JP2009194224A - 磁気抵抗効果素子、ヘッドスライダ、磁気情報再生装置および磁気抵抗効果メモリ - Google Patents

磁気抵抗効果素子、ヘッドスライダ、磁気情報再生装置および磁気抵抗効果メモリ Download PDF

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Abstract

【課題】素子抵抗の低抵抗化を実現することを課題とする。
【解決手段】リード素子は、磁気記録媒体などに記録された記録ビットから出る小さな磁場変化を感知して、高密度で記録された磁気ビットを読取ることを概要とする。そして、ＴＭＲ膜を構成する絶縁層を、高バンドギャップ金属酸化物と、低バンドギャップ金属酸化物とで構成する点に特徴がある。具体的に説明すると、高バンドギャップ金属酸化物（高バンドギャップ酸素ｓ電子励起型金属酸化物絶縁材料）間に、低バンドギャップ金属酸化物（低バンドギャップ酸素ｓ電子励起型金属酸化物絶縁材料）を配置して絶縁層を構成する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、磁気抵抗効果素子、ヘッドスライダ、磁気情報再生装置および磁気抵抗効果メモリに関する。
従来より、ＨＤＤ(Hard Disk Drive）の大容量化に伴って高密度で微細に磁気記録された記録ビットを読取るために、リード素子のセンシング能力向上が求められている。
このリード素子には、磁気記録媒体などに記録された記録ビットから出る小さな磁場変化を感知することが可能なＧＭＲ（Giant Magneto Resistance）やＴＭＲ（Tunneling Magneto Resistance）といった巨大磁気抵抗効果を持つ多層膜素子が一般的に用いられ、高密度で記録された磁気ビットを正確に読取ることができる（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−９７７６６号公報
しかしながら、上記した従来のリード素子は、センシング能力の更なる向上に低抵抗化が必須であるという問題点があった。
すなわち、従来のリード素子に用いられるＴＭＲ膜は、例えば、図９に示すように、反強磁性層、強磁性層、マグネシウム酸化物絶縁層、および強磁性層を順に積層して構成される。そして、ＴＭＲ膜に電流が流れる際の抵抗の大部分は、絶縁層の材料およびその厚さにより決定されるが、マグネシウム酸化物を用いたＴＭＲ膜では面積当りの抵抗が１〜１０［Ωμｍ2］と大きいので、磁場変化を感知するための出力信号が小さくなってしまう。したがって、高密度で記録された磁気ビットを正確に読取るためのセンシング能力をより向上させるには、リード素子の更なる低抵抗化が必須であるという問題点があった。
そこで、この発明は、上述した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、素子抵抗の低抵抗化を実現することが可能な磁気抵抗効果素子、センシング能力をより向上させたヘッドスライダ、磁気情報再生装置および磁気抵抗効果メモリを提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、磁化方向が固定可能であり、強磁性材料を備える固定磁化部と、前記固定磁化部の上に配置され、高バンドギャップ金属酸化物と低バンドギャップ金属酸化物からなるトンネルバリア層と、前記トンネルバリア層の上に配置され、磁化方向が変化可能であり、強磁性材料からなる自由磁化部と、を有することを要件とする。
また、本発明は、上記の発明において、前記トンネルバリア層は、前記固定磁化部および前記自由磁化部と接し前記高バンドギャップ金属酸化物からなる少なくとも２層の高バンドギャップ層と、前記高バンドギャップ層間に挟まれる低バンドギャップ金属酸化物から成る低バンドギャップ層を有することを要件とする。
また、本発明は、上記の発明において、前記高バンドギャップ金属酸化物は、酸化マグネシウムを含み、前記低バンドギャップ金属酸化物は、酸化亜鉛ないしは酸化カドミウムのうち少なくともいずれか１つを含むことを要件とする。
また、本発明は、磁化方向が固定可能であり、強磁性材料を備える固定磁化部と、前記固定磁化部の上に配置され、高バンドギャップ金属酸化物と低バンドギャップ金属酸化物からなるトンネルバリア層と、前記トンネルバリア層の上に配置され、磁化方向が変化可能であり、強磁性材料からなる自由磁化部と、前記自由磁化部の上に配置され、磁気記録媒体に磁気記録を行う磁気書き込み部とを有することを要件とする。
また、本発明は、上記の発明において、前記トンネルバリア層は、前記固定磁化部および前記自由磁化部と接し前記高バンドギャップ金属酸化物からなる高バンドギャップ層と、前記高バンドギャップ層間に挟まれる低バンドギャップ金属酸化物から成る低バンドギャップ層を有することを要件とする。
また、本発明は、上記の発明において、前記高バンドギャップ金属酸化物は、酸化マグネシウムを含み、前記低バンドギャップ金属酸化物は、酸化亜鉛ないしは酸化カドミウムのうち少なくともいずれか１つを含むことを要件とする。
また、本発明は、磁化方向が固定可能であり、強磁性材料を備える固定磁化部と、前記固定磁化部の上に配置され、高バンドギャップ金属酸化物と低バンドギャップ金属酸化物からなるトンネルバリア層と、前記トンネルバリア層の上に配置され、磁化方向が変化可能であり、強磁性材料からなる自由磁化部と、磁気記録媒体と、を有し、前記固定磁化部と自由磁化部に電圧を印加し、磁気記録媒体から生じる磁場で自由磁化部の磁化方向変化させることで、磁気記録媒体からの情報を読み出すことを要件とする。
また、本発明は、上記の発明において、前記トンネルバリア層は、前記固定磁化部および前記自由磁化部と接し前記高バンドギャップ金属酸化物からなる高バンドギャップ層と、前記高バンドギャップ層間に挟まれる低バンドギャップ金属酸化物から成る低バンドギャップ層を有することを要件とする。
また、本発明は、上記の発明において、前記高バンドギャップ金属酸化物は、酸化マグネシウムを含み、前記低バンドギャップ金属酸化物は、酸化亜鉛ないしは酸化カドミウムのうち少なくともいずれか１つを含むことを要件とする。
また、本発明は、磁化方向が固定可能であり、強磁性材料を備える固定磁化部と、前記固定磁化部の上に配置され、高バンドギャップ金属酸化物と低バンドギャップ金属酸化物からなるトンネルバリア層と、前記トンネルバリア層の上に配置され、磁化方向が変化可能であり、前記磁化方向に応じて情報を記録し、強磁性材料からなる自由磁化部と、を有することを要件とする。
本発明によれば、リード素子のような磁気抵抗効果素子の低抵抗化を実現することができるという効果を奏する。
また、本発明によれば、製造上の膜厚のばらつきにより引き起こされる素子抵抗変化を抑制することができるという効果を奏する。
また、本発明によれば、リード素子のセンシング能力をより向上させたヘッドスライダ、磁気情報再生装置および磁気抵抗効果メモリを得ることができるという効果を奏する。
以下に添付図面を参照して、この発明に係る磁気抵抗効果素子、ヘッドスライダ、磁気情報再生装置および磁気抵抗効果メモリを実施するための一実施形態について説明する。なお、以下では、本発明に係る磁気抵抗効果素子を実施するための一実施形態として、実施例１に係るリード素子を説明した後に、本発明に含まれる他の実施形態として他の実施例を説明する。
最初に、図７および図８を用いて、本発明に係るリード素子を適用可能なハードディスク駆動装置（磁気情報再生装置：ＨＤＤ）、およびヘッドスライダの具体例について簡単に説明する。図７は、ハードディスク駆動装置（磁気情報再生装置：ＨＤＤ）の内部構造を概略的に示した図である。図８は、ヘッドスライダの具体例を示す図である。
図７に示すように、このＨＤＤ１１は筐体すなわちハウジング１２を備える。ハウジング１２は箱形のベース１３およびカバー（図示されず）から構成される。ベース１３は例えば平たい直方体の内部空間すなわち収容空間を区画する。ベース１３は、例えばアルミニウムといった金属材料から鋳造に基づき成形されればよい。カバーはベース１３の開口に結合される。カバーとベース１２との間で収容空間は密閉される。カバーは、例えばプレス加工に基づき１枚の板材から成形されればよい。
収容空間には、記憶媒体としての１枚以上の磁気ディスク１４が収容される。磁気ディスク１４はスピンドルモータ１５の回転軸に装着される。スピンドルモータ１５は、例えば５４００ｒｐｍや７２００ｒｐｍ、１００００ｒｐｍ、１５０００ｒｐｍといった高速度で磁気ディスク１４を回転させることができる。
収容空間にはキャリッジ１６がさらに収容される。キャリッジ１６はキャリッジブロック１７を備える。キャリッジブロック１７は、垂直方向に延びる支軸１８に回転自在に連結される。キャリッジブロック１７には、支軸１８から水平方向に延びる複数のキャリッジアーム１９が区画される。キャリッジブロック１７は例えば押し出し成形に基づきアルミニウムから成形されればよい。
個々のキャリッジアーム１９の先端にはヘッドサスペンション２１が取付けられる。ヘッドサスペンション２１はキャリッジアーム１９の先端から前方に延びる。ヘッドサスペンション２１にはフレキシャが張り合わせられる。ヘッドサスペンション２１の先端でフレキシャにはジンバルが区画される。ジンバルには浮上ヘッドスライダ２２が搭載される。ジンバルの働きで浮上ヘッドスライダ２２はヘッドサスペンション２１に対してその姿勢を変化させることができる。浮上ヘッドスライダ２２には磁気ヘッドすなわち電磁変換素子が搭載される。
磁気ディスク１４の回転に基づき磁気ディスク１４の表面で気流が生成されると、気流
の働きで浮上ヘッドスライダ２２には正圧すなわち浮力および負圧が作用する。浮力および負圧はヘッドサスペンション２１の押し付け力に釣り合う。こうして磁気ディスク１４の回転中に比較的に高い剛性で浮上ヘッドスライダ２２は浮上し続けることができる。
キャリッジブロック１７には、例えばボイスコイルモータ（ＶＣＭ）２３といった動力源が接続される。ＶＣＭ２３の働きでキャリッジブロック１７は支軸１８回りで回転することができる。こうしたキャリッジブロック１７の回転に基づきキャリッジアーム１９およびヘッドサスペンション２１の揺動は実現される。浮上ヘッドスライダ２２の浮上中に支軸１８回りでキャリッジアーム１９が揺動すると、浮上ヘッドスライダ２２は半径方向に磁気ディスク１４の表面を横切ることができる。その結果、浮上ヘッドスライダ２２上の電磁変換素子は最内周記録トラックと最外周記録トラックとの間でデータゾーンを横切ることができる。こうした浮上ヘッドスライダ２２の移動に基づき電磁変換素子は目標の記録トラックに対して位置決めされることができる。
続いて、図８に示すように、この浮上ヘッドスライダ２２は、例えば平たい直方体に形成される母材すなわちスライダ本体２５を備える。スライダ本体２５は、例えばＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣ（アルチック）といった硬質の非磁性材料から形成されればよい。スライダ本体２５は媒体対向面すなわち浮上面２６で磁気ディスク１４に向き合う。浮上面２６には平坦なベース面すなわち基準面が規定される。磁気ディスク１４が回転すると、スライダ本体２５の前端から後端に向かって浮上面２６には気流２７が作用する。
スライダ本体２５の空気流出側端面には絶縁性の非磁性膜すなわち素子内蔵膜２８が積層される。この素子内蔵膜２８に電磁変換素子２９が組み込まれる。素子内蔵膜２８は、例えばＡｌ２Ｏ３（アルミナ）といった比較的に軟質の絶縁非磁性材料から形成される。この浮上ヘッドスライダ２２は例えばフェムトスライダに構成される。
浮上面２６には、前述の気流２７の上流側すなわち空気流入側でベース面から立ち上がる１筋のフロントレール３１が形成される。フロントレール３１はベース面の空気流入端に沿ってスライダ幅方向に延びる。同様に、浮上面２６には、気流の下流側すなわち空気流出側でベース面から立ち上がるリアセンターレール３２が形成される。リアセンターレール３２はスライダ幅方向の中央位置に配置される。リアセンターレール３２は素子内蔵膜２８に至る。浮上面２６には左右１対のリアサイドレール３３、３３がさらに形成される。リアサイドレール３３は空気流出側でスライダ本体２５の側端に沿ってベース面から立ち上がる。リアサイドレール３３、３３同士の間にリアセンターレール３２は配置される。
フロントレール３１、リアセンターレール３２およびリアサイドレール３３、３３の頂上面にはいわゆる空気軸受け面（ＡＢＳ）３４、３５、３６、３６が規定される。空気軸受け面３４、３５、３６の空気流入端は段差３７、３８、３９でフロントレール３１、リアセンターレール３２およびリアサイドレール３３の頂上面に接続される。気流２７が浮上面２６に受け止められると、段差３７、３８、３９の働きで空気軸受け面３４、３５、３６には比較的に大きな正圧すなわち浮力が生成される。しかも、フロントレール３１の後方すなわち背後には大きな負圧が生成される。これら浮力および負圧の釣り合いに基づき浮上ヘッドスライダ２３の浮上姿勢は確立される。
空気軸受け面３５の空気流出側でリアセンターレール３２には電磁変換素子２９が埋め込まれる。電磁変換素子２９は、ライト素子および後述するリード素子を有する。なお、浮上ヘッドスライダ２２の形態はこういった形態に限られるものではない。
以下の実施例１では、実施例１に係るリード素子の概要および特徴、かかるリード素子の構成を順に説明し、最後に実施例１による効果を説明する。
［リード素子の概要および特徴（実施例１）］
まず、図１を用いて、実施例１に係るリード素子の概要および特徴を説明する。図１は、実施例１に係るリード素子のＴＭＲ膜構造を示す概念図である。
実施例１に係るリード素子は、磁気記録媒体などに記録された記録ビットから出る小さな磁場変化を感知して、高密度で記録された磁気ビットを読取ることを概要とする。そして、実施例１に係るリード素子は、ＴＭＲ膜を構成する絶縁層を、高バンドギャップ金属酸化物と、低バンドギャップ金属酸化物とで構成する点に特徴がある。
具体的に説明すると、図１に示すように、実施例１に係るリード素子は、高バンドギャップ金属酸化物（高バンドギャップ酸素ｓ電子励起型金属酸化物絶縁材料）間に、低バンドギャップ金属酸化物（低バンドギャップ酸素ｓ電子励起型金属酸化物絶縁材料）を配置して絶縁層を構成する。
このように絶縁層を構成することで、実施例１に係るリード素子は、素子抵抗の低抵抗化を実現できる。
［リード素子の構成（実施例１）］
次に、図２〜図５を用いて、ハードディスクに記録された記録ビットの読み取り素子として、上記のリード素子を適用する場合を説明する。図２は、実施例１に係るリード素子の構成を示す図である。図３は、実施例１に係るＴＭＲ膜の原子配置モデルを示す図である。図４は、実施例１に係る各金属酸化物のバンド図である。図５は、実施例１に係る金属酸化物絶縁材料を用いた巨大磁気抵抗効果素子の伝導特性シミュレーション計算による評価値を示す図である。
図２に示すように、実施例１に係るリード素子は、上部シールド層、下部シールド層、非磁性層、サイド絶縁層およびＴＭＲ膜を備えて構成される。そして、実施例２に係るリード素子は、電極に接続された下部シールド層および上部シールド層の各々に接するようにして形成された非磁性層とサイド絶縁層とでＴＭＲ膜を取り囲むようにして形成される。上部シールド層および下部シールド層は、読み取りたい記録ビット以外からの磁場を低減させる。
ＴＭＲ膜は、反強磁性層と、固定層と、絶縁層と、自由層とを順に積層して形成される。軟磁性材料で構成された自由層は、磁気記録媒体に記録された記録ビットから発生する磁場により、自らの磁化方向を変える。
自由層、絶縁層および固定層は、０．１〜２０［ｎｍ］までの厚さでそれぞれが形成され、例えば、絶縁層にマグネシウム酸化物を用いる場合、単位平方μｍあたりの面積抵抗を１０［Ω］以下にするためには、絶縁層の厚さを１［ｎｍ］程度にする必要がある。
そして、自由層から固定層まで流れる電流量は、厚さ１［ｎｍ］程度の絶縁層に流れるトンネル電流の電流量により決定されるので、このトンネル電流量を計算することで、リード素子の素子抵抗および抵抗変化率（磁気抵抗効果）を評価することができる。トンネル電流とは、リード素子のＴＭＲ膜に対して垂直に電圧をかけた場合に、ＴＭＲ膜の絶縁層にトンネル効果によって流れる電流をいう。
厚さ１［ｎｍ］の程度の非常に薄い層を流れる電流および抵抗は、ＴＭＲ膜の原子配置モデルを用いた第１原理電子状態計算方法により算出可能である（W.H.Butler,X-G.Zhang,T.C.Schulthess,and J.M.MacLaren,Phys.Rev.B,vol.63,p.054 416,2001参照）。
図３に示すように、実施例１に係るＴＭＲ膜の原子配置モデルは、鉄ｂｃｃ結晶からなる二つの磁性層と、高バンドギャップ特性を有する金属酸化物からなる絶縁体、および低バンドギャップ特性を有する金属酸化物からなる絶縁体からなる絶縁層とで構成される。
ここで、図４を用いて、絶縁層を構成する金属酸化物のバンドギャップについて説明する。絶縁層を構成するために用いることができる金属酸化物として、岩塩結晶型亜鉛酸化物、カドミウム酸化物およびマグネシウム酸化物などが考えられる。
そして、図４（矢印部）に示すように、岩塩結晶型亜鉛酸化物、カドミウム酸化物およびマグネシウム酸化物は、カドミウム酸化物が最もバンドギャップが狭く、マグネシウム酸化物が最もバンドギャップが広いという特性を有する。
そこで、図３に示すように、例えば、高バンドギャップ絶縁体としてマグネシウム酸化物を用いた高バンドギャップ絶縁層を各磁性層に接する側にそれぞれ配置し、例えば、低バンドギャップ絶縁体として岩塩結晶型亜鉛酸化物を用いた低バンドギャップ絶縁層を高バンドギャップ絶縁層間に配置することにより、ＴＭＲ膜の原子配置モデルの絶縁層を形成する。
上記のように構成されたＴＭＲ膜の原子配置モデルの高バンドギャップ絶縁層の層厚を０．２［ｎｍ］、低バンドギャップ絶縁層の層厚を０．８［ｎｍ］に設定したシミュレーション条件下で、第１原理電子状態計算方法によるシミュレーションを実行し、実施例１に係るリード素子の素子抵抗および抵抗変化率（磁気抵抗効果）を評価する。なお、シミュレーションの詳細は、（W.H.Butler,X-G.Zhang,T.C.Schulthess,and J.M.MacLaren,Phys.Rev.B,vol.63,p.054 416,2001参照）に従う。
以下、図５を用いて、シミュレーション結果として得られた評価値について説明する。以下に登場する磁化平行（ｐｃ）とは、自由層が固定層と完全に同じ磁化の向きを持つ場合を示し、磁化反平行（ａｐｃ）とは、自由層が固定層と完全に反対の磁化の向きを持つ場合を示す。そして、磁化平行状態での面積抵抗をＲＡｐｃで表し、磁化反平行状態での面積抵抗をＲＡａｐｃで表す。なお、以下に登場する抵抗変化率は、ＲＡａｐｃからＲＡｐｃを減算した値をＲＡｐｃで除算することにより算出するものとする。
リード素子のＴＭＲ膜を構成する絶縁層として、従来と同様にマグネシウム酸化物を用いた場合では、図５に示すように、面積抵抗を示す磁化平行ＲＡｐｃおよび磁化反平行ＲＡａｐｃが、それぞれ４．５［Ωμｍ2］および９０［Ωμｍ2］となり、抵抗変化率（磁気抵抗効果）が２０００［％］となる。
また、リード素子のＴＭＲ膜を構成する絶縁層として岩塩結晶型亜鉛酸化物を用いた場合では、図５に示すように、面積抵抗を示す磁化平行ＲＡｐｃおよび磁化反平行ＲＡａｐｃが、それぞれ０．１［Ωμｍ2］および０．２［Ωμｍ2］となり、抵抗変化率が１００［％］となる。すなわち、絶縁層としてマグネシウム酸化物を用いた場合に比較して、面積抵抗を小さくすることができるが、抵抗変化率も小さくなってしまう。
これに対して、実施例１に係るリード素子のように、絶縁層を構成する各磁性層に接する部分に形成されたマグネシウム酸化物からなる高バンドギャップ絶縁層と、高バンドギャップ絶縁層間に形成された岩塩結晶型亜鉛酸化物からなる低バンドギャップ絶縁層とで絶縁層を構成する場合では、図５に示すように、面積抵抗を示す磁化平行ＲＡｐｃおよび磁化反平行ＲＡａｐｃが、それぞれ０．０７［Ωμｍ2］および１．０［Ωμｍ2］となり、抵抗変化率が１３００［％］となる。すなわち、絶縁層としてマグネシウム酸化物、あるいは岩塩結晶型亜鉛酸化物を用いた場合に比較して、面積抵抗を小さくするとともに、抵抗変化率を大きくすることができる。
［実施例１による効果］
上述してきたように、実施例１によれば、リード素子の素子抵抗を低抵抗化することができるという効果を奏する。また、素子抵抗を小さくすることができる結果、より微細な磁場変化を感知することができ、より高密度で記録された磁気ビットを正確に読取るためのセンシング能力をより向上させることができるという効果を奏する。
また、実施例１によれば、素子抵抗を小さくすることができる結果、絶縁材料を厚くすることができ、製造上の膜厚のばらつきにより引き起こされる素子抵抗変化を抑制することができるという効果を奏する。
さて、これまで本発明に係る磁気抵抗効果素子を実施するための一実施形態として実施例１を説明してきたが、本発明は上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下では、本発明に含まれる他の実施形態について説明する。
［実施例１に係るリード素子の概念をＭＲＡＭに適用］
上記の実施例１で説明したリード素子の概念をＭＲＡＭ(Magneto resistive Random Access Memory)に同様に適用することができる。例えば、図６に示すように、リード素子を構成する自由層（図２参照）の代わりに記録層を備え、記録電流層に電流を流して形成される磁場で記録層の磁化を制御する。固定層に対する磁化方向を平行または反平行状態にすることが記録ビットのＯＮおよびＯＦＦに対応し、垂直方向にセンス電流を流すことで磁気抵抗効果により磁化方向に対応した抵抗変化が得られる。
また、磁気記録媒体に磁気記録を行うヘッドスライダに、上記の実施例１で説明したリード素子を適用することもできる。
このようなことから、リード素子のセンシング能力をより向上させたヘッドスライダ、やＭＲＡＭを得ることができるという効果を奏する。
また、図２に示したリード素子の構成は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、リード素子のＴＭＲ膜を構成する各金属酸化物層の厚さ等は、本発明の目的を逸脱しない範囲で適宜変更するようにしてもよい。
以上のように、本発明に係る磁気抵抗効果素子、ヘッドスライダ、磁気情報再生装置および磁気抵抗効果メモリは、磁気記録媒体などに記録された記録ビットから出る小さな磁場変化を感知して、高密度で記録された磁気ビットを読取ること等に有用であり、特に、素子抵抗の低抵抗化を実現することに適する。
実施例１に係るリード素子のＴＭＲ膜構造を示す概念図である。 実施例１に係るリード素子の構成を示す図である。 実施例１に係るＴＭＲ膜の原子配置モデルを示す図である。 実施例１に係る各金属酸化物のバンド図である。 実施例１に係る金属酸化物絶縁材料を用いた巨大磁気抵抗効果素子の伝導特性シミュレーション計算による評価値を示す図である。 実施例２に係るＭＲＡＭの構成を示す図である。 ハードディスク駆動装置（磁気再生記録装置：ＨＤＤ）の内部構造を概略的に示した図である。 ヘッドスライダの具体例を示す図である。 従来のＴＭＲ膜構造を示す概念図である。
符号の説明
１１ ＨＤＤ
１２ ハウジング
１３ ベース
１４ 磁気ディスク
１５ スピンドルモータ
１６ キャリッジ
１７ キャリッジブロック
１８ 支軸
１９ キャリッジアーム
２１ ヘッドサスペンション
２２ 浮上ヘッドスライダ
２３ ボイスコイルモータ
２５ スライダ本体
２６ 浮上面
２７ 気流
２８ 素子内蔵膜
２９ 電磁変換素子
３１ フロントレール
３２ リアセンターレール
３３ リアサイドレール
３４〜３６ 空気軸受け面
３７〜３９ 段差

Claims (10)

  1. 磁化方向が固定可能であり、強磁性材料を備える固定磁化部と、
    前記固定磁化部の上に配置され、高バンドギャップ金属酸化物と低バンドギャップ金属酸化物からなるトンネルバリア層と、
    前記トンネルバリア層の上に配置され、磁化方向が変化可能であり、強磁性材料からなる自由磁化部と、
    を有することを特徴とする磁気抵抗効果素子。
  2. 前記トンネルバリア層は、前記固定磁化部および前記自由磁化部と接し前記高バンドギャップ金属酸化物からなる少なくとも２層の高バンドギャップ層と、前記高バンドギャップ層間に挟まれる低バンドギャップ金属酸化物から成る低バンドギャップ層を有することを特徴とする請求項１記載の磁気抵抗効果素子。
  3. 前記高バンドギャップ金属酸化物は、酸化マグネシウムを含み、
    前記低バンドギャップ金属酸化物は、酸化亜鉛ないしは酸化カドミウムのうち少なくともいずれか１つを含むことを特徴とする請求項１ないし２記載の磁気抵抗効果素子。
  4. 磁化方向が固定可能であり、強磁性材料を備える固定磁化部と、
    前記固定磁化部の上に配置され、高バンドギャップ金属酸化物と低バンドギャップ金属酸化物からなるトンネルバリア層と、
    前記トンネルバリア層の上に配置され、磁化方向が変化可能であり、強磁性材料からなる自由磁化部と、
    前記自由磁化部の上に配置され、磁気記録媒体に磁気記録を行う磁気書き込み部と、
    を有することを特徴とするヘッドスライダ。
  5. 前記トンネルバリア層は、前記固定磁化部および前記自由磁化部と接し前記高バンドギャップ金属酸化物からなる高バンドギャップ層と、前記高バンドギャップ層間に挟まれる低バンドギャップ金属酸化物から成る低バンドギャップ層を有することを特徴とする請求項４記載のヘッドスライダ。
  6. 前記高バンドギャップ金属酸化物は、酸化マグネシウムを含み、
    前記低バンドギャップ金属酸化物は、酸化亜鉛ないしは酸化カドミウムのうち少なくともいずれか１つを含むことを特徴とする請求項４ないし５記載のヘッドスライダ。
  7. 磁化方向が固定可能であり、強磁性材料を備える固定磁化部と、
    前記固定磁化部の上に配置され、高バンドギャップ金属酸化物と低バンドギャップ金属酸化物からなるトンネルバリア層と、
    前記トンネルバリア層の上に配置され、磁化方向が変化可能であり、強磁性材料からなる自由磁化部と、
    磁気記録媒体と、を有し、
    前記固定磁化部と自由磁化部に電圧を印加し、磁気記録媒体から生じる磁場で自由磁化部の磁化方向変化させることで、磁気記録媒体からの情報を読み出すことを特徴とする磁気情報再生装置。
  8. 前記トンネルバリア層は、前記固定磁化部および前記自由磁化部と接し前記高バンドギャップ金属酸化物からなる高バンドギャップ層と、前記高バンドギャップ層間に挟まれる低バンドギャップ金属酸化物から成る低バンドギャップ層を有することを特徴とする請求項７記載の磁気情報再生装置。
  9. 前記高バンドギャップ金属酸化物は、酸化マグネシウムを含み、
    前記低バンドギャップ金属酸化物は、酸化亜鉛ないしは酸化カドミウムのうち少なくともいずれか１つを含むことを特徴とする請求項７ないし８記載の磁気情報再生装置。
  10. 磁化方向が固定可能であり、強磁性材料を備える固定磁化部と、
    前記固定磁化部の上に配置され、高バンドギャップ金属酸化物と低バンドギャップ金属酸化物からなるトンネルバリア層と、
    前記トンネルバリア層の上に配置され、磁化方向が変化可能であり、前記磁化方向に応じて情報を記録し、強磁性材料からなる自由磁化部と、
    を有することを特徴とする磁気抵抗効果メモリ。
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