JP2014112459A - 磁気ヘッド及び磁気記録媒体から情報を読み出す方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 一実施形態に係る磁気ヘッドは、補助磁極、第1のスピントルク発振素子、及び第2のスピントルク発振素子を備える。補助磁極は、磁気記録媒体に磁場を印加する。第1のスピントルク発振素子は、第1の周波数で発振し、当該第1の周波数に応じた周波数の高周波磁場を前記磁気記録媒体に印加する。第2のスピントルク発振素子は、前記第1の周波数とは異なる第2の周波数で発振し、当該第2の周波数に応じた周波数の高周波磁場を前記磁気記録媒体に印加する。
【選択図】図1
Description
次に、実施例に係る磁気ヘッドについて説明する。
図9は、本実施例に係る磁気ヘッドの発振素子部900を概略的に示している。図9の発振素子部900は、スパッタ法によりガラス基板901上に磁性積層膜を成膜し、電子線及び光リソグラフィーを用いて磁性積層膜を加工して作製した。発振素子部900には、2つのスピントルク発振素子910及び920が並列に設けられている。これらスピントルク発振素子910及び920は、同じ構造を有する1対の発振素子である。スピントルク発振素子910及び920のサイズはそれぞれ40nm×80nmとした。スピントルク発振素子910及び920の磁化フリー層915及び925は、CoFeB膜で形成し、その膜厚は2nmとした。非磁性層914及び924は、MgOのトンネル絶縁膜で形成し、その膜厚は1nmとした。磁化固定層915及び925は、CoFeB/Ru/CoFeの積層膜で形成し、CoFeb膜の膜厚は4nm、Ru膜の膜厚は0.92nm、CoFe膜は膜厚を4nmとした。電極911、912、921、922はCuで形成した。
スピントルク発振素子910に流す電流を調節し、外部磁場450Oeが印加されている状況下でのスピントルク発振素子910の発振周波数を8.1GHzに設定した。CoFe膜の磁化と平行又は反平行になるように外部磁場の向きを1秒毎に変更して、スピントルク発振素子910の検波出力V1を測定した結果を図10に示す。図10からは、CoFe膜の磁化が外部磁場と平行な場合には、共鳴吸収により発振素子のエネルギー損失が増大し、出力電圧が低下することがわかる。即ち、磁化の向きに応じた出力が得られ、情報の読み出しがなされている。
スピントルク発振素子910及び920に流す電流を調節し、外部磁場450Oeが印加されている状況下でのスピントルク発振素子910及び920の発振周波数をそれぞれ8.1GHz及び4.3GHzに設定した。CoFe膜の磁化と平行又は反平行になるように外部磁場の向きを1秒毎に変更して、スピントルク発振素子910及び920の検波後の出力電圧の差V1−V2を測定した結果を図11に示す。CoFe膜の磁化が外部磁場と平行である場合には、共鳴吸収によりスピントルク発振素子910のエネルギー損失が増大し、スピントルク発振素子910の出力電圧V1が低下する。これに対し、CoFe膜の磁化が外部磁場と反平行である場合には、共鳴吸収によりスピントルク発振素子920のエネルギー損失が増大し、スピントルク発振素子920の出力電圧V2が低下する。図11に示されるように、2つのスピントルク発振素子910及び920を用いる場合にも、磁化の向きに応じた電圧信号が得られ、情報の読み出しがなされている。
Claims (5)
- 磁気共鳴現象を利用して磁気記録媒体から情報を読み出す磁気ヘッドであって、
前記磁気記録媒体内の読み出し対象の記録ビットに磁場を印加する補助磁極と、
前記読み出し対象の記録ビットの磁化の向きが第1方向である場合に前記磁場によって変化した前記読み出し対象の記録ビットの共鳴周波数に対応する第1の周波数で発振する第1のスピントルク発振素子であって、当該第1のスピントルク発振素子の発振に伴って発生する高周波磁場と前記読み出し対象の記録ビットとの間に磁気共鳴が生じたか否かを検出する第1のスピントルク発振素子と、
前記読み出し対象の記録ビットの磁化の向きが前記第1方向と反対の方向である第2方向である場合に前記磁場によって変化した前記読み出し対象の記録ビットの共鳴周波数に対応する第2の周波数で発振する第2のスピントルク発振素子であって、当該第2のスピントルク発振素子の発振に伴って発生する高周波磁場と前記読み出し対象の記録ビットとの間に磁気共鳴が生じたか否かを検出する第2のスピントルク発振素子と、
を具備することを特徴とする磁気ヘッド。 - 前記第1のスピントルク発振素子から出力される検出信号と前記第2のスピントルク発振素子から出力される検出信号との差信号における極性に基づいて前記読み出し対象の記録ビットが保持する情報を再生する信号処理部をさらに具備することを特徴とする請求項1に記載の磁気ヘッド。
- 前記磁気記録媒体は磁気共鳴周波数が異なる複数の記録層を含み、前記第1の周波数及び前記第2の周波数は前記読み出し対象の記録ビットが属する記録層の磁気共鳴周波数に応じて変化することを特徴とする請求項1に記載の磁気ヘッド。
- 磁気回転比をγ、前記補助磁極により印加される磁場の大きさをHp、前記読み出し対象の記録ビットが属する記録層の磁気共鳴周波数をfと表す場合、前記第1の周波数f1及び前記第2の周波数f2は下記の関係を満たすことを特徴とする請求項1に記載の磁気ヘッド。
- 補助磁極、第1のスピントルク発振素子、及び第2のスピントルク発振素子を備える磁気ヘッドで、磁気共鳴現象を利用して磁気記録媒体から情報を読み出す方法であって、
前記磁気記録媒体内の読み出し対象の記録ビットに前記補助磁極からの磁場を印加することと、
前記第1のスピントルク発振素子を、前記読み出し対象の記録ビットの磁化の向きが第1方向である場合に前記磁場によって変化した前記読み出し対象の記録ビットの共鳴周波数に対応する第1の周波数で発振させることと、
前記第1のスピントルク発振素子の発振に伴って生じた高周波磁場と前記読み出し対象の記録ビットとの間に磁気共鳴が生じたか否かを、前記第1のスピントルク発振素子によって検出することと、
前記第2のスピントルク発振素子を、前記読み出し対象の記録ビットの磁化の向きが前記第1方向と反対の方向である第2方向である場合に前記磁場によって変化した前記読み出し対象の記録ビットの共鳴周波数に対応する第2の周波数で発振させることと、
前記第2のスピントルク発振素子の発振に伴って生じた高周波磁場と前記読み出し対象の記録ビットとの間に磁気共鳴が生じたか否かを、前記第2のスピントルク発振素子によって検出することと、
を行うことを特徴とする方法。
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