜視図である。
本発明の第1から第3の実施の形態では、シールド62を設け、斜め磁界を発生させて媒体の磁化を容易にしている。これに対し、シールド62を設けない場合には、主磁極61からスピントルク発振子10にかかる磁界が抑制され、バイアス層20の磁化が安定化することにより、発振周波数の乱れが小さくなる。
次に、本発明の実施の形態に係る磁気記録装置について説明する。すなわち、図1〜図5及び図7〜図12に関して説明した本発明の磁気記録ヘッド5は、例えば、記録再生一体型の磁気ヘッドアセンブリに組み込まれ、磁気記録再生装置に搭載することを前提としている。
すなわち、本発明の磁気記録再生装置150は、ロータリーアクチュエータを用いた形式の装置である。同図において、記録用媒体ディスク180は、スピンドル152に装着され、図示しない駆動装置制御部からの制御信号に応答する図示しないモータにより矢印Aの方向に回転する。本発明の磁気記録再生装置150は、複数の媒体ディスク180を備えたものとしてもよい。
すなわち、本実施形態の磁気記録媒体1は、非磁性体(あるいは空気)87により互いに分離された垂直配向した多粒子系の磁性ディスクリートトラック(記録トラック)86を有する。この磁気記録媒体1がスピンドルモータ4により回転され、媒体走行方向85に向けて移動する際に、図1〜図5及び図7〜図12に関して前述した磁気記録ヘッド5により、記録磁化84を形成することができる。
すなわち、本具体例の磁気記録媒体1は、非磁性体87により互いに分離された磁性ディスクリートビット88を有する。この磁気記録媒体1がスピンドルモータ4により回転され、媒体走行方向85に向けて移動する際に、図1〜図5及び図7〜図12に関して前述した磁気記録ヘッド5により、記録磁化84を形成することができる。
次に、本発明の第5の実施の形態に係る磁気記録装置について説明する。
図17は、本発明の第5の実施の形態にかかる磁気記録装置の磁気記録ヘッドの構成を例示する模式的断面図である。
すなわち、同図は、磁気記録ヘッドの書き込みヘッド部の構成を例示している。
図18は、本発明の第5の実施の形態にかかる磁気記録装置の要部の構成を例示する模式的斜視図である。
すなわち、同図は、磁気記録ヘッドが搭載されるヘッドスライダーを例示している。
図19は、本発明の第5の実施の形態にかかる磁気記録装置の磁気記録ヘッドの構成を例示する模式的断面図である。
一方、書込みヘッド部60は、主磁極61と、シールド62と、励磁コイル63と、リターンヨーク65と、スピントルク発振子10と、一対の電極、すなわち、第1の電極41及び第2の電極42とを有する。主磁極61は、一対の励磁コイル63に励磁用電流を流すことにより磁界を発生する。主磁極61は第2の電極42を、シールド62は第1の電極41を兼ねることもできる。その場合シールド62と主磁極61の間に絶縁層61iを挟んで電気的に分離する必要がある。磁気記録媒体1は、主磁極61からシールド62へ向く媒体移動方向85に沿って移動する。磁気記録媒体1の移動方向85は、スピントルク発振子10の積層方向15と平行となっている。
書込みヘッド部60の各要素は、図示しないアルミナなどの絶縁体により分離されている。本具体例では、主磁極61と電極42とは兼用されている。また、シールド62と電極41とは兼用されている。主磁極61とシールド62との間には、発振子励磁用電源61によって電圧が印加される。
図19に表したように、スピントルク発振子10は、第1の電極41と、スピン注入層30(第2の磁性層)と、スピン透過率の高い中間層22と、発振層10a(第1の磁性層)と、バイアス層20と第2の電極42と、がこの順に、媒体移動方向85に対して略垂直な方向に積層された構造を有する。なお、バイアス層20は必要に応じて設ければ良く省略可能である。
ディスク最大移動速度(m/秒)=(RPM÷60)×D×π×0.0254 (3)
ここで、本実施形態に係る磁気記録ヘッドにおける発振層10aに必要な厚みTは、既に図5によって説明した第1の実施形態に係る磁気記録ヘッドにおける発振10aに必要な長さに相当する。
すなわち、図5(a)に表したように、ディスク直径2.5インチで、ディスク回転数が5400rpmの場合には、ディスクの最大移動速度は18.0m/秒であり、ディスク直径3.5インチでディスク回転数が10000rpmであれば、ディスクの最大移動速度は46.5m/秒である。
一方、高周波発振素子からのアシスト磁界印加時間が短いと媒体の反転確率が小さくなる。
すなわち、既に図4で説明したように、アシスト磁界の印加時間が0.7ナノ秒以下で急激に反転確率は小さくなってしまう。
発振層厚みT(ナノメートル)≧RPM(rpm)×D(インチ)×0.00093 (4)
そして、既に説明した図5(b)に表したように、ディスク直径2.5インチで、ディスク回転数が5400rpmの場合には、ディスク移動方向に必要な発振層10aの厚みTは(4)式より12.6nmと求められ、ディスク直径が3.5インチでディスク回転数が10000rpmであれば、必要な発振層10aの厚みは32.6nmと求められる。
すなわち、本発明は各具体例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することが可能であり、これらすべては本発明の範囲に包含される。
Claims (12)
- 主磁極と、
第1の磁性層と、第2の磁性層と、前記第1の磁性層と前記第2の磁性層との間に設けられた中間層と、が、媒体移動方向に対して略垂直な方向に積層されてなる積層体と、
前記積層体に電流を通電可能とした一対の電極と、
を備えたことを特徴とする磁気記録ヘッド。 - 前記第1の磁性層あるいは第2の磁性層の少なくとも一方に隣接し、前記隣接する磁性層より大きな保磁力を有する強磁性層あるいは反強磁性層を有することを特徴とする請求項1記載の磁気記録ヘッド。
- 前記第2の磁性層は、前記第1の磁性層よりも大きな保磁力を有することを特徴とする請求項1または2に記載の磁気記録ヘッド。
- 前記第2の磁性層の磁化容易軸方向は、前記積層体の積層方向に対して略垂直であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の磁気記録ヘッド。
- 前記第2の磁性層の磁化容易軸方向は、前記積層体の積層方向に対して略平行であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の磁気記録ヘッド。
- 前記主磁極から発生する磁界が前記第1の磁性層および前記第2の磁性層の保磁力よりも大きいことを特徴とする請求項5記載の磁気記録ヘッド。
- 前記主磁極から発生し前記積層体に印加される磁界が前記第2の磁性層の保磁力よりも大きいことを特徴とする請求項6記載の磁気記録ヘッド。
- 磁気記録媒体と、
請求項1〜7のいずれか1つに記載の磁気記録ヘッドと、
前記磁気記録媒体と前記磁気記録ヘッドとを離間させまたは接触させた状態で対峙させながら相対的に移動可能とした可動手段と、
前記磁気記録ヘッドを前記磁気記録媒体の所定記録位置に位置合せする制御手段と、
前記磁気記録ヘッドを用いて前記磁気記録媒体への信号の書き込みと読出しを行う信号処理手段と、
を備えたことを特徴とする磁気記録装置。 - 前記第1の磁性層の前記媒体移動方向の長さは、前記磁気記録媒体の最大移動速度に0.7×10−9秒を乗じた値よりも大きいことを特徴とする請求項8記載の磁気記録装置。
- 前記媒体移動方向に対して垂直な方向にみた前記主磁極の幅は、前記第1の磁性層の厚さよりも大きいことを特徴とする請求項8または9に記載の磁気記録装置。
- 前記磁気記録媒体は、隣接し合う記録トラック同士が非磁性部材を介して形成されたディスクリートトラック媒体であることを特徴とする請求項8〜10のいずれか1つに記載の磁気記録装置。
- 前記磁気記録媒体は、非磁性部材を介して孤立した記録磁性ドットが規則的に配列形成されたディスクリートビット媒体であることを特徴とする請求項8〜10のいずれか1つに記載の磁気記録装置。
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