JP2018133119A - Magnetic head, magnetic head assembly, and magnetic recording and reproducing device - Google Patents

Magnetic head, magnetic head assembly, and magnetic recording and reproducing device Download PDF

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真理子 清水
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克彦 鴻井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic head having a spin torque oscillator capable of oscillating at low current density.SOLUTION: The magnetic head comprises a main magnetic pole, a spin torque oscillator, and an auxiliary magnetic pole, the spin torque oscillator comprises a first magnetic layer including alloy of at least one element of Fe, Co, or Ni with one element of Cr, V, or Ti and consisting of an in-plane magnetization film having a negative spin-dependent scattering parameter, a non-magnetic intermediate layer, and a second magnetic layer including at least one element of Fe, Co, or Ni and consisting of an in-plane magnetization film having a positive spin-dependent scattering parameter.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、磁気ヘッド、磁気ヘッドアセンブリ、及び磁気記録再生装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to a magnetic head, a magnetic head assembly, and a magnetic recording / reproducing apparatus.

従来技術のスピントルク発振子は、スピン注入層と発振層とで構成され、スピン注入層には、動作時に磁化方向が固定される磁性層が用いられていた。例えば、スピン注入層には、高い異方性エネルギーをもった材料が用いられ、スピントルク発振子は、発振層が2枚の磁性層からなる2層発振層構成のほかに、別途スピン注入層を設けている。このような構成で発振層を主磁極側、スピン注入層を補助磁極側に作成した場合、スピン注入層の加工ダメージによって、発振に必要な電流密度が上昇してしまうという問題があった。   A conventional spin torque oscillator includes a spin injection layer and an oscillation layer, and a magnetic layer whose magnetization direction is fixed during operation is used for the spin injection layer. For example, a material having high anisotropy energy is used for the spin injection layer, and the spin torque oscillator has a separate spin injection layer in addition to the two-layer oscillation layer configuration in which the oscillation layer is composed of two magnetic layers. Is provided. When the oscillation layer is formed on the main magnetic pole side and the spin injection layer is formed on the auxiliary magnetic pole side with such a configuration, there is a problem that the current density necessary for oscillation increases due to processing damage of the spin injection layer.

特開2008−277586号公報JP 2008-277586 A

本発明の実施形態は、低電流密度で駆動可能な磁気ヘッドを得ることを目的とする。   An embodiment of the present invention aims to obtain a magnetic head that can be driven at a low current density.

実施形態によれば、主磁極と、
前記主磁極に対向して設けられた補助磁極と、
前記主磁極及び前記補助磁極間に設けられ、鉄、コバルト、またはニッケルのうち少なくとも1つの元素と、クロム、バナジウム、またはチタンのうち1つの元素との合金を含む、スピン依存散乱パラメータが負の面内磁化膜からなる第一磁性層、前記第一磁性層上に設けられた非磁性中間層、及び前記非磁性中間層上に設けられた、鉄、コバルト、またはニッケルのうち少なくとも1つの元素を含む、スピン依存散乱パラメータが正の面内磁化膜からなる第二磁性層を有し、
巨大磁気抵抗効果の磁気抵抗比の符号が負であるスピントルク発振子とを具備することを特徴とする磁気ヘッドが提供される。
According to an embodiment, a main pole,
An auxiliary magnetic pole provided opposite to the main magnetic pole;
A spin dependent scattering parameter that is provided between the main magnetic pole and the auxiliary magnetic pole and includes an alloy of at least one element of iron, cobalt, or nickel and one element of chromium, vanadium, or titanium; A first magnetic layer comprising an in-plane magnetization film, a nonmagnetic intermediate layer provided on the first magnetic layer, and at least one element of iron, cobalt, or nickel provided on the nonmagnetic intermediate layer Including a second magnetic layer made of an in-plane magnetization film having a positive spin-dependent scattering parameter,
There is provided a magnetic head comprising a spin torque oscillator having a negative sign of the magnetoresistance ratio of the giant magnetoresistance effect.

実施形態にかかる磁気ヘッドの構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structure of the magnetic head concerning embodiment. ダウントラック方向の高周波磁界強度を表すグラフ図である。It is a graph showing the high frequency magnetic field intensity of a down track direction. 比較の磁気ヘッドの構成を表す図である。It is a figure showing the structure of a comparative magnetic head. 実施形態にかかる磁気記録再生装置の構成の一例を表す図である。It is a figure showing an example of the composition of the magnetic recording and reproducing device concerning an embodiment. 実施形態にかかる磁気ヘッドアセンブリの構成の一例を表す図である。It is a figure showing an example of the composition of the magnetic head assembly concerning an embodiment.

実施形態にかかる磁気ヘッドは、
主磁極と、主磁極に対向して設けられた補助磁極と、主磁極及び補助磁極間に設けられたスピントルク発振子とを有する。
The magnetic head according to the embodiment is
A main magnetic pole; an auxiliary magnetic pole provided opposite to the main magnetic pole; and a spin torque oscillator provided between the main magnetic pole and the auxiliary magnetic pole.

スピントルク発振子は、第一磁性層、第一磁性層上に設けられた非磁性中間層、及び非磁性中間層上に設けられた第二磁性層を有し、巨大磁気抵抗効果(GMR)の磁気抵抗比の符号が負である。   The spin torque oscillator includes a first magnetic layer, a nonmagnetic intermediate layer provided on the first magnetic layer, and a second magnetic layer provided on the nonmagnetic intermediate layer, and includes a giant magnetoresistance effect (GMR) The sign of the magnetoresistance ratio is negative.

第一磁性層は、鉄、コバルト、またはニッケルのうち少なくとも1つの元素と、クロム、バナジウム、またはチタンのうち1つの元素との合金を含む、スピン依存散乱パラメータが負の面内磁化膜である。   The first magnetic layer is an in-plane magnetization film having a negative spin-dependent scattering parameter including an alloy of at least one element of iron, cobalt, or nickel and one element of chromium, vanadium, or titanium. .

第二磁性層は、鉄、コバルト、またはニッケルのうち少なくとも1つの元素を含む、スピン依存散乱パラメータが正の面内磁化膜である。   The second magnetic layer is an in-plane magnetization film having a positive spin-dependent scattering parameter and containing at least one element of iron, cobalt, or nickel.

実施形態によれば、スピントルク発振子を、スピン依存散乱パラメータの異なる二枚の面内磁化膜で構成することにより、発振に必要な電流密度を低減することができる。   According to the embodiment, the current density necessary for oscillation can be reduced by configuring the spin torque oscillator with two in-plane magnetization films having different spin-dependent scattering parameters.

また、実施形態にかかる磁気ヘッドは、第一磁性層の反磁界エネルギーをKu1、膜厚をt1、第二磁性層の反磁界エネルギーをKu2、膜厚をt2とするとき、異方性エネルギーの比率(Ku2×t2)/(Ku1×t1)は、下記関係式(1)を満足することができる。   In the magnetic head according to the embodiment, the demagnetizing field energy of the first magnetic layer is Ku1, the film thickness is t1, the demagnetizing field energy of the second magnetic layer is Ku2, and the film thickness is t2. The ratio (Ku2 × t2) / (Ku1 × t1) can satisfy the following relational expression (1).

0.3≦(Ku2×t2)/(Ku1×t1)≦1.2 …(1)
式(1)を満足する2つの磁性層を有するスピントルク発振子を用いると、低い電流密度で発振を行うことができる。
0.3 ≦ (Ku2 × t2) / (Ku1 × t1) ≦ 1.2 (1)
When a spin torque oscillator having two magnetic layers satisfying Expression (1) is used, oscillation can be performed at a low current density.

スピントルク発振子の巨大磁気抵抗効果(GMR)の磁気抵抗比の符号が負となる条件として、第一磁性層または第二磁性層の中間層側を構成する材料のスピン依存散乱パラメータが負で、もう一方の磁性層の中間層側を構成する材料のスピン依存散乱パラメータが正であることがあげられる。一方、スピントルク発振子のGMRが正であると、第一磁性層および第二磁性層の中間層側を構成材料のスピン依存散乱パラメータが、共に負、または、共に正となる。   As a condition that the sign of the magnetoresistance ratio of the giant magnetoresistance effect (GMR) of the spin torque oscillator is negative, the spin-dependent scattering parameter of the material constituting the intermediate layer side of the first magnetic layer or the second magnetic layer is negative. The spin-dependent scattering parameter of the material constituting the intermediate layer side of the other magnetic layer is positive. On the other hand, if the GMR of the spin torque oscillator is positive, the spin-dependent scattering parameters of the constituent materials on the intermediate layer side of the first magnetic layer and the second magnetic layer are both negative or both positive.

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.

図1に、実施形態にかかる磁気ヘッドの構成を表す断面図を示す。   FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of the magnetic head according to the embodiment.

実施形態にかかる磁気ヘッド10は、記録磁界を印加する主磁極1と、主磁極1にライトギャップをおいて対向するトレーリングシールド2と、主磁極1及びトレーリングシールド2の間に形成されるスピントルク発振子8とを有する。   A magnetic head 10 according to the embodiment is formed between a main magnetic pole 1 for applying a recording magnetic field, a trailing shield 2 facing the main magnetic pole 1 with a write gap, and the main magnetic pole 1 and the trailing shield 2. And a spin torque oscillator 8.

スピントルク発振子8は、下地層3、第一磁性層4と、中間層5と、第二磁性層6、キャップ層7とから構成される。   The spin torque oscillator 8 includes an underlayer 3, a first magnetic layer 4, an intermediate layer 5, a second magnetic layer 6, and a cap layer 7.

下地層3は、第一磁性層の磁化と主磁極の磁化とが交換結合しないことを目的として作成される。また、第一磁性層の配向性を制御するために作成される。下地層3として、例えば、アモルファスTa層と非磁性金属層Cu、Cr、Tiなどとの積層膜を用いることができる。膜厚は合計で1nm以上あることが望ましい。より好ましくは1〜5nmである。   The underlayer 3 is formed for the purpose of preventing exchange coupling between the magnetization of the first magnetic layer and the magnetization of the main magnetic pole. Also, it is created to control the orientation of the first magnetic layer. As the underlayer 3, for example, a laminated film of an amorphous Ta layer and a nonmagnetic metal layer Cu, Cr, Ti or the like can be used. The total film thickness is desirably 1 nm or more. More preferably, it is 1-5 nm.

第一磁性層4は、スピン依存散乱パラメータが負となる特性を持つ材料で作製される。このような特性を持つ材料として、Fe,Co,またはNiのうち少なくとも1つの元素と、Cr、V、及びTiのうち1つの元素との合金があげられ、例えば、FeCr合金、FeV合金、NiCr合金を含む強磁性体を用いて構成することができる。さらに例えば、FeCr合金単体で構成するか、あるいは、FeCo合金/FeCr合金の積層膜としてFeCr合金が中間層側になるように構成することができる。   The first magnetic layer 4 is made of a material having a characteristic that the spin-dependent scattering parameter is negative. Examples of the material having such characteristics include an alloy of at least one element of Fe, Co, or Ni and one element of Cr, V, and Ti. For example, FeCr alloy, FeV alloy, NiCr A ferromagnetic material containing an alloy can be used. Further, for example, it can be constituted by a single FeCr alloy or it can be constituted such that the FeCr alloy is on the intermediate layer side as a laminated film of FeCo alloy / FeCr alloy.

中間層5として、スピン拡散長が長い非磁性金属、例えばCu,Au,及びAgを用いることができる。あるいは、Crを用いることもできる。中間層の膜厚は、好ましくは0.5nm以上5nm以下である。あるいは、さらに厚くして上限をスピン拡散長程度例えばCuの場合好ましくは100nmぐらいにすることも可能である。   As the intermediate layer 5, a nonmagnetic metal having a long spin diffusion length, such as Cu, Au, and Ag, can be used. Alternatively, Cr can be used. The thickness of the intermediate layer is preferably 0.5 nm or more and 5 nm or less. Alternatively, it can be made thicker and the upper limit can be set to about the spin diffusion length, for example, about 100 nm in the case of Cu.

第二磁性層6は、スピン依存散乱パラメータが正となる特性を持つ材料で作製される。このような特性を持つ材料として、Fe,Co,またはNiのうち少なくとも1つの元素を含む材料例えばFeCo合金、Co基ホイスラー合金、及びFeCo/Ni人工格子などが用いられる。   The second magnetic layer 6 is made of a material having a characteristic that the spin-dependent scattering parameter is positive. As a material having such characteristics, a material containing at least one element of Fe, Co, or Ni, such as an FeCo alloy, a Co-based Heusler alloy, and an FeCo / Ni artificial lattice, is used.

キャップ層7は、スピントルク発振子8を加工する際に、第二磁性層6が酸化されたりエッチングされたりすることを防止するために用いられる。キャップ層7の材料として、例えば、非磁性金属であるTa,Ru,Cuなどの単膜や、Ta/Ru、Ta/Cu/Ruなどの積層膜があげられる。   The cap layer 7 is used to prevent the second magnetic layer 6 from being oxidized or etched when the spin torque oscillator 8 is processed. Examples of the material of the cap layer 7 include a single film such as Ta, Ru, and Cu, which are nonmagnetic metals, and a laminated film such as Ta / Ru and Ta / Cu / Ru.

次に、実施形態に用いられるスピントルク発振子の動作原理を示す。   Next, the operation principle of the spin torque oscillator used in the embodiment will be described.

図1に示すように、スピントルク発振子の膜面垂直方向には、強いギャップ磁界9が印加される。そのため、非動作時において、第一磁性層と第二磁性層の磁化は膜面垂直方向に飽和する。動作時において、電流を第二磁性層から第一磁性層の方向11へと流すと、スピン方向がギャップ磁界と反平行方向に向いている電子が、第一磁性層から第二磁性層へと透過し、かつ第二磁性層から第一磁性層へと反射する。その結果、第二磁性層は第一磁性層からスピントルクを受け取って発振し、かつ第一磁性層は第二磁性層からスピントルクを受け取って発振する。   As shown in FIG. 1, a strong gap magnetic field 9 is applied in the direction perpendicular to the film surface of the spin torque oscillator. Therefore, when not operating, the magnetizations of the first magnetic layer and the second magnetic layer are saturated in the direction perpendicular to the film surface. In operation, when a current is passed from the second magnetic layer in the direction 11 of the first magnetic layer, electrons whose spin direction is antiparallel to the gap magnetic field are transferred from the first magnetic layer to the second magnetic layer. Transmits and reflects from the second magnetic layer to the first magnetic layer. As a result, the second magnetic layer oscillates by receiving spin torque from the first magnetic layer, and the first magnetic layer oscillates by receiving spin torque from the second magnetic layer.

次に、実施形態に用いられるスピントルク発振子の特性を示す。   Next, characteristics of the spin torque oscillator used in the embodiment will be shown.

図2に、実施形態に用いられるスピントルク発振子のダウントラック方向と、発生する高周波磁界強度との関係を表すグラフ図を示す。   FIG. 2 is a graph showing the relationship between the down-track direction of the spin torque oscillator used in the embodiment and the generated high-frequency magnetic field strength.

グラフ101は、第一磁性層から発生する高周波磁界強度、グラフ102は、第二磁性層から発生する高周波磁界強度をそれぞれ示す。   A graph 101 shows the high-frequency magnetic field strength generated from the first magnetic layer, and a graph 102 shows the high-frequency magnetic field strength generated from the second magnetic layer.

図示するように、それぞれの磁性層から発生する高周波磁界は、各磁性層の主磁極側の端面において強度最大となり、広がり(半値幅)が各磁性層の幅程度となると考えられる。主磁極端面においては、第二磁性層からの高周波磁界強度は減衰しており、第一磁性層から発生する高周波磁界強度が大部分となっている。したがって、第一磁性層から発生する高周波磁界が、アシスト記録に寄与すると考えられる。   As shown in the figure, the high-frequency magnetic field generated from each magnetic layer is considered to have the maximum intensity at the end face on the main pole side of each magnetic layer, and the spread (half-value width) is about the width of each magnetic layer. At the end face of the main magnetic pole, the high frequency magnetic field intensity from the second magnetic layer is attenuated, and the high frequency magnetic field intensity generated from the first magnetic layer is mostly. Therefore, it is considered that the high-frequency magnetic field generated from the first magnetic layer contributes to assist recording.

次に、第一磁性層と第二磁性層の磁気特性を説明する。   Next, the magnetic characteristics of the first magnetic layer and the second magnetic layer will be described.

実施形態に使用される第一磁性層と第二磁性層は面内磁化膜である。このため、ベタ膜において、垂直方向の飽和磁界が反磁界4πMsとほぼ等しい材料である。   The first magnetic layer and the second magnetic layer used in the embodiment are in-plane magnetization films. For this reason, the solid film is a material having a vertical saturation magnetic field substantially equal to the demagnetizing field 4πMs.

第一磁性層、第二磁性層の各層の反磁界エネルギーKuは、下記の式(2)及び式(3)から求めることができる。   The demagnetizing field energy Ku of each layer of the first magnetic layer and the second magnetic layer can be obtained from the following formulas (2) and (3).

Ku=MsHk/2…(2)
Hk=(Nz−Nx,y)×4πMs…(3)
ここで、Msは飽和磁化(emu/cc)、Hkは反磁界(Oe)、Nzは素子加工した際の垂直方向の反磁界係数、Hx,yは素子加工した際の面内方向の反磁界係数である。
Ku = MsHk / 2 (2)
Hk = (Nz−Nx, y) × 4πMs (3)
Here, Ms is saturation magnetization (emu / cc), Hk is a demagnetizing field (Oe), Nz is a demagnetizing field coefficient in the vertical direction when the element is processed, and Hx and y are demagnetizing fields in the in-plane direction when the element is processed. It is a coefficient.

下記表1に、第一磁性層および第二磁性層に用いられる磁性材料について、飽和磁化の値とスピン依存散乱パラメータの符号を示す。

Figure 2018133119
Table 1 below shows saturation magnetization values and signs of spin-dependent scattering parameters for the magnetic materials used for the first magnetic layer and the second magnetic layer.
Figure 2018133119

第一磁性層に用いられるスピン依存散乱パラメータが負の材料は、少なくとも中間層界面側に設けることができる。例えば、Fe50Co50/Fe70Cr30などの積層構造を用いることができる。中間層にCu,Ag,Auを用いる場合には、Fe70Cr30合金の膜厚は2.5nm以上、Fe90Cr10合金の膜厚は8.5nm以上、Fe8515合金の膜厚は6.0nm以上にすることができる。これ以下の膜厚では、スピン依存散乱パラメータの符号が負であるという効果が得られない傾向がある。中間層にCrを用いる場合には、膜厚1nm以上、さらには1nm以上5nm以下にすることができる。5nm以上では、Cr中でスピン情報が消失してしまう。第二磁性層には、Fe50Co50合金など、スピン依存散乱パラメータの符号が正の材料が使用される。このように、二枚の磁性層に対してスピン依存散乱パラメータの符号が異なる材料を用いると、符号が同じ材料を用いた場合と比較して、スピントルク発振子の臨界電流密度が小さくなることが期待できる。 The material having a negative spin-dependent scattering parameter used for the first magnetic layer can be provided at least on the interface side of the intermediate layer. For example, a laminated structure such as Fe 50 Co 50 / Fe 70 Cr 30 can be used. When Cu, Ag, or Au is used for the intermediate layer, the film thickness of the Fe 70 Cr 30 alloy is 2.5 nm or more, the film thickness of the Fe 90 Cr 10 alloy is 8.5 nm or more, and the film thickness of the Fe 85 V 15 alloy. Can be made 6.0 nm or more. If the thickness is less than this, there is a tendency that the effect that the sign of the spin-dependent scattering parameter is negative cannot be obtained. When Cr is used for the intermediate layer, the film thickness can be set to 1 nm or more, and further, 1 nm to 5 nm. If it is 5 nm or more, spin information disappears in Cr. For the second magnetic layer, a material having a positive sign of the spin-dependent scattering parameter such as an Fe 50 Co 50 alloy is used. As described above, when materials having different signs of spin-dependent scattering parameters are used for the two magnetic layers, the critical current density of the spin torque oscillator is smaller than when materials having the same sign are used. Can be expected.

第一磁性層の膜厚は、第一磁性層の磁気体積Ms1×t1(飽和磁化Ms1と膜厚t1との積)が15〜30nmTとなるようにすることができる。   The film thickness of the first magnetic layer can be such that the magnetic volume Ms1 × t1 (product of saturation magnetization Ms1 and film thickness t1) of the first magnetic layer is 15 to 30 nm T.

第二磁性層の膜厚は、第一磁性層と第二磁性層とが、同程度の閾値電流密度で発振するように構成することができる。閾値電流密度は、(i)他方の磁性層からのスピン注入効率、および、(ii)主磁極(あるいは補助磁極)との静磁気的相互作用の影響を受ける。スピン注入効率は、磁性層のスピン依存散乱パラメータとの関連性が高い。例えば、第一磁性層から第二磁性層へのスピン伝達効率が、第二磁性層から第一磁性層へのスピン伝達効率の70%程度の場合、第二磁性層のKu2×t2(反磁界エネルギーKu2と膜厚t2との積)は、第一磁性層のKu1×t1の70%程度となるように設計することが望ましい。第一磁性層のスピン注入効率は、第二磁性層のスピン注入効率の、30%から120%の間である。したがって、(Ku2×t2)/(Ku1×t1)は0.3から1.2の間であることが望ましい。(Ku2×t2)/(Ku1×t1)が0.3未満であると、第一磁性層が発振しなくなるので高周波磁界強度が低下する。(Ku2×t2)/(Ku1×t1)が1.2より大きいと、第二磁性層が発振しなくなるので、高周波磁界強度の分布が広がる。   The film thickness of the second magnetic layer can be configured such that the first magnetic layer and the second magnetic layer oscillate at the same threshold current density. The threshold current density is affected by (i) the spin injection efficiency from the other magnetic layer, and (ii) the magnetostatic interaction with the main magnetic pole (or auxiliary magnetic pole). The spin injection efficiency is highly related to the spin-dependent scattering parameter of the magnetic layer. For example, when the spin transfer efficiency from the first magnetic layer to the second magnetic layer is about 70% of the spin transfer efficiency from the second magnetic layer to the first magnetic layer, Ku2 × t2 (demagnetizing field) of the second magnetic layer. The product of the energy Ku2 and the film thickness t2 is preferably designed to be about 70% of Ku1 × t1 of the first magnetic layer. The spin injection efficiency of the first magnetic layer is between 30% and 120% of the spin injection efficiency of the second magnetic layer. Therefore, (Ku2 * t2) / (Ku1 * t1) is preferably between 0.3 and 1.2. If (Ku2 × t2) / (Ku1 × t1) is less than 0.3, the first magnetic layer does not oscillate, so the high-frequency magnetic field strength decreases. If (Ku2 × t2) / (Ku1 × t1) is greater than 1.2, the second magnetic layer does not oscillate, so that the distribution of the high-frequency magnetic field strength spreads.

実施形態にかかるスピントルク発振子によれば、第一磁性層は、第二磁性層からのスピントルクを受け取って発振する。第二磁性層は例えばFe50Co50などのスピン注入効率が良好な材料で構成され、このため、第一磁性層は低電流密度で発振することができる。 According to the spin torque oscillator according to the embodiment, the first magnetic layer oscillates upon receiving the spin torque from the second magnetic layer. The second magnetic layer is made of a material having a good spin injection efficiency, such as Fe 50 Co 50, and therefore, the first magnetic layer can oscillate at a low current density.

また、実施形態にかかる磁気ヘッドアセンブリは、図1に示す高周波アシスト磁気ヘッドと、高周波アシスト磁気ヘッドが搭載されたヘッドスライダーと、ヘッドスライダーを一端に搭載するサスペンションと、サスペンションの他端に接続されたアクチュエータアームとを備える。   The magnetic head assembly according to the embodiment is connected to the high-frequency assisted magnetic head shown in FIG. 1, a head slider on which the high-frequency assisted magnetic head is mounted, a suspension on which the head slider is mounted on one end, and the other end of the suspension. Actuator arm.

実施形態にかかる磁気記録再生装置は、図1に示す高周波アシスト磁気ヘッドを有する磁気ヘッドアセンブリと、磁気ヘッドアセンブリに搭載された高周波アシスト磁気ヘッドを用いて磁気記録媒体への信号の書き込みと読み出しを行う信号処理部とを備える。   The magnetic recording / reproducing apparatus according to the embodiment uses a magnetic head assembly having the high-frequency assisted magnetic head shown in FIG. 1 and writing and reading of signals to and from a magnetic recording medium using the high-frequency assisted magnetic head mounted on the magnetic head assembly. And a signal processing unit to perform.

磁気記録媒体への記録時のスピントルク発振子への通電方向が、矢印11に示すように第二磁性層6から第一磁性層4へと電流が流れる方向である。   The direction of energization of the spin torque oscillator during recording on the magnetic recording medium is the direction in which current flows from the second magnetic layer 6 to the first magnetic layer 4 as indicated by an arrow 11.

通電方向が、第一磁性層4から第二磁性層6へと電流が流れる方向であると動作しない。   When the energization direction is a direction in which a current flows from the first magnetic layer 4 to the second magnetic layer 6, the operation does not work.

図3に、比較の磁気ヘッドの構成を示す。   FIG. 3 shows a configuration of a comparative magnetic head.

このスピントルク発振子28には、スピン注入層26が設けられている。スピントルク発振子28は、下地層23、発振層24と、中間層25と、スピン注入層26、キャップ層27とから構成される多層膜であり、下地層23はTaとCuの積層構造、発振層24はFeCoAl合金の積層構造、中間層25はCu、スピン注入層26はFeCo/Ni人工格子、キャップ層27はTaとRuの積層構造からなる。このスピン注入層26は、反磁界エネルギーKuが大きく、動作時において、その磁化が揺らがない設計になっている。   The spin torque oscillator 28 is provided with a spin injection layer 26. The spin torque oscillator 28 is a multilayer film composed of an underlayer 23, an oscillation layer 24, an intermediate layer 25, a spin injection layer 26, and a cap layer 27. The underlayer 23 is a laminated structure of Ta and Cu, The oscillation layer 24 has a laminated structure of FeCoAl alloy, the intermediate layer 25 has Cu, the spin injection layer 26 has an FeCo / Ni artificial lattice, and the cap layer 27 has a laminated structure of Ta and Ru. The spin injection layer 26 has a large demagnetizing field energy Ku, and is designed so that its magnetization does not fluctuate during operation.

図3に示すように、矢印31で表されるように、主磁極21から、主磁極21の膜面に対し垂直方向に、補助磁極22に向けてギャップ磁界19が印加されるので、発振層24とスピン注入層26の磁化はギャップ磁界と略平行状態にある。この状態で、スピン注入層26から発振層24へ矢印31の方向に電流を流すと、発振層はスピン注入層からスピントルクを受け取って発振する。このとき、スピン注入層26は磁化が揺らがないので、発振層から高周波磁界が発生する。   As shown in FIG. 3, the gap magnetic field 19 is applied from the main magnetic pole 21 toward the auxiliary magnetic pole 22 in a direction perpendicular to the film surface of the main magnetic pole 21, as represented by an arrow 31. The magnetizations of 24 and the spin injection layer 26 are substantially parallel to the gap magnetic field. In this state, when a current is passed from the spin injection layer 26 to the oscillation layer 24 in the direction of the arrow 31, the oscillation layer receives the spin torque from the spin injection layer and oscillates. At this time, since the magnetization of the spin injection layer 26 does not fluctuate, a high frequency magnetic field is generated from the oscillation layer.

スピン注入層26の磁気エネルギーKuは、実施形態にかかる磁気ヘッドのスピン注入層6の磁気エネルギーKuよりも1桁以上大きく、例えば5Merg/cc程度である。また、スピン注入層26の膜厚は例えば8nm程度である。   The magnetic energy Ku of the spin injection layer 26 is one digit or more larger than the magnetic energy Ku of the spin injection layer 6 of the magnetic head according to the embodiment, for example, about 5 Merg / cc. The film thickness of the spin injection layer 26 is about 8 nm, for example.

図4は、実施形態にかかる磁気ヘッドアッセンブリの一例を表し、アクチュエータアームから先の磁気ヘッドアセンブリをディスク側から眺めた拡大斜視図を示す。   FIG. 4 shows an example of the magnetic head assembly according to the embodiment, and shows an enlarged perspective view of the magnetic head assembly ahead of the actuator arm as viewed from the disk side.

図示するように、磁気ヘッドアッセンブリ160は、例えば駆動コイルを保持するボビン部などを有するアクチュエータアーム155を有し、アクチュエータアーム155の一端にはサスペンション154が接続されている。   As shown in the figure, the magnetic head assembly 160 has an actuator arm 155 having a bobbin portion for holding a drive coil, for example, and a suspension 154 is connected to one end of the actuator arm 155.

サスペンション154の先端には、図1に示す磁気ヘッド10を搭載するヘッドスライダー103が取り付けられている。サスペンション154は信号の書き込みおよび読み取り用のリード線164を有し、このリード線164とヘッドスライダー103に組み込まれた磁気ヘッドの各電極とが電気的に接続されている。図中、162は磁気ヘッドアッセンブリ160の電極パッドである。   A head slider 103 on which the magnetic head 10 shown in FIG. 1 is mounted is attached to the tip of the suspension 154. The suspension 154 has a lead wire 164 for writing and reading signals, and the lead wire 164 and each electrode of the magnetic head incorporated in the head slider 103 are electrically connected. In the figure, reference numeral 162 denotes an electrode pad of the magnetic head assembly 160.

図5は、実施形態にかかる磁気ヘッド及び磁気ヘッドアッセンブリを搭載可能な磁気記録再生装置の概略構成を例示する要部斜視図である。   FIG. 5 is a perspective view of a principal part illustrating a schematic configuration of a magnetic recording / reproducing apparatus in which the magnetic head and the magnetic head assembly according to the embodiment can be mounted.

実施形態にかかる磁気記録再生装置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。記録用媒体ディスク180は、スピンドル153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。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。   The magnetic recording / reproducing apparatus 150 according to the embodiment is an apparatus using a rotary actuator. The recording medium disk 180 is mounted on the spindle 153 and is rotated in the direction of arrow A by a motor (not shown) that responds to a control signal from a drive device control unit (not shown). The magnetic recording / reproducing apparatus 150 may include a plurality of medium disks 180.

媒体ディスク180に格納する情報の記録再生を行うヘッドスライダー103は、磁気ヘッドアッセンブリ160における薄膜状のサスペンション154の先端に取り付けられている。ここで、ヘッドスライダー103は、例えば、実施の形態にかかる磁気ヘッドをその先端付近に搭載している。   A head slider 103 that records and reproduces information stored in the medium disk 180 is attached to the tip of a thin film suspension 154 in the magnetic head assembly 160. Here, the head slider 103 has, for example, the magnetic head according to the embodiment mounted near its tip.

媒体ディスク180が回転すると、ヘッドスライダー103の媒体対向面(ABS)は媒体ディスク180の表面から所定の浮上量をもって保持される。あるいはスライダが媒体ディスク180と接触するいわゆる「接触走行型」であってもよい。   When the medium disk 180 rotates, the medium facing surface (ABS) of the head slider 103 is held with a predetermined flying height from the surface of the medium disk 180. Alternatively, a so-called “contact traveling type” in which the slider contacts the medium disk 180 may be used.

サスペンション154は、図示しない駆動コイルを保持するボビン部などを有するアクチュエータアーム155の一端に接続されている。アクチュエータアーム155の他端には、リニアモータの一種であるボイスコイルモータ156が設けられている。ボイスコイルモータ156は、アクチュエータアーム155のボビン部に巻き上げられた図示しない駆動コイルと、このコイルを挟み込むように対向して配置された永久磁石および対向ヨークからなる磁気回路とから構成される。   The suspension 154 is connected to one end of an actuator arm 155 having a bobbin portion for holding a drive coil (not shown). A voice coil motor 156, which is a kind of linear motor, is provided at the other end of the actuator arm 155. The voice coil motor 156 is composed of a drive coil (not shown) wound around the bobbin portion of the actuator arm 155, and a magnetic circuit composed of a permanent magnet and a counter yoke arranged so as to sandwich the coil.

アクチュエータアーム155は、スピンドル157の上下2箇所に設けられた図示しないボールベアリングによって保持され、ボイスコイルモータ156により回転摺動が自在にできるようになっている。   The actuator arm 155 is held by ball bearings (not shown) provided at two positions above and below the spindle 157, and can be freely rotated and slid by a voice coil motor 156.

以下に、実施例を示し、実施形態をより具体的に説明する。   Examples will be described below, and the embodiment will be described more specifically.

実施例   Example

まず、FeCo合金からなる主磁極上に、下記の材料及び厚さを有する層を、それぞれDCマグネトロンスパッタ法を用いて、順に積層した。   First, layers having the following materials and thicknesses were sequentially laminated on the main magnetic pole made of FeCo alloy by using a DC magnetron sputtering method.

下地層 Ta 2nm/Cu 2nm
第一磁性層 Fe50Co50 7.4nm/Fe70Cr30 2.6nm
中間層 Cu 2nm
第二磁性層 Fe50Co50 6nm
キャップ層 Ru 10nm
第一磁性層は、磁気体積Ms1×t1を20nmT、膜厚t1を10nmとした。平均的な磁化量は1590emu/cc、第一磁性層の反磁界エネルギーKu1は約10Merg/ccである。
Underlayer Ta 2nm / Cu 2nm
First magnetic layer Fe 50 Co 50 7.4 nm / Fe 70 Cr 30 2.6 nm
Intermediate layer Cu 2nm
Second magnetic layer Fe 50 Co 50 6 nm
Cap layer Ru 10nm
The first magnetic layer had a magnetic volume Ms1 × t1 of 20 nm T and a film thickness t1 of 10 nm. The average amount of magnetization is 1590 emu / cc, and the demagnetizing field energy Ku1 of the first magnetic layer is about 10 Merg / cc.

第二磁性層は、磁気異方性エネルギー体積Ku2×t2が磁気異方性エネルギー体積Ku1×t1の70%となるように設計した。磁化量は1800emu/cc、第二磁性層の反磁界エネルギーKu2は約19Merg/ccである。   The second magnetic layer was designed such that the magnetic anisotropy energy volume Ku2 × t2 was 70% of the magnetic anisotropy energy volume Ku1 × t1. The amount of magnetization is 1800 emu / cc, and the demagnetizing field energy Ku2 of the second magnetic layer is about 19 Merg / cc.

キャップ層上に、スピントルク発振子のストライプ高さ方向のサイズを規定するためのマスク層を形成した。その後、マスク層を介してIBE(イオンビームエッチング)法でスピントルク発振子の下地層を主磁極が露出するまでエッチングした。素子周辺部分は絶縁膜のSiOxを成膜し、その後マスク層を除去した。また、トラック幅方向のサイズを規定するためのキャップ層上にマスク層を形成し、同様に加工することにより、主磁極上にスピントルク発振子を形成した。   A mask layer for defining the size of the spin torque oscillator in the stripe height direction was formed on the cap layer. Thereafter, the base layer of the spin torque oscillator was etched through the mask layer by IBE (ion beam etching) until the main pole was exposed. An insulating film SiOx was formed on the periphery of the element, and then the mask layer was removed. A spin torque oscillator was formed on the main pole by forming a mask layer on the cap layer for defining the size in the track width direction and processing the same.

次に、得られたスピントルク発振子のキャップ層上に、NiFe合金からなる補助磁極を形成することにより図1と同様の構成を有する磁気ヘッドを作成した。   Next, an auxiliary magnetic pole made of a NiFe alloy was formed on the cap layer of the obtained spin torque oscillator to produce a magnetic head having the same configuration as that shown in FIG.

この磁気ヘッドの発振に必要な電流密度を調べたところ、0.5×10A/cmであった。 When the current density required for oscillation of this magnetic head was examined, it was 0.5 × 10 8 A / cm 2 .

実施例1と同様の主磁極上に、下記の材料及び厚さを有する層を、それぞれDCマグネトロンスパッタ法を用いて、順に積層してスピントルク発振子を形成すること以外は実施例1と同様にし、磁気ヘッドを作製した。   Similar to Example 1, except that layers having the following materials and thicknesses are sequentially stacked on the main pole similar to Example 1 to form a spin torque oscillator by using DC magnetron sputtering. Thus, a magnetic head was produced.

下地層 Ta 2nm/Cu 2nm
第一磁性層 Fe50Co50 5.5nm/Fe90Cr10 10nm
中間層 Cu 2nm
第二磁性層 Fe50Co50 2.2nm
キャップ層 Ru 10nm
第一磁性層は、磁気体積Ms1×t1を30nmT、膜厚t1を15.5nmとした。平均的な磁化量は1540emu/cc、第一磁性層の反磁界エネルギーKu1は7.6Merg/ccである。
Underlayer Ta 2nm / Cu 2nm
First magnetic layer Fe 50 Co 50 5.5 nm / Fe 90 Cr 10 10 nm
Intermediate layer Cu 2nm
Second magnetic layer Fe 50 Co 50 2.2 nm
Cap layer Ru 10nm
The first magnetic layer had a magnetic volume Ms1 × t1 of 30 nmT and a film thickness t1 of 15.5 nm. The average amount of magnetization is 1540 emu / cc, and the demagnetizing field energy Ku1 of the first magnetic layer is 7.6 Merg / cc.

第二磁性層は、磁気異方性エネルギー体積Ku2×t2が磁気異方性エネルギー体積Ku1×t1の40%となるように設計した。磁化量は1800emu/cc、第二磁性層の反磁界エネルギーKu2は約20Merg/ccである。   The second magnetic layer was designed so that the magnetic anisotropy energy volume Ku2 × t2 was 40% of the magnetic anisotropy energy volume Ku1 × t1. The amount of magnetization is 1800 emu / cc, and the demagnetizing field energy Ku2 of the second magnetic layer is about 20 Merg / cc.

この磁気ヘッドの発振に必要な電流密度を調べたところ、1.5×10A/cmであった。 When the current density necessary for oscillation of this magnetic head was examined, it was 1.5 × 10 8 A / cm 2 .

実施例1と同様の主磁極上に、下記の材料及び厚さを有する層を、それぞれDCマグネトロンスパッタ法を用いて、順に積層してスピントルク発振子を形成すること以外は実施例1と同様にし、磁気ヘッドを作製した。   Similar to Example 1, except that layers having the following materials and thicknesses are sequentially stacked on the main pole similar to Example 1 to form a spin torque oscillator by using DC magnetron sputtering. Thus, a magnetic head was produced.

下地層 Ta 2nm/Cu 2nm
第一磁性層 Fe50Co50 7.4nm/Fe70Cr30 2.6nm
中間層 Cr 1nm/Cu 1nm
第二磁性層 Fe50Co50 3nm
キャップ層 Ru 10nm
第一磁性層は、磁気体積Ms1×t1を20nmT、膜厚t1を10nmとした。平均的な磁化量は1590emu/cc、第一磁性層の反磁界エネルギーKu1は約10Merg/ccである。
Underlayer Ta 2nm / Cu 2nm
First magnetic layer Fe 50 Co 50 7.4 nm / Fe 70 Cr 30 2.6 nm
Intermediate layer Cr 1nm / Cu 1nm
Second magnetic layer Fe 50 Co 50 3 nm
Cap layer Ru 10nm
The first magnetic layer had a magnetic volume Ms1 × t1 of 20 nm T and a film thickness t1 of 10 nm. The average amount of magnetization is 1590 emu / cc, and the demagnetizing field energy Ku1 of the first magnetic layer is about 10 Merg / cc.

第二磁性層は、磁気異方性エネルギー体積Ku2×t2が磁気異方性エネルギー体積Ku1×t1の60%になるように設計した。磁化量は1800emu/cc、第二磁性層の反磁界エネルギーKu2は約20Merg/ccである。   The second magnetic layer was designed so that the magnetic anisotropy energy volume Ku2 × t2 was 60% of the magnetic anisotropy energy volume Ku1 × t1. The amount of magnetization is 1800 emu / cc, and the demagnetizing field energy Ku2 of the second magnetic layer is about 20 Merg / cc.

この磁気ヘッドの発振に必要な電流密度を調べたところ、0.5×10A/cmであった。 When the current density required for oscillation of this magnetic head was examined, it was 0.5 × 10 8 A / cm 2 .

実施例1と同様の主磁極上に、下記の材料及び厚さを有する層を、それぞれDCマグネトロンスパッタ法を用いて、順に積層してスピントルク発振子を形成すること以外は実施例1と同様にし、磁気ヘッドを作製した。   Similar to Example 1, except that layers having the following materials and thicknesses are sequentially stacked on the main pole similar to Example 1 to form a spin torque oscillator by using DC magnetron sputtering. Thus, a magnetic head was produced.

下地層 Ta 2nm/Cu 2nm
第一磁性層 Fe50Co50 5nm/Fe8515 6nm
中間層 Cr 1nm/Cu 1nm
第二磁性層 Fe50Co50 2nm
キャップ層 Ru 10nm
第一磁性層は、磁気体積Ms1×t1を20nmT、膜厚t1を11nmとした。平均的な磁化量は1490emu/cc、第一磁性層の反磁界エネルギーKu1は約9Merg/ccである。
Underlayer Ta 2nm / Cu 2nm
First magnetic layer Fe 50 Co 50 5 nm / Fe 85 V 15 6 nm
Intermediate layer Cr 1nm / Cu 1nm
Second magnetic layer Fe 50 Co 50 2 nm
Cap layer Ru 10nm
The first magnetic layer had a magnetic volume Ms1 × t1 of 20 nm T and a film thickness t1 of 11 nm. The average amount of magnetization is 1490 emu / cc, and the demagnetizing field energy Ku1 of the first magnetic layer is about 9 Merg / cc.

第二磁性層は、磁気異方性エネルギー体積Ku2×t2が磁気異方性エネルギー体積Ku1×t1の30%となるように設計した。磁化量は1800emu/cc、第二磁性層の反磁界エネルギーKu2は約20Merg/ccである。   The second magnetic layer was designed such that the magnetic anisotropy energy volume Ku2 × t2 was 30% of the magnetic anisotropy energy volume Ku1 × t1. The amount of magnetization is 1800 emu / cc, and the demagnetizing field energy Ku2 of the second magnetic layer is about 20 Merg / cc.

下記実施例のように、第一磁性層が補助磁極側、第二磁性層が主磁極側にあってもよい。   As in the following embodiment, the first magnetic layer may be on the auxiliary magnetic pole side and the second magnetic layer may be on the main magnetic pole side.

この磁気ヘッドの発振に必要な電流密度を調べたところ、0.5×10A/cmであった。 When the current density required for oscillation of this magnetic head was examined, it was 0.5 × 10 8 A / cm 2 .

実施例1と同様の主磁極上に、下記の材料及び厚さを有する層を、それぞれDCマグネトロンスパッタ法を用いて、順に積層してスピントルク発振子を形成すること以外は実施例1と同様にし、磁気ヘッドを作製した。   Similar to Example 1, except that layers having the following materials and thicknesses are sequentially stacked on the main pole similar to Example 1 to form a spin torque oscillator by using DC magnetron sputtering. Thus, a magnetic head was produced.

下地層 Ta 2nm/Cu 2nm
第二磁性層 Fe50Co50 13.3nm
中間層 Cu 2nm
第一磁性層 Fe70Cr30 2.6nm/Fe50Co50 7.4nm
キャップ層 Ru 6nm
第二磁性層は、磁気体積Ms2×t2を30nmT、膜厚t2を13.3nmとした。第一磁性層の反磁界エネルギーKu1は約10Merg/ccである。第二磁性層の磁化量は1800emu/cc、反磁界エネルギーKu2は約9Merg/ccである。
Underlayer Ta 2nm / Cu 2nm
Second magnetic layer Fe 50 Co 50 13.3 nm
Intermediate layer Cu 2nm
First magnetic layer Fe 70 Cr 30 2.6 nm / Fe 50 Co 50 7.4 nm
Cap layer Ru 6nm
The second magnetic layer had a magnetic volume Ms2 × t2 of 30 nmT and a film thickness t2 of 13.3 nm. The demagnetizing field energy Ku1 of the first magnetic layer is about 10 Merg / cc. The magnetization amount of the second magnetic layer is 1800 emu / cc, and the demagnetizing field energy Ku2 is about 9 Merg / cc.

第二磁性層は、磁気異方性エネルギー体積Ku2×t2が第一磁性層の磁気異方性エネルギー体積Ku1×t1の2/3倍となるように設計した。   The second magnetic layer was designed so that the magnetic anisotropy energy volume Ku2 × t2 was 2/3 times the magnetic anisotropy energy volume Ku1 × t1 of the first magnetic layer.

この磁気ヘッドの発振に必要な電流密度を調べたところ、1.5×10A/cmであった。 When the current density necessary for oscillation of this magnetic head was examined, it was 1.5 × 10 8 A / cm 2 .

比較例1Comparative Example 1

実施例1,3,4の比較例1として、主磁極上に下記の材料及び厚さを有する層をDCマグネトロンスパッタ法を用いて順に積層すること以外は同様にして、図3と同様の構成を有する磁気ヘッドを作成した。   As Comparative Example 1 of Examples 1, 3, and 4, the same structure as that shown in FIG. 3 except that layers having the following materials and thicknesses are sequentially laminated on the main pole by using the DC magnetron sputtering method. A magnetic head having

本構成の発振層の磁気体積Ms×tは、実施例1,3,4の第一非磁性層の磁気体積Ms1×t1と同じ20nmTとした。   The magnetic volume Ms × t of the oscillation layer of this configuration was set to 20 nm T, which is the same as the magnetic volume Ms1 × t1 of the first nonmagnetic layer of Examples 1, 3, and 4.

下地層 Ta 2nm/Cu 2nm
発振層 Fe50Co50 8.8nm
中間層 Cu 2nm
スピン注入層 FeCo/Ni人工格子 8nm
キャップ層 Ru 10nm
高周波磁界強度に関しては、実施例1,3,4と比較例1は略等しい。発振に必要な電流密度を調べて、両者を比較したところ、実施例1,3,4では、0.5×10A/cm、比較例1では、0.8×10A/cmであった。
Underlayer Ta 2nm / Cu 2nm
Oscillation layer Fe 50 Co 50 8.8 nm
Intermediate layer Cu 2nm
Spin injection layer FeCo / Ni artificial lattice 8nm
Cap layer Ru 10nm
Regarding the high-frequency magnetic field strength, Examples 1, 3, and 4 and Comparative Example 1 are substantially equal. The current density required for oscillation was examined and compared. As a result, in Examples 1, 3, and 4, 0.5 × 10 8 A / cm 2 , and in Comparative Example 1, 0.8 × 10 8 A / cm 2. 2 .

比較例2Comparative Example 2

実施例2,5の比較例2として、主磁極上に下記の材料及び厚さを有する層をDCマグネトロンスパッタ法を用いて順に積層すること以外は同様にして磁気ヘッドを作成した。   As Comparative Example 2 of Examples 2 and 5, a magnetic head was produced in the same manner except that layers having the following materials and thicknesses were sequentially laminated on the main pole using the DC magnetron sputtering method.

本構成の発振層の磁気体積Ms×tは、実施例2の第一非磁性層の磁気体積Ms1×t1と同じ30nmTとした。また、実施例5の第二非磁性層の磁気体積Ms2×t2と同じ30nmTとした。   The magnetic volume Ms × t of the oscillation layer of this configuration was set to 30 nmT, which is the same as the magnetic volume Ms1 × t1 of the first nonmagnetic layer of Example 2. Moreover, it was set to 30 nmT which is the same as the magnetic volume Ms2 × t2 of the second nonmagnetic layer of Example 5.

下地層 Ta 2nm/Cu 2nm
発振層 Fe50Co50 13.2nm
中間層 Cu 2nm
スピン注入層 FeCo/Ni人工格子 8nm
キャップ層 Ru 10nm
そして、同様の工程で加工し、補助磁極を形成した。
Underlayer Ta 2nm / Cu 2nm
Oscillation layer Fe 50 Co 50 13.2 nm
Intermediate layer Cu 2nm
Spin injection layer FeCo / Ni artificial lattice 8nm
Cap layer Ru 10nm
And it processed by the same process and formed the auxiliary magnetic pole.

高周波磁界強度に関しては、実施例2,5と比較例2は略等しい。発振に必要な電流密度を調べて、両者を比較したところ、実施例2,5では、1.5×10A/cm、比較例2では発振が観測されなかった。 As for the high-frequency magnetic field strength, Examples 2 and 5 and Comparative Example 2 are substantially equal. The current density required for oscillation was examined and compared. As a result, in Examples 2 and 5, no oscillation was observed in 1.5 × 10 8 A / cm 2 and in Comparative Example 2.

以上のように、2層の磁性膜を面内磁化膜で構成することにより発振に必要な電流密度を低減することが可能である。その結果、より大きな高周波磁界が発生可能になった。   As described above, the current density required for oscillation can be reduced by forming the two magnetic films with the in-plane magnetization film. As a result, a larger high-frequency magnetic field can be generated.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1,21…主磁極、2,21…補助磁極、3…下地層、4…第一磁性層、5,25…中間層、6…第二磁性層、7,27…キャップ層、8,28…スピントルク発振層、9,19…ギャップ時間、10,20…磁気ヘッド、11,31…電流の向き、24…発振層、26…スピン注入層   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,21 ... Main magnetic pole, 2,21 ... Auxiliary magnetic pole, 3 ... Underlayer, 4 ... First magnetic layer, 5, 25 ... Intermediate layer, 6 ... Second magnetic layer, 7, 27 ... Cap layer, 8, 28 ... spin torque oscillation layer, 9, 19 ... gap time, 10, 20 ... magnetic head, 11, 31 ... current direction, 24 ... oscillation layer, 26 ... spin injection layer

Claims (4)

主磁極と、
前記主磁極に対向して設けられた補助磁極と、
前記主磁極及び前記補助磁極間に設けられ、鉄、コバルト、またはニッケルのうち少なくとも1つの元素と、クロム、バナジウム、またはチタンのうち1つの元素との合金を含む、スピン依存散乱パラメータが負の面内磁化膜からなる第一磁性層、前記第一磁性層上に設けられた非磁性中間層、及び前記非磁性中間層上に設けられた、鉄、コバルト、またはニッケルのうち少なくとも1つの元素を含む、スピン依存散乱パラメータが正の面内磁化膜からなる第二磁性層を有し、
巨大磁気抵抗効果の磁気抵抗比の符号が負であるスピントルク発振子とを具備することを特徴とする磁気ヘッド。
The main pole,
An auxiliary magnetic pole provided opposite to the main magnetic pole;
A spin dependent scattering parameter that is provided between the main magnetic pole and the auxiliary magnetic pole and includes an alloy of at least one element of iron, cobalt, or nickel and one element of chromium, vanadium, or titanium; A first magnetic layer comprising an in-plane magnetization film, a nonmagnetic intermediate layer provided on the first magnetic layer, and at least one element of iron, cobalt, or nickel provided on the nonmagnetic intermediate layer Including a second magnetic layer made of an in-plane magnetization film having a positive spin-dependent scattering parameter,
A magnetic head comprising: a spin torque oscillator having a negative sign of the magnetoresistance ratio of the giant magnetoresistance effect.
前記第一磁性層の反磁界エネルギーをKu1、膜厚をt1、
前記第二磁性層の反磁界エネルギーをKu2、膜厚をt2とするとき、
下記、関係式(1)を満足することを特徴とする請求項1に記載の磁気ヘッド。
0.3≦(Ku2×t2)/(Ku1×t1)≦1.2…(1)
The demagnetizing field energy of the first magnetic layer is Ku1, the film thickness is t1,
When the demagnetizing field energy of the second magnetic layer is Ku2, and the film thickness is t2,
The magnetic head according to claim 1, wherein the following relational expression (1) is satisfied.
0.3 ≦ (Ku2 × t2) / (Ku1 × t1) ≦ 1.2 (1)
請求項1または2に記載の磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドが搭載されたヘッドスライダーと、
前記ヘッドスライダーを一端に搭載するサスペンションと、
前記サスペンションの他端に接続されたアクチュエータアームと
を備えたことを特徴とする磁気ヘッドアセンブリ。
A magnetic head according to claim 1 or 2,
A head slider on which the magnetic head is mounted;
A suspension for mounting the head slider at one end;
A magnetic head assembly comprising: an actuator arm connected to the other end of the suspension.
請求項1または2に記載の磁気ヘッドと、磁気記録媒体とを備え、前記磁気記録媒体への記録時の前記スピントルク発振子への通電方向が、前記第二磁性層から前記第一磁性層へと電流が流れる方向であることを特徴とする磁気記録再生装置。   3. A magnetic head comprising the magnetic head according to claim 1 and a magnetic recording medium, wherein an energization direction to the spin torque oscillator during recording on the magnetic recording medium is from the second magnetic layer to the first magnetic layer A magnetic recording / reproducing apparatus characterized in that the current flows in a direction in which the current flows.
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