JP2012069172A - 熱アシスト記録装置用ヘッド及び熱アシスト記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 近接場光発生素子として導電性を有する散乱体を用いた熱アシスト記録用ヘッドにおいて，近接場光が発生する部分における磁界強度を強くする。
【解決手段】 近接場光を発生させるための導電性を有する散乱体の先端部の材料を磁性材料にし，その先端部を磁気ヘッドの主磁極側面近傍もしくは，主磁極先端とスライダ浮上面の間に配置する。
【選択図】 図２

Description

本発明は，熱アシスト記録装置用ヘッド及び熱アシスト記録装置に関する。

近年，1Tb/in²以上の記録密度を実現する記録方式として，熱アシスト記録方式が提案されている（H. Saga, H. Nemoto, H. Sukeda, and M. Takahashi, Jpn. J. Appl. Phys. 38, Part 1, 1839 (1999)）：非特許文献１）。従来の磁気記録装置では，記録密度が1Tb/in²以上になると，熱揺らぎによる記録情報の消失が問題となる。これを防ぐためには，磁気記録媒体の保磁力を上げる必要があるが，記録ヘッドから発生させることができる磁界の大きさには限りがあるため，保磁力を上げすぎると媒体に記録ビットを形成することが不可能となる。これを解決するために，熱アシスト記録方式では，記録の瞬間，媒体を光で加熱し保磁力を低下させる。これにより，高保磁力媒体への記録が可能となり，1Tb/in²以上の記録密度実現が可能となる。

この熱アシスト記録装置において，照射する光のスポット径は，記録ビットと同程度の大きさ（数10nm）にする必要がある。なぜなら，光スポット径がそれよりも大きいと，隣接トラックの情報を消去してしまうからである。このような微小な領域を加熱するためには，近接場光を用いる。近接場光は，光波長以下の微小物体近傍に存在する局在した電磁場（波数が虚数成分を持つ光）であり，径が光波長以下の微小開口や金属の散乱体を用いて発生させる。例えば，特開2001-255254号公報（特許文献１）には，高効率な近接場光発生器として三角形の形状をした金属散乱体を用いた近接場光発生器が提案されている。金属散乱体に光を入射させると，金属散乱体中にプラズモン共鳴が励起され，三角形の頂点に強い近接場光が発生する。この近接場光発生器を用いることにより，光を数10nm以下の領域に高効率に集めることが可能になる。

また，特開2004-151046号公報（特許文献２）には，上記金属の散乱体のスライダ浮上面側の表面において、近接場光が発生する頂点以外の部分において表面に窪みを削った構造が提案されている。この構造により、頂点に発生する近接場光の強度分布の幅を小さくすると共に、頂点と反対側の辺に発生する弱い近接場光（バックグランド光）の発生を抑制することが出来る。

更に、特開2007-128573号公報（特許文献３）には、光スポットの位置と磁界印加領域を重ねるために、上記三角形の形状をした導電性を有する散乱体の上部に磁極を配置する構造が号公報に記載されているが
Jpn. J. Appl. Phys. 38, Part 1, 1839 (1999) 特開2001-255254号公報 特開2004-151046号公報 特開2007-128573号公報

上記熱アシスト記録装置において，記録マークを形成するためには，近接場光発生器を利用して媒体を加熱すると同時に，加熱点と同じ場所に強い磁場を印加する必要がある。微小な光スポットを発生させるための近接場光発生素子と、磁界を印加するための磁極は、同じ位置に設置することが出来ないので、互いにずれた位置に設置する必要がある。このとき、光スポットの位置における磁界強度は、磁極中心における強度よりも弱くなってしまう。磁界強度が弱くなると、記録のために必要な加熱温度を上げる必要があり、そのためには、光源のパワーを上げる必要がある。その結果、消費電力が上昇してしまう。また、記録点周辺部（隣接トラック）において、強い磁界が印加されると、その部分に書き込まれたデータが消去されてしまう可能性がある。

特許文献３に記載された方法では、散乱体の厚さ分、磁極先端が媒体から離れてしまい、磁極と媒体の間で磁場が広がってしまう。その結果、磁場の分布が広くなると同時に、媒体表面における磁界強度も下がってしまう。また、同公報には、近接場光を発生させるための散乱体の材料として磁性体を用いる点も記載されているが、散乱体全体が磁性体になると磁場の印加領域は、散乱体の下全体となり、加熱点以外においても磁場が印加されてしまう。特に、近接場光が発生する頂点部は幅が狭くなっているため磁束が流れにくく、頂点と反対側の部分の方が磁場が強くなってしまう。その結果、隣接トラックにおけるデータの消去などの問題点を引き起こす可能性がある。

本発明は，近接場光によって加熱する位置における磁界強度を大きくすることが可能な金属散乱体を用いた熱アシスト記録用ヘッドを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、近接場光を発生するために、柱体形状をした導電性を有する散乱体を用い、散乱体の記録磁極対向面側の先端部を磁性材料で構成する。或いは、散乱体の先端部に柱状の磁性材料部を設ける。（散乱体の）柱体形状としては種々の形状を用いることができ、例えば三角柱、四角柱、円柱（楕円の柱体も含む）などで散乱体を構成することができる。散乱体上部（浮上面の反対側）から光を入射させたとき、散乱体にはプラズモン共鳴が励起され、散乱体の先端部に強い近接場光が発生する。ここで散乱体の先端部とは記録磁極に対する対向面側の端部を意味し、柱体形状の場合は一般に浮上面側の頂点である。

本発明では、散乱体の先端部が磁気ヘッドの記録磁極に近接するように散乱体を配置した。よって、記録磁極からの漏洩磁束が散乱体先端部の磁性体により集められ、記録磁極からの発生磁界が近接場光の発生位置に重畳して印加される。従って、散乱体の近接場光が発生する頂点における磁界強度を強くすることが出来る。

上記散乱体先端の磁性体の部分のトラックに垂直な方向の幅は，隣接トラックへの磁界の印加および隣接トラックにおける加熱を抑制するために，記録トラック幅よりも小さくすることが好ましい。

上記の記録磁極は、磁極端部がスライダ浮上面とほぼ一致するように形成される。ただし、磁極端部に浮上面からのリセス部を設けることにより、近接場光により生成される記録媒体上の光スポットの位置における磁界強度をさらに強くすることが出来る。十分な磁界強度を得るためには，記録磁極端部とスライダ浮上面の距離を10nm以上にするのが好ましい。また，逆に記録磁極端部とスライダ浮上面の距離の距離が大きすぎると，磁界分布が広がってしまい，記録点における磁界強度が下がってしまう。記録に十分な磁界強度を得るためには，記録磁極端部とスライダ浮上面の距離の距離を150nm以下にするのが好ましい。

上記記録磁極と散乱体先端の距離（記録磁極の近接場光発生素子に近い方のエッジから散乱体先端までの距離）は，大きすぎると光スポット位置における磁界強度が下がってしまう。記録に十分な磁界強度を得るためには，上記記録磁極と散乱体先端の距離を７０nm以下にすることが好ましい。

上記散乱体先端の磁性体の部分は記録磁極に接するように配置しても良い。これにより，記録磁極中の磁束が，散乱体先端の磁性体部に流れやすくなり，散乱体先端に発生する磁界強度を大きくすることが出来る。散乱体先端の磁性体の部分は，記録磁極の側面に接するように配置しても良いし，記録磁極の下部（記録磁極先端と媒体の間）に接するように配置しても良い。

上記のように，散乱体先端の磁性体の部分が記録磁極に接するように配置する場合，十分な強度の近接場光強度を発生させるためには，記録磁極端部とスライダ浮上面の距離は30nm以上にすることが好ましい。

前記散乱体の先端部に配置する磁性材料部の形状は、散乱体の形状と異なっていても良く、例えば、磁性体材料部のトラック幅方向の長さが浮上面に近づくにつれて小さくなるような形状であっても良い。

本発明によると，近接場光発生素子として導電性を有する散乱体を用いた熱アシスト記録用ヘッドにおいて，近接場光が発生する点に強い磁界を印加することが出来る。

以下，図面を参照して本実施例の実施の形態を説明する。

図１に、本実施例による熱アシスト磁気ヘッド１００の構成を示す。

光源としては波長７８０nmの半導体レーザを用い、それをサスペンションの根元付近に設置した（図14の符号５５参照）。光源からスライダ５まで光を伝送させるために、ポリマー導波路１０(図ではコア部を示す)を用いた。ポリマー導波路１０はサスペンション１６上に配置した。ポリマー導波路１０から出射する光は、スライダ５の上面に垂直な方向に出射するように、ポリマー導波路１０の端面には４５度ミラー１２を形成した。本実施例では、光源からスライダ５まで光を伝送させるための導波路として、ポリマー導波路１０を用いたが、光ファイバやプラスチックファイバなど他の導波路を用いても良い。

浮上スライダ５中には、光を媒体対向面17の反対側から媒体対向面17まで導くための記録用導波路３（図ではコア部を示す）を形成した。スライダ中の記録用導波路３のコアの材質はＴａ₂Ｏ₅とし、クラッド部１５の材質はＡｌ₂Ｏ₃とした。記録トラックの方向と垂直な方向のコア幅は600nm，記録トラックの方向と平行な方向のコア幅（図１中W₂）は300nmとした。導波路３の材質は、コアの屈折率がクラッドの屈折率よりも大きければ良く、例えば、クラッドの材質をＡｌ₂Ｏ₃にし、コアの材質をＴｉＯ₂にしても良い。またクラッドの材質をＳｉＯ₂にし、コアの材質をＴａ₂Ｏ₅，ＴｉＯ₂，ＳｉＯ_xＮ_y，ＧｅドープＳｉＯ₂にしても良い。

導波路３下部（出射端）には、径が数１０ｎｍの光スポットを発生させるために近接場光発生素子１を形成した。近接場光発生素子１としては、導電性の散乱体を用いた。
記録用磁界は、主磁極２とリターンポール８とコイル７から構成される磁気ヘッド部６により発生させた。コイル７により発生した磁界は，主磁極２によって近接場光発生素子１の近傍に導いた。記録の瞬間に，近接場光発生素子により発生する光により媒体を加熱すると同時に，主磁極２から発生する磁界を媒体に印加することで，記録層１４′に記録マークを書き込んだ。

書込ヘッドの脇には、図１に示すように、磁気再生素子４を含む再生ヘッドを形成した。本実施例では、磁気再生素子４としてGiant Magneto Resistive（ＧＭＲ）素子又はTunneling Magneto Resistive（ＴＭＲ）素子を利用した。磁気再生素子４の周辺には、磁界の漏れを防ぐための磁気シールド９を形成した。

図２に，主磁極２先端部および近接場光発生素子１の拡大図を示す。また、図３に、この部分の断面図（ｘｚ平面に平行な方向に切断したとき断面図）を示す。主磁極２の先端部近傍には近接場光発生素子１として三角形の形状を有する導電性の散乱体を配置した。この導電性を有する散乱体の主要部２０と先端部２１の材質が異なるようにし、先端部２１の材質を磁性材料となるようにした。この散乱体に、図2中のｘ方向に偏光した光を、矢印２４の方向に入射させると、散乱体中の電荷が入射光の偏光方向に平行な方向に振動する。振動する電荷は、先端部21に集中し、その集中した電荷により先端部２１近傍に局在した電場すなわち近接場光が発生する。散乱体中の電荷の振動には、共鳴周波数が存在し、その周波数と光の周波数が一致すると、光エネルギは電荷の振動エネルギに効率良く変換され、その結果非常に強い近接場光が頂点２１に発生する。特に、記録媒体１４が、近接場光素子１近傍に存在すると、媒体により電荷が引き寄せられ、媒体に近い頂点２２に強い近接場光が発生する。

本実施例では、導電性を有する散乱体の主要部２０の材料として金、先端部２１の材料としてFeCo合金を用いた。先端部２１を含む散乱体のｘ方向の幅W_xは90nmとし、散乱体の高さｈ_３は100nmとした。先端部２１のｘ方向の幅W_aは１０nm、ｙ方向の幅W_bは２０nmとした。頂角θは５０度とした。散乱体の主要部２０の媒体側の表面２５は、散乱体の表面２５と媒体表面の距離が、散乱体の頂点部２２と媒体表面の距離よりも大きくなるようにした。光を散乱体に入射させたとき、頂点２２の他に、頂点と反対側の辺２３にも弱い近接場光（バックグランド光）が発生する。このバックグランド光が媒体に当たると、頂点部２２以外においても媒体が加熱されてしまい、そこにおける記録情報が消去されてしまう可能性がある。上記のように、散乱体の表面２５と媒体表面の距離が大きくなるように散乱体の主要部２０の媒体側の表面２５を削ると、頂点２２の反対側の辺２３に発生する弱い近接場光が媒体表面に届かなくなり、辺２３に発生する弱い近接場光が媒体に与える影響を小さくすることが出来る。

本実施例では、表面２５の凹み（リセス）量ｈ_２は１０nmとした。主磁極２の材料はFeCo合金とした。主磁極のｙ方向の幅は徐々に小さくなるようにし、先端部のｘ方向の幅W_１は300nm、ｙ方向の幅W_２も300nmとなるようにした。主磁極と散乱体の先端部２１の距離Sは２０nmとした。主磁極２および近接場光発生素子１周辺の材料はAl₂O₃とした。光源からの光を近接場光発生素子１まで導くための導波路コア３の終端部とスライダ浮上面１７の距離ｈ_４は150nmとした。導波路コア３とクラッドの境界には，エバネッセント光が染み出しているが，導波路コア３と主磁極２が接してしまうと，導波路コア３表面のエバネッセント光がけられてしまい，導波路コア３を伝播する光の強度が低下してしまう。この強度の低下を抑えるために，主磁極２の導波路コア３に近い部分26の表面を削った。本実施例では，削る量Ｗ_３は100nmとし，削らない部分の高さh₅は100nmとした。図４に、上記構造により発生した近接場光の強度分布（媒体１４表面における強度分布）の計算結果を示す。強度の値は、入射光強度との比を表す。この図に示すように、磁性体で出来た散乱体の先端部２２近傍に強い近接場光が発生し、そのピーク強度は、入射光強度の約350倍となった。

ここで、散乱体の頂点２１の材料を磁性材料としたことによる効果を説明する。

図５は、主磁極２の先端の幅が W₁=300nm,W₂=300nmであるとき、主磁極下の媒体表面における磁界分布（ｚ方向成分の分布）および媒体表面の温度分布を示す。ｘ座標は、近接場光素子に近い側の磁極のエッジの位置を原点とした。散乱体は磁極脇に形成されているため、図５に示すように、磁極から離れた位置が加熱される。記録ビットは、この加熱領域に形成され、その流出端側の境界は、温度分布の流出端側における温度勾配（温度をＴとしたときのdT/dxの絶対値）が最大となる位置（図５中、ｘ＝30nmの位置）となる。印加磁界強度は、加熱領域（温度分布の温度勾配が最大になる位置よりも流入端側）において十分大きくないと、加熱領域内の磁化が完全に反転されない。例えば、1Tb/in²以上の記録が可能な媒体に対して記録を行うためには、記録磁界の大きさは、温度分布の流出端側における温度勾配が最大となる位置において、3kOe以上である必要がある。図５中一点鎖線は、散乱体の先端部21の材料が磁性材料ではない場合の磁界分布を示す（主磁極の先端２７とスライダ浮上面１７の距離ｈ_１は０とした）。この場合、磁界強度は、磁極から離れると急激に低下し、温度分布の流出端側における温度勾配が最大となる位置における磁界強度は、1.5ｋOe以下となる。したがって加熱領域内の磁化を完全に反転させることが出来ない。また、磁極中心部と加熱点における磁界強度の差が大きいと，記録する場所の周辺に強い磁界が印加されることになり，記録点周辺（隣接トラック）においてデータが消去されてしまうことが問題となる。

図５中の実線の曲線は、本実施例の構造により発生する磁界分布を示す。本実施例の構造の場合、散乱体の先端が磁性体となっているため、散乱体の先端２１付近の磁束が，先端２１に集まる。その結果、加熱点における磁界強度を増すことが出来る。本実施例の場合、温度分布の流出端側における温度勾配が最大となる位置における磁界強度を、3ｋOe以上にすることが出来る。また、熱アシスト磁気記録では、温度勾配が最大になる位置において、磁界分布の勾配が大きいほど再生信号の信号／ノイズ（Ｓ／Ｎ）比を大きくすることが出来る。本実施例の構造では、近接場光が発生する位置において局所的に磁界強度を大きくすることが出来るので、温度勾配が高い位置と、磁界勾配が高い位置を近づけることが出来、その結果再生信号のＳ／Ｎ比を大きくすることが出来る。

上記実施例では、主磁極端部とスライダ浮上面の距離ｈ_１は０としたが、０よりも大きくなるようにしても良い。言い換えれば、主磁極端部に浮上面からリセスした領域を設けても良い。このようなリセス領域を設けることにより，磁界が磁極横にも広がり，加熱位置における磁界強度をさらに大きくすることが出来る。

図５中の二点鎖線は、散乱体先端を磁性材料にし、主磁極端部とスライダ浮上面の距離ｈ_１を50nmにした場合の磁界分布を示す。このように、主磁極端部とスライダ浮上面の距離ｈ_１を大きくすることにより、温度分布の流出端側における温度勾配が最大となる位置における磁界強度を4kOe以上にすることが出来る。このように磁界強度を上げることが出来ると、より保磁力の大きな媒体に記録することが出来るので、熱揺らぎの影響を小さくすることが出来る。したがって、記録密度を大きくすることが出来る。また磁界強度を増やすことにより、加熱温度を下げることも出来るので、より低パワーの光で記録することも可能になる。

上記のように、主磁極端部とスライダ浮上面の距離ｈ_１を０よりも大きくする場合、主磁極端部とスライダ浮上面の距離の距離が大きすぎると，磁界分布が広がりすぎてしまい逆に記録点における磁界強度が低下してしまう。図６に、主磁極端部とスライダ浮上面の距離ｈ_１と温度勾配が最大となる点（ｘ＝30nm）における磁界強度との関係を示す。このように磁界強度を大きくするためには，主磁極端部とスライダ浮上面の距離をある程度大きくするのが好ましが，逆に主磁極端部とスライダ浮上面の距離の距離が大きすぎると，磁界分布が下がってしまう。5Ｔｂ/ｉｎ^２以上の記録密度を実現するためには、温度分布の流出端側における温度勾配が最大となる位置における磁界強度を4kOe以上にすることが必要となるが、そのためには、主磁極端部とスライダ浮上面の距離ｈ_１は20nm以上、150nm以下にするのが好ましい。

上記実施例において、主磁極と散乱体先端の距離Ｓは，30nmとしたが、距離Ｓが大きすぎると、散乱体先端を磁性体にしたとしても、加熱位置における磁界が不十分となってしまう。距離Ｓが70nm以上になると、温度勾配が最大となる位置（流出端側の位置）における磁界強度は3kOe以下となるので、１Ｔｂ／in2以上の記録密度を実現するのが困難となる。したがって、主磁極と散乱体先端の距離Ｓは70nm以下にするのが好ましい。

上記実施例において，散乱体先端の磁性体の部分２１の記録トラックに垂直な方向の幅W_bは，記録トラック幅よりも小さくすると，記録するトラックにのみ強い磁界を印加することが出来，隣接トラックに書かれた記録情報が消去される確率を小さくすることが出来る。したがって，散乱体先端の磁性体の部分２１の記録トラックに垂直な方向の幅W_bは，記録トラック幅よりも小さくするのが好ましい。例えば，１Tb/in²以上の記録密度を実現するためにはトラックの幅を50nm以下にする必要があり，そのためには，散乱体先端の磁性体の部分２１の幅W_bは，50nm以下にするのが好ましい。

上記実施例では，散乱体の主要部２０の材料として金を用いたが，非磁性かつ導電性を有する金属であれば金以外の材料でも良い。例えば，銀，銅，アルミ，チタンなどの金属や金と銀，金と銅など複数の金属を混ぜた合金であっても良い。散乱体の先端部２１の材料は，磁性体であれば金属以外の材料でも良く，例えばFeCoNi合金，FeNi合金，FeNiMo合金，FeNiCrCu合金，FeNiNb合金，FeCoPd合金，Fe，FeSi,合金，FeAl合金，FeSiAl合金，フェライト化合物などであっても良い。なお，磁性体中の磁化の向きを容易に反転することが出来るように，磁性体の材料は軟磁性体であることが好ましい。

上記散乱体の長さ（頂点とその反対のエッジまでの距離）W_xは，散乱体中の電荷振動の共鳴（プラズモン共鳴）が発生するように調整すると強い近接場光を発生させることが出来る。上記実施例のように，散乱体の主要部２０の材質が金，先端部２１の材質がＦｅＣｏ，入射光波長が780nmであるとき，最適な長さW_xは90nmであったが，最適値は，散乱体を構成する材質や散乱体周辺の材料，入射光波長に依存するため，材料等に合わせて調整することが好ましい。

上記実施例では，主磁極２を近接場発生素子１に対してスライダの流入端（リーディングエッジ）側に配置し，近接場光発生素子１を主磁極２に対してスライダの流出端（トレーリングエッジ）側に配置したが，逆に，主磁極２をスライダの流出端側に配置し，近接場光発生素子１を，スライダの流入端側に配置しても良い。熱アシスト記録においては、記録ビットの境界が記録される位置、すなわち温度分布の流出端側における温度勾配が最大となる位置に印加される磁界強度が大きいほど再生信号のＳ/Ｎ比が大きくなる。近接場光発生素子１を流入端側に配置すると、温度勾配が最大となる位置が磁極に近くなるので、印加磁界を強くすることが出来る。

次に，散乱体の先端２１が主磁極２に接する場合の実施例を示す。実施例１では，散乱体の先端２１と主磁極２の間は離れているとしたが，主磁極２の先端２７とスライダ浮上面１７が離れている場合（主磁極の先端２７とスライダ浮上面１７の距離ｈ_１が０よりも大きい場合），図7（a）に示すように，散乱体の先端２１が主磁極２に接するように（主磁極２と散乱体先端２１の距離Ｓが０となるように），散乱体を配置しても良い。散乱体の先端に強い近接場光を発生させるためには、散乱体中を振動する電荷が、散乱体の先端部に溜まる必要があるが、主磁極の先端２７とスライダ浮上面１７の距離ｈ_１を０にし、散乱体の先端を主磁極に接触するようにすると、電荷が先端に溜まらなくなってしまう。その結果、発生する近接場光強度が低下してしまう。これに対し、主磁極２とスライダ浮上面１７の間にスペースが開いていれば，散乱体中を振動する電荷は，散乱体の先端部２１の磁性体と接していない部分に溜まり，その近傍に近接場光が発生する。このように散乱体先端の磁性体の部分２１と主磁極２が接していれば，主磁極２中の磁束が散乱体先端の磁性体中に流れるため，散乱体の媒体側の頂点２２に発生する磁界強度を強くすることが出来る。本実施例では，主磁極の先端２７とスライダ浮上面１７の距離ｈ_１を50nmとし，その横に，図２の実施例と同じ寸法の散乱体を，散乱体の先端２１が主磁極２の側面に接するように配置した。散乱体の材質は，図２の実施例と同じとした。

上記実施例では，散乱体先端の磁性体の部分２１は，主磁極２の側面に接するように配置したが，図7（ｂ）に示すように，散乱体先端の磁性体の部分２１が主磁極先端２７の下部（主磁極先端２７とスライダ浮上面１７の間）に位置するように配置しても良い。このように，散乱体先端の磁性体の部分２１を主磁極下部に置くことにより，散乱体の媒体側の頂点２２に発生する磁界強度をさらに強くすることが出来る。本実施例では，本実施例では，主磁極の先端２７とスライダ浮上面１７の距離ｈ_１を50nmとし，散乱体の厚さｈ₃を50nm，散乱体主要部20の凹み量ｈ_２は10nmとした。図7（ｃ）に示すように，散乱体の厚さｈ₃は，主磁極の先端２７とスライダ浮上面１７の距離ｈ_１よりも大きくなるようにしても良い。例えば，距離ｈ_１が50nmであるとき，散乱体の厚さｈ₃を１００nmにしても良い。このようにすることで，散乱体中を振動する電荷の量が多くなるため，先端２１に集まる電荷の量が多くなり，発生する近接場光強度を大きくすることが出来る。

次に，近接場光を発生させるための散乱体の主要部２０が主磁極の下部に置かれた場合の実施例を説明する。

図8に、散乱体の主要部２０が主磁極２の下部に置かれた場合の実施例の図を示す。図8(a)は、斜視図、図8(b)は断面図を示す。この実施例では、主磁極２の先端の形状は三角形であるとし、その主磁極の下部に、三角形の形状をした導電性を有する散乱体を配置した。散乱体主要部２０の材質は金、先端部２１の材質はFeCoとし、先端部２１を含む散乱体のｘ方向の幅W_xは90nmとし、散乱体の高さｈ_３は50nmとした。先端部２１のｘ方向の幅W_aは１０nm、ｙ方向の幅W_bは２０nmとした。三角形の頂角θは５０度とした。散乱体主要部２０の窪み量ｈ₁は50nmとした。散乱体上の主磁極のx方向の幅W₄は９０nm、主磁極の高さｈ_６は150nmとした。導波路のコア３の出射端からスライダ浮上面１７までの距離ｈ_７は、200nmとした。導波路３の中心は、散乱体の先端２１の位置にくるようにし、入射光は、磁極の上部から矢印２４の方向に入射するようにした。入射光の偏光方法は、ｘ方向となるようにした。主磁極２の影響で、導波路コア３の中を導波する光強度が低下しないように、導波路コア３と主磁極２側面の間隔W₆は100nmとなるようにした。

上記のように、主磁極２の下部に散乱体を置いた場合も、散乱体側面や主磁極２側面から回り込んで散乱体に入射光する光などにより、散乱体中に電荷振動が励起され、散乱体の媒体１４側の頂点２２に強い近接場光が発生する。このように、散乱体の上に主磁極を配置することにより、磁界が印加される領域と光により加熱される領域を重ねることが出来るが、散乱体の先端２１が磁性体でない場合、主磁極２の先端と媒体１４の間隔ｈ_３は、散乱体の厚さh₂よりも大きくなってしまう。そのために、主磁極２と媒体１４の間において、主磁極から出た磁界が横方向（ｘｙ方向）に広がり、図9中の点線に示すように、媒体１４表面における磁界強度分布は、横方向に広がった分布となる。また、強度も主磁極の先端とスライダの浮上面の距離ｈ_３が０である時に比べ、小さくなってしまう（図9において、ｘ方向の原点は、散乱体の頂点２１の位置とした）。これに対して、散乱体の先端２１の材質が磁性体である場合、主磁極２から出た磁束は、散乱体先端部２１に集まるため、図9中の実線に示すように、散乱体の媒体側の頂点14における磁界強度を増強することが出来る。

上記実施例では、主磁極２先端の形状は三角柱であるとしたが、他の形状にしても良い。例えば、図10に示すように四角柱にしても良い。このようにすることにより、磁束が散乱体先端部２１に流れやすくなり、散乱体の媒体側の頂点２２における磁界強度を強くすることが出来る。本実施例では、主磁極２先端のｘ方向幅W₈を100nm、ｙ方向の幅W₇も100nmとした。

上記図２および図10の実施例において、散乱体先端の磁性体部２１のｙ方向の幅W_bは、散乱体主要部２０先端の幅に等しいとしたが、図11(a)に示すように、散乱体先端の磁性体部２１のｙ方向の幅W_bが、散乱体主要部２０先端の幅W_cと異なるようにしても良い。例えば、図11(a)の実施例では、W_bを25nm、W_cを20nmとした。このように散乱体先端の磁性体部２１の幅を広げることで、散乱体先端に発生する磁界強度を強くすることが出来る。また、逆にW_bがW_cよりも小さくなるようにしても良い。このようにすることにより、散乱体先端に発生する近接場光の分布の幅を小さくすることが出来る。また、図11(c)に示すように、散乱体先端の磁性体部２１の先が先端に行くに従い徐々に小さくなるようにしても良い。このようにすることにより、散乱体先端に発生する近接場光の分布の幅をさらに小さくすることが出来る。本実施例では，散乱体の磁性体部２１の先端の幅W_bを10nm、散乱体主要部２０側の幅W_cを30nmとした。

散乱体先端の磁性体部２１の幅は、スライダ浮上面１７に近づくにつれて小さくなるようにしても良い。例えば図12(a)の実施例では、散乱体先端の磁性体部２１のｙ方向の幅W_bがスライダ浮上面１７に近づくにつれて小さくなるようにした。スライダ浮上面側の幅W_bは20nmとし、その反対側における幅Ｗ’_bは60nmとした。X方向の幅、W_aは10nmとした。このようにすることで、磁束が散乱体先端の磁性体中を流れやすくなり、散乱体の媒体側の頂点２２に発生する磁界強度を強くすることが出来る。図12(a)の実施例では、ｙ方向の幅W_bが徐々に変化するようにしたが、ｘ方向の幅W_aが徐々に変化するようにしても良い。また、ｘ方向、ｙ方向の幅を共に変化させても良い。また、幅を徐々に変化させるのではなく、ステップ状に変化させても良い。

上記実施例では、散乱体先端部２１は散乱体の上部から下部にかけて磁性体となるようにしたが、図12(b)に示すように、散乱体の下部（媒体側）のみが磁性体となるようにしても良い。このようにすると、磁界強度は低下してしまうが、散乱体中において、導電性が高い材料（金など）が占める割合が大きくなるため、散乱体中を電荷が振動しやすくなり、発生する近接場光強度を大きくすることが出来る。

上記実施例では、散乱体の形状は三角形としたが、四角形、多角形、楕円など他の形状にしても良い。例えば、図13(a)の実施例では、散乱体の形状を四角形とした（図13は浮上面側から散乱体を見た図）。入射光の偏光方向はｘ方向した。ｘ方向の幅W₁₀は70nm、ｙ方向の幅W₁₁は20nm、磁性体の部分21のｘ方向の幅W₁₃は10nmとした。図13(b)の実施例では、散乱体の形状を楕円とした。入射光の偏光方向はｘ方向した。ｘ方向の幅W₁₀は70nm、ｙ方向の幅W₁₁は20nm、磁性体の部分21のｘ方向の幅W₁₃は10nmとした。

本実施例は、実施例１から３で説明した磁気ヘッドが搭載される熱アシスト記録装置について説明する。図14に、上記記録ヘッドを用いた記録装置全体図を示す。浮上スライダ５はサスペンション１３に固定し、ボイスコイルモータ４９からなるアクチュエータによって磁気ディスク６上の所望トラック位置に位置決めした。ヘッド表面には浮上用パッドを形成し、磁気ディスク６の上を浮上量１０ｎｍ以下で浮上させた。記録ディスク６は、モータによって回転駆動されるスピンドル５３に固定し回転させた。半導体レーザ５５は、サブマウント５１上にはんだで固定後、そのサブマウント５１をサスペンションが取り付けられたアームの根元（e-blockと呼ばれる部分）に配置した。半導体レーザ５５のドライバは、e-block横に配置される回路基板５２の上に配置した。この回路基板５２には、磁気ヘッド用のドライバも搭載した。半導体レーザ５５が搭載されたサブマウント５１は、e-block上に直接配置しても良いし、ドライバ用回路基板５２の上に配置しても良い。半導体レーザ５５からの出射光は、導波路１０を半導体レーザに直接接合させるか、導波路１０と半導体レーザの間にレンズを入れることで、導波路１０に結合させた。

このとき、導波路１０、半導体レーザ５５、及びそれを結合させるための素子や部品は、モジュールとして一体化し、それをe-block上又は、e-block横の回路基板上に配置しても良い。また、半導体レーザ５５の寿命を長くするために、モジュール内を気密封じしても良い。

記録信号は、信号処理用ＬＳＩ５４で発生し、記録信号及び半導体レーザ用電源は、ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）５０を通して半導体レーザ用ドライバに供給した。記録の瞬間、浮上スライダ５中に設けたコイルにより磁界を発生すると同時に、半導体レーザを発光させ、記録マークを形成した。記録媒体６上に記録されたデータは、浮上スライダ５中に形成された磁気再生素子（ＧＭＲ又はＴＭＲ素子）で再生した。再生信号の信号処理は信号処理回路５４により行った。

本発明の熱アシスト記録用ヘッドを示す側断面図。 主磁極先端および近接場発生素子を拡大して示した斜視図。 主磁極先端および近接場発生素子を拡大して示した断面図。 媒体表面における近接場光強度の分布図。 主磁極横に散乱体を配置した場合の、媒体表面における磁界強度の分布図。 主磁極端から浮上面までの距離と磁界強度の関係を示す図。 散乱体先端の磁性体部が主磁極のトラック走行側側面に接した構造の磁気ヘッド要部を示す図。 散乱体先端の磁性体部が主磁極下面に接するように配置された構造の磁気ヘッド要部を示す図。 散乱体先端の磁性体部を主磁極下面に接するように配置し、かつ散乱体を主磁極端部と磁性体部の境界を跨ぐように配置した構造の磁気ヘッド要部を示す図。 先端の材質が磁性体となった散乱体が主磁極の下部に配置された構造の磁気ヘッドを示す斜視図。 先端の材質が磁性体となった散乱体が主磁極の下部に配置された構造の磁気ヘッドを示す断面図。 主磁極下に散乱体を配置した場合の、媒体表面における磁界強度の分布図。 主磁極の断面形状を四角形にした場合を示す図。 散乱体先端の磁性体の部分の寸法、形状を変えた場合を示す図で、(a)は磁性体の分の幅を、散乱体主要部の幅よりも大きくした場合、(b)は磁性体部分の先端を先鋭化した場合を示す図。 散乱体先端の磁性体の部分の形状を変えた場合を示す図で、(a)はスライダの浮上面側に近づくにつれて、幅が徐々に小さくなった場合、（ｂ）は先端の磁性体の部分が、スライダの浮上面側にのみ形成された場合を示す図。 散乱体の形状を三角形以外にした場合を示す図で、(a)は四角形、（ｂ）は楕円にした場合を示す図。 記録再生装置の構成例を示す図。

符号の説明

１ 近接場光発生素子
２ 主磁極
３ 導波路コアー
４ 再生素子
５ スライダ
６ 磁気ヘッド
７ コイル
８ リターンポール
９ シールド
１０ ポリマー導波路コアー
１１ ポリマー導波路クラッド
１２ ミラー
１４ 磁気ディスク
１４’ 記録層
１５ 導波路クラッド
１６ サスペンションのフレクシャー部
１７ スライダ浮上面
２０ 散乱体主要部
２１ 散乱体先端の磁性体部
２２ 散乱体の媒体側の頂点
２３ 散乱体の近接場光が発生する頂点と反対側の辺
２４ 入射光の入射方向
２５ 散乱体の主要部の媒体側の面
２６ 主磁極の導波路コア側の面。
２７ 主磁極の先端部
４９ ボイスコイルモータ
５０ ＦＰＣ
５１ サブマウント
５２ ドライバ用回路基板
５３ スピンドルモータ
５４ 信号処理用ＬＳＩ
５５ 半導体レーザ
１００ 熱アシスト磁気ヘッド

Claims (9)

1. 磁界発生用のコイル及び磁極と近接場光を発生させるための導電性を有する散乱体とを備え，
   前記導電性を有する散乱体上の近接場光が発生する頂点における材料が磁性材料であり，かつ前記導電性を有する散乱体上の近接場光が発生する頂点以外における材料が非磁性材料であり，
   前記散乱体の先端が前記磁極近傍に配置されていることを特徴とする熱アシスト記録装置用ヘッド。
2. 近接場光と、励磁コイルにより発生した記録磁界とを記録媒体に対する浮上面に放出することにより前記記録媒体に対して記録動作を行う熱アシスト記録装置用ヘッドにおいて、
   前記記録磁界を前記記録媒体の対向面へ導く記録磁極と、
   当該記録磁極のトレーリング側ないしリーディング側近傍に配置された、非磁性かつ導電性を有する金属により構成される柱体状の散乱体とを備え、
   当該柱体状の散乱体は、前記記録磁極への対向面側に形成された磁性材料部を備えることを特徴とする熱アシスト記録装置用ヘッド。
3. 請求項２に記載の熱アシスト記録装置用ヘッドにおいて、
   当該熱アシスト記録装置用ヘッドの浮上面と前記記録磁極の浮上面側端部との距離は、前記浮上面と前記散乱体底面との距離よりも大きいことを特徴とする熱アシスト記録装置用ヘッド。
4. 請求項２に記載の熱アシスト記録装置用ヘッドにおいて、
   前記柱体状の散乱体の形状は三角柱であり、
   前記磁性材料部は、当該三角柱の頂角側の稜線に前記三角柱の上面から下面に渡って形成されていることを特徴とする熱アシスト記録装置用ヘッド。
5. 請求項１に記載の熱アシスト記録装置用ヘッドにおいて，
   前記磁性材料の部分の記録トラックに垂直な方向の幅が，記録トラック幅よりも小さいことを特徴とする熱アシスト記録装置用ヘッド。
6. 請求項１および３記載の熱アシスト記録装置用ヘッドにおいて，
   前記磁極の先端とスライダの浮上面との距離が，20nm以上、１５０nm以下であることを特徴とする熱アシスト記録装置用ヘッド。
7. 請求項１および３記載の熱アシスト記録装置用ヘッドにおいて，
   前記導電性を有する散乱体先端の磁性体の部分が前記磁極に接していることを特徴とする熱アシスト記録装置用ヘッド。
8. 請求項１記載の熱アシスト記録装置用ヘッドにおいて，
   前記導電性を有する散乱体の先端の磁性体の部分の幅が，前記磁極中の磁束が進む方向に進むに従い徐々に小さくなったことを特徴とする熱アシスト記録装置用ヘッド。
9. 磁界発生用のコイル及び磁極と近接場光を発生させるための導電性を有する散乱体とを備え，前記導電性を有する散乱体上の近接場光が発生する頂点における材料が磁性材料であり，かつ前記導電性を有する散乱体上の近接場光が発生する頂点以外における材料が非磁性材料であり，前記散乱体の先端が前記磁極近傍に配置されていることを特徴とする熱アシスト記録装置。

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