JP2019057337A - 磁気ヘッド及び磁気記録再生装置 - Google Patents

磁気ヘッド及び磁気記録再生装置 Download PDF

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直幸 成田
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Abstract

【課題】記録密度の向上が可能な磁気ヘッド及び磁気記録再生装置を提供する。【解決手段】実施形態によれば、磁気ヘッドは、磁極と、第１シールドと、前記磁極と前記第１シールドとの間に設けられた積層体と、を含む。前記積層体は、非磁性の第１層と、前記第１層と前記第１シールドとの間に設けられた非磁性の第２層と、前記第１層と前記第２層との間に設けられ前記第１層及び前記第２層と接し、前記第１層及び前記第２層と電気的に接続された第３層と、含む。前記第３層は、第１磁性領域と、前記第１磁性領域と前記第２層との間に設けられ前記第１磁性領域と接する第２磁性領域と、を含む。前記第２磁性領域の第２飽和磁化は、前記第１磁性領域の第１飽和磁化よりも大きい。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、磁気ヘッド及び磁気記録再生装置に関する。
磁気ヘッドを用いて、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの磁気記憶媒体に情報が記録される。磁気ヘッド及び磁気記録再生装置において、記録密度の向上が望まれる。
特開２０１４−０８１９８１号公報
本発明の実施形態は、記録密度の向上が可能な磁気ヘッド及び磁気記録再生装置を提供する。
本発明の実施形態によれば、磁気ヘッドは、磁極と、第１シールドと、前記磁極と前記第１シールドとの間に設けられた積層体と、を含む。前記積層体は、非磁性の第１層と、前記第１層と前記第１シールドとの間に設けられた非磁性の第２層と、前記第１層と前記第２層との間に設けられ前記第１層及び前記第２層と接し、前記第１層及び前記第２層と電気的に接続された第３層と、含む。前記第３層は、第１磁性領域と、前記第１磁性領域と前記第２層との間に設けられ前記第１磁性領域と接する第２磁性領域と、を含む。前記第２磁性領域の第２飽和磁化は、前記第１磁性領域の第１飽和磁化よりも大きい。
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式的断面図である。 図２は、第１実施形態に係る磁気ヘッドの動作を例示する模式図である。 図３は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。 図４は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。 図５は、磁気ヘッドの動作を例示する模式図である。 図６は、第１実施形態に係る別の磁気ヘッドを例示する模式的断面図である。 図７は、第２実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式的断面図である。 図８は、磁気ヘッドの動作を例示する模式図である。 図９は、第２実施形態に係る別の磁気ヘッドを例示する模式的断面図である。 図１０は、実施形態に係る磁気記録再生装置の一部を例示する模式的斜視図である。 図１１は、実施形態に係る磁気記録再生装置を例示する模式的斜視図である。 図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、実施形態に係る磁気記録再生装置の一部を例示する模式的斜視図である。
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
（第１実施形態）
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式的断面図である。
図１（ｂ）は、図１（ａ）の一部の拡大図である。
図１（ａ）に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド１１０は、磁極３０と、第１シールド３１と、積層体２０と、を含む。この例では、第２シールド３２及びコイル３０ｃがさらに設けられている。
第１シールド３１と第２シールド３２との間に、磁極３０が位置する。コイル３０ｃの少なくとも一部は、磁極３０と第１シールド３１との間に位置する。この例では、コイル３０ｃの一部は、磁極３０と第２シールド３２との間に位置する。
コイル３０ｃに記録用電気回路（第２電気回路３０Ｄ）が電気的に接続される。記録用電気回路からコイル３０ｃに記録電流が供給され、磁極３０から記録電流に応じた磁界（記録磁界）が生じる。記録磁界が磁気記録媒体８０に加わり、磁気記録媒体８０に情報が記録される。このように、記録用電気回路（第２電気回路３０Ｄ）は、記録される情報に対応した電流（記録電流）をコイル３０ｃに供給可能である。
積層体２０は、磁極３０と第１シールド３１との間に設けられる。
磁極３０、第１シールド３１、第２シールド３２、コイル３０ｃ及び積層体２０の周りに、絶縁部３０ｉが設けられる。
磁極３０の端３０ｅに、第１面３０Ｆが設けられる。第１面３０Ｆは、例えば、媒体対向面である。第１面３０Ｆは、磁気ヘッド１１０のＡＢＳに沿う。第１面３０Ｆが磁気記録媒体８０に対向する。
第１面３０Ｆに対して垂直な方向をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向及びＸ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向とする。
Ｚ軸方向は、例えば、ハイト方向である。Ｘ軸方向は、例えば、ダウントラック方向である。Ｙ軸方向は、クロストラック方向である。
第１シールド３１は、第１面３０Ｆに沿う第１方向Ｄ１に沿って、磁極３０から離れる。この例では、第１方向Ｄ１は、Ｘ軸方向に沿う。
例えば、第１面３０Ｆの近傍において、第１シールド３１は、Ｘ軸方向に沿って、磁極３０から離れる。例えば、第１面３０Ｆの近傍において、磁極３０は、Ｘ軸方向に沿って第２シールド３２から離れる。例えば、第１シールド３１の一部は、Ｘ軸方向に沿って、磁極３０の一部から離れる。例えば、磁極３０の一部は、Ｘ軸方向に沿って第２シールド３２の一部から離れる。Ｘ軸方向に実質的に沿って、磁気ヘッド１１０と磁気記録媒体８０とが、相対的に移動する。これにより、磁気記録媒体８０の任意の位置に、情報が記録される。
磁極３０は、例えば、主磁極である。第１シールド３１は、例えば、補助磁極である。第１シールド３１は、磁極３０とともに、磁気コアを形成可能である。磁気ヘッド１１０は、例えば、サイドシールドなどの他のシールドをさらに含んでも良い。
図１（ｂ）に示すように、積層体２０は、第１層２１、第２層２２及び第３層２３を含む。
第１層２１は、非磁性層を含む。第１層２１は、導電性である。第１層２１は、磁極３０と第１シールド３１との間に設けられる。
第２層２２は、第１層２１と第１シールド３１との間に設けられる。第２層２２は、非磁性層を含む。第２層２２は、導電性である。
磁気ヘッド１１０において、第１層２１は、例えば、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ及びＡｌからなる群から選択された少なくとも１つを含む。一方、第２層２２は、Ｔａ、Ｐｔ、Ｗ、Ｒｕ、Ｍｏ及びＰｄからなる群から選択された少なくとも１つを含む。
第３層２３は、第１層２１と第２層２２との間において、第１層２１及び第２層２２と接する。第３層２３は、磁性層である。第２層２３は、導電性である。第３層２３は、第１層２１及び第２層２２と電気的に接続される。
第３層２３は、第１磁性領域２３ａ及び第２磁性領域２３ｂを含む。第２磁性領域２３ｂは、第１磁性領域２３ａと第２層２２との間に設けられる。第２磁性領域２３ｂは、第１磁性領域２３ａと接する。第１磁性領域２３ａは、例えば、第１層２１と接する。第２磁性領域２３ｂは、第２層２２と接する。
実施形態において、第２磁性領域２３ｂの飽和磁化（第２飽和磁化）は、第１磁性領域２３ａの飽和磁化（第１飽和磁化）よりも大きい。
例えば、第２磁性領域２３ｂは、Ｆｅ及びＣｏの少なくとも１つの第１元素を含む。例えば、第２磁性領域２３ｂは、第１元素を第１組成比で含む。一方、第１磁性領域２３ａは、第１元素を含まない、または、第１磁性領域２３ａは、第１組成比よりも低い第２組成比で第１元素を含む。例えば、第１磁性領域２３ａ及び第２磁性領域２３ｂにＦｅＣｏを用いた場合において、組成比率を変化させることで、第２飽和磁化は、第１飽和磁化よりも大きくすることができる。
例えば、第２磁性領域２３ｂは、ＦｅＣｏ、Ｆｅ、または、Ｃｏなどを含む。一方、第１磁性領域２３ａは、Ｎｉ、または、ＦｅＮｉなどを含む。これにより、第２飽和磁化は、第１飽和磁化よりも大きくなる。例えば、第１磁性領域２３ａおよび第２磁性領域２３ｂにおいて、各種材料、各種合金の組成比率、超格子膜の材料、及び、膜厚比率の少なくともいずれかによって、飽和磁化を調整することができる。
このように、実施形態においては、磁極３０と第１シールド３１との間に設けられる積層体２０に、上記の第３層２３が設けられる。第３層２３において、飽和磁化が変化する。例えば、飽和磁化の異なる第１磁性領域２３ａと第２磁性領域２３ｂが設けられる。これにより、後述するように、記録密度が向上できる。
第１シールド３１は、第１シールド面３１ａを有する。第１シールド面３１ａは、第２層２２と対向する。第１シールド面３１ａは、第２層２２と接触する。
この例では、第１シールド面３１ａは、第１面３０Ｆ（例えば、Ｘ−Ｙ平面）に対して傾斜している。磁極３０の第１面３０Ｆの近傍において、発生する記録磁界を強めることができる。高密度の記録が安定して可能になる。
磁気ヘッド１１０において、例えば、第１配線Ｗ１及び第２配線Ｗ２が設けられる。これらの配線により、積層体２０に電流Ｉｃを供給可能である。
この例では、第１配線Ｗ１は、磁極３０と電気的に接続されている。第２配線Ｗ２は第１シールド３１と電気的に接続されている。第１配線Ｗ１が第１層２１と電気的に接続されても良い。第２配線Ｗ２が、第２層２２と電気的に接続されても良い。第１配線Ｗ１及び第２配線Ｗ２は、第１電気回路２０Ｄに電気的に接続される。第１電気回路２０Ｄは、電流Ｉｃを積層体２０に供給可能である。
例えば、後述するように、この電流Ｉｃは、例えば、第１層２１から第２層２２への向きを有する。この電流Ｉｃが供給された場合、電子流は、第２層２２から第１層２１へ向かって流れる。
第１層２１の厚さｔ１は、例えば、０．５ｎｍ（ナノメートル）以上５ｎｍ以下である。第２層２２の厚さｔ２は、例えば、０．５ｎｍ以上５ｎｍ以下である。第１磁性領域２３ａの厚さｔａは、例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。第２磁性領域２３ｂの厚さｔｂは、例えば、４ｎｍ以上１５ｎｍ以下である。これらの厚さは、積層体２０の積層方向Ｄｓに沿った長さである。積層方向Ｄｓは、例えば、第１シールド面３１ａに対して垂直である。
磁極３０は、第１方向Ｄ１（Ｘ軸方向）において積層体２０と重なる第１部分Ｐ１を含む。一方、第１シールド３１は、第１方向Ｄ１において積層体２０と重なる第２部分Ｐ２を含む。第１部分Ｐ１と第２部分Ｐ２との間の第１方向Ｄ１に沿った距離が、ライトギャップＷＧに対応する。実施形態において、ライトギャップＷＧは、例えば、１５ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。
既に説明したように、磁気ヘッド１１０においては、電流Ｉｃを積層体２０に供給可能な配線（例えば、第１配線Ｗ１及び第２配線Ｗ２）を設けることができる。以下に説明するように、電流Ｉｃを積層体２０に流すことにより、磁極３０から生じる磁界（記録磁界）を磁気記録媒体８０に有効に印加することが容易になる。
図２は、第１実施形態に係る磁気ヘッドの動作を例示する模式図である。
コイル３０ｃに記録電流を流すことにより、磁極３０から第１シールド３１に向かう成分を有する磁界が生じる。積層体２０を設けない第１参考例においては、磁極３０から出た磁界の一部は、磁気記録媒体８０に向かわずに、直接、第１シールド３１に入る。このため、磁界は、磁気記録媒体８０に印加され難い。このとき、図２に示すように、磁気ヘッド１１０においては、積層体２０に電流Ｉｃを流すことで第３層２３の磁化は、磁極３０から出た磁界Ｈ２の向きとは逆向きの成分を有している。このため、磁極３０から出た磁界Ｈ２は、第３層２３を通過し難い。磁界Ｈ２の多くが、磁気記録媒体８０を通過して、第１シールド３１に入る。このため、磁界Ｈ２は、磁気記録媒体８０に印加され易い。ライトギャップを小さくしたときにおいても、磁界Ｈ２は、磁気記録媒体８０に印加される。
このように、実施形態においては、ライトギャップを小さくしたときにおいても、磁極３０から出た磁界Ｈ２が直接的に第１シールド３１に向かうことが抑制される。その結果、磁極３０から出た磁界Ｈ２の多くが磁気記録媒体８０に向かい、有効な記録磁界が磁気記録媒体８０に加わる。これにより、記録密度の向上が可能になる。
一方、磁極３０と第１シールド３１との間に、スピントルクオシレータ（ＳＴＯ）を設ける第２参考例がある。ＳＴＯは、２つの磁性層とその間に設けられた非磁性層とを含む。ＳＴＯから発生する高周波磁界が磁気記録媒体８０に印加され、磁気記録媒体８０の磁化が局所的に変化しやすくなる。この効果を用いて、高周波アシスト書き込みが行われる。
これに対して、本実施形態においては、磁極３０と第１シールド３１との間に設けられる積層体２０は、１つの第３層２３を含む。実施形態においては、積層体２０から発生する高周波磁界を利用するのではない。実施形態においては、積層体２０の第３層２３の磁化２３ｍを利用して、磁極３０から出た磁界Ｈ２を有効に磁気記録媒体８０に向かわせる。
実施形態においては、第３層２３の磁化２３ｍは、例えば、積層体２０を流れる電流Ｉｃによるスピントルクにより、磁極３０から生じる磁界Ｈ２とは逆向きの成分を有する。
以下、磁気ヘッドの特性の例について説明する。
磁気ヘッドの特性について、シミュレーションが行われる。シミュレーションにおいては、ＬＬＧ（Landau-Lifshitz-Gilbert）方程式に基づいた、マイクロマグネティックシミュレーションが行われる。
第１構成の構成を有する磁気ヘッド１１０は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に関して説明構成を有する。各層のパラメータは以下である。第１磁性領域２３ａにおいて、第１飽和磁化Ｍｓ１は、０．５Ｔ（テスラ）である。第１磁性領域２３ａの厚さｔａは、２ｎｍである。第１磁性領域２３ａにおける磁気ボリューム（Ｍｓ１・ｔａ）は、１ｎｍＴである。第２磁性領域２３ｂにおいて、第２飽和磁化Ｍｓ２は、１．５Ｔである。第２磁性領域２３ｂの厚さｔｂは、８ｎｍである。第２磁性領域２３ｂにおける磁気ボリューム（Ｍｓ２・ｔｂ）は、１２ｎｍＴである。ダンピング定数αは、各磁性領域において、０．０２である。第１層２１の厚さｔ１は、２ｎｍである。第１層２１の物性値として、Ｃｕの値が用いられる。Ｃｕにおいては、例えば、スピン緩和長が長い。第２層２２の厚さｔ２は、２ｎｍである。第２層２２の物性値として、Ｔａの値が用いられる。Ｔａにおいては、例えば、スピン緩和長が短い。第２層２２と第２磁性領域２３ｂとの界面には、スピントルクが作用しないものとされる。
一方、第２構成を有する磁気ヘッド１１９は、第３層２３において、飽和磁化は一定である。第３層２３において、飽和磁化Ｍｓは、１．３Ｔである。第３層２３の厚さは、１０ｎｍである。第３層２３における磁気ボリューム（Ｍｓ・ｔ）は、１３ｎｍＴである。磁気ヘッド１１９の第３層２３における平均の磁気ボリュームは、磁気ヘッド１１０の第３層２３における平均の磁気ボリュームと同じである。
図３は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。
図３の横軸は、積層体２０に流れる電流密度Ｊ（Ａ／ｃｍ２）である。縦軸は、第３層２３の磁化Ｍ１である。磁化Ｍ１は、規格化されている。磁化Ｍ１が負のとき、磁化Ｍ１は、ライトギャップ内に本来発生する磁界に対して反平行の成分を有する。図３には、磁気ヘッド１１０における特性と、磁気ヘッド１１９における特性が示されている。
図３から分かるように、磁気ヘッド１１０においては、磁気ヘッド１１９に比べて、低い電流密度Ｊにおいて、磁化Ｍ１が反転する。
さらに、磁気ヘッド１１０及び１１９のそれぞれの構成において、第３層２３の磁気ボリュームを変更して、反転電流密度がシミュレーションされる。このシミュレーションにおいて、磁気ヘッド１１０においては、積層体２０の厚さが１０ｎｍに固定され、ｔａ：ｔｂが１：４〜３：２の範囲で変化させられる。一方、磁気ヘッド１１９において、第３層２３の飽和磁化は一様である。
図４は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。
図４の横軸は、磁気ボリュームＭｓ・ｔ（ｎｍＴ）である。縦軸は、磁化が反転する反転電流密度Ｊ０（Ａ／ｃｍ２）である。反転電流密度Ｊ０のときに、磁化Ｍ１が０となり、それよりも高い電流密度を与えることで、磁化Ｍ１は反転する。
図４から分かるように、磁気ヘッド１１０においては、磁気ヘッド１１９に比べて、反転電流密度Ｊ０の絶対値が小さい。
このように、磁気ヘッド１１０の構成（飽和磁化が第３層２３内で異なる）においては、磁気ヘッド１１９の構成（飽和磁化が第３層２３内で同じ）に比べて、反転電流密度Ｊ０を小さくできる。
このように、磁気ヘッド１１０の構成において、反転電流密度Ｊ０を小さくできるのは、第３層２３において、飽和磁化が小さい第１磁性領域２３ａが設けられることに起因する。
以下、実施形態に係る磁気ヘッド１１０の動作の例について説明する。
図５は、磁気ヘッドの動作を例示する模式図である。
図５に示すように、磁極３０と第１シールド３１との間に積層体２０が設けられる。積層体２０において、第１層２１、第２層２２及び第３層２３が設けられる。
磁極３０のコイル３０ｃに、第２電気回路３０Ｄ（図１（ａ）参照）から、記録電流が供給される。これにより、磁極３０から磁界が発生する。この磁界は、磁気記録媒体８０に向かう。それと共に、積層体２０にギャップ磁界Ｈｇ１が印加される。ギャップ磁界Ｈｇ１の方向は、記録電流の極性に依存して変化する。例えば、図５においては、磁極３０から第１シールド３１に向かう成分を有する。
例えば、磁極３０の磁化３０ｍは、磁極３０から第１シールド３１に向かう。第１シールド３１の磁化３１ｍも、磁極３０から第１シールド３１に向かう。そして、積層体２０に電流Ｉｃが流れていないとき、積層体２０の第３層２３において、磁化２３ｍは、磁極３０から第１シールド３１に向かう。
このとき、第１電気回路２０Ｄから積層体２０に電流Ｉｃが供給される。この例では、第１シールド３１及び磁極３０を介して、電流Ｉｃが積層体２０に供給される。電流Ｉｃは、第１層２１から第２層２２に向かって流れる。このとき、電子流Ｊｅが流れる。電子流Ｊｅは、第２層２２から第１層２１に向かって流れる。
電子流Ｊｅにより、第１層２１と第３層２３との間の界面において、スピントルク２１ｓｐが生じる。このスピントルク２１ｓｐは、反射型である。一方、電子流Ｊｅにより、第３層２３と第２層２２との間の界面において、スピントルク２２ｓｐが生じる。スピントルク２２ｓｐは、透過型である。このようなスピントルクにより、第３層２３の磁化２３ｍは反転する。すなわち、磁化２３ｍは、第１シールド３１から磁極３０に向かう。
このように、実施形態においては、第３層２３の磁化２３ｍが、磁極３０から生じる磁界（ギャップ磁界Ｈｇ１）とは反対の向きを有する。このような磁化の向きにより、磁極３０から発生する磁界を、磁気記録媒体８０に有効に印加することができる。
実施形態においては、第１磁性領域２３ａ及び第２磁性領域２３ｂが設けられる。第１磁性領域２３ａと第１層２１との界面において、第３層２３の磁化２３ｍを反転させる方向に作用するスピントルクが供給される。第２磁性領域２３ｂと第２層２２との界面においては、第２層２２がスピン緩和長の短い材料を含むことで、第３層２３の磁化反転を抑制する方向に作用するスピントルクが抑制される。第３層２３において飽和磁化の異なる第１磁性領域２３ａおよび第２磁性領域２３ｂを設けることで、第１磁性領域２３ａと第１層２１との界面に作用するスピントルクの影響が顕著となる。このため、第３層２３の磁化２３ｍが反転しやすくなる。
実施形態においては、第１磁性領域２３ａ及び第２磁性領域２３ｂが設けられることで、反転電流密度Ｊ０を低くできる。例えば、小さい電流Ｉｃにより、第３層２３の磁化２３ｍを制御できる。小さい電流Ｉｃにより、磁気記録媒体８０に記録磁界を有効に印加することができる。
図５においては、磁極３０から第１シールド３１に向かう方向の成分を有する磁界（ギャップ磁界Ｈｇ１）が磁極３０から出る。既に説明したように、第１電気回路２０Ｄは、第１層２１から第２層２２への向きの電流Ｉｃを、積層体２０に供給する。このとき、磁化２３ｍは、ギャップ磁界Ｈｇ１とは逆向きの成分を有する。一方、第１シールド３１から磁極３０に向かう方向の成分を有する磁界（ギャップ磁界Ｈｇ１）が磁極３０から出るときにも、電流方向は、例えば、図５に例示した状態と同じとすることができる。磁極３０の磁化３０ｍの向き、第１シールド３１の磁化３１ｍの向き、及び、電流Ｉｃを通電しないときの第３層２３の磁化２３ｍの向きは、ギャップ磁界Ｈｇ１の向きに沿う。各界面に作用するスピントルクと、磁化と、の関係性は変化しない。
実施形態において、例えば、第１層２１と第２層２２との間（例えば、磁極３０と第１シールド３１との間）に電流Ｉｃを流したときに、第３層２３の磁化２３ｍは、磁極３０から生じる磁界（ギャップ磁界Ｈｇ１）とは逆方向の成分を含む。
例えば、実施形態において、第１層２１と第２層２２との間に第１電流（電流Ｉｃでも良い）を流したときの磁極３０と第２層２２との間の電気抵抗は、第１層２１と第２層２２との間にその第１電流を流さないときの磁極３０と第２層２２との間の電気抵抗とは異なる。
例えば、実施形態において、第１層２１と第２層２２との間に第１電流を流したときの第１シールド３１と第１層２１との間の電気抵抗は、第１層２１と第２層２２との間にその第１電流を流さないときの第１シールド３１と第１層２１との間の電気抵抗とは異なる。
上記の電気抵抗の差は、例えば、磁気抵抗効果に基づく。例えば、このような効果を用いることで、電気的に第３層２３の磁化２３ｍの変化を測定することができる。
図６は、第１実施形態に係る別の磁気ヘッドを例示する模式的断面図である。
図６に示すように、本実施形態に係る別の磁気ヘッド１１１も、上記の、磁極３０、第１シールド３１及び積層体２０を含む。磁気ヘッド１１１においても、積層体２０は、上記の、第１層２１、第２層２２及び第３層２３を含む。磁気ヘッド１１１においては、第３層２３は、上記の第１磁性領域２３ａ及び第２磁性領域２３ｂに加えて、中間領域２３ｃを含む。磁気ヘッド１１１におけるこれ以外の構成は、例えば、磁気ヘッド１１０の構成と同様である。
第３層２３において、第１磁性領域２３ａは、第１層２１と第２層２２との間に設けられる。第２磁性領域２３ｂは、第１磁性領域２３ａと第２層２２との間に設けられる。第１磁性領域２３ａは、例えば、第１層２１と接する。第２磁性領域２３ｂは、第２層２２と接する。
中間領域２３ｃは、第１磁性領域２３ａと第２磁性領域２３ｂとの間に設けられる。中間領域２３ｃは、第１磁性領域２３ａ及び第２磁性領域２３ｂと接する。中間領域２３ｃは、Ｒｕ、Ｉｒ及びＲｈからなる群から選択された少なくとも１つを含む。
磁気ヘッド１１１において、第２磁性領域２３ｂの第２飽和磁化は、第１磁性領域２３ａの第１飽和磁化よりも大きい。
この場合も、例えば、第２磁性領域２３ｂは、Ｆｅ及びＣｏの少なくとも１つの第１元素を第１組成比で含む。一方、第１磁性領域２３ａは、第１元素を含まない。または、第１磁性領域２３ａは、第１組成比よりも低い第２組成比で第１元素を含む。例えば、 第１磁性領域２３ａ及び第２磁性領域２３ｂにＦｅＣｏを用いた場合、組成比率を変化させることで、第２飽和磁化は、第１飽和磁化よりも大きくすることができる。
例えば、第２磁性領域２３ｂは、ＦｅＣｏ、Ｆｅ、または、Ｃｏなどを含む。一方、第１磁性領域２３ａは、ＮｉまたはＦｅＮｉなどを含む。これにより、第２飽和磁化は、第１飽和磁化よりも大きくなる。例えば、第１磁性領域２３ａおよび第２磁性領域２３ｂにおいて、各種材料、各種合金の組成比率、超格子膜の材料、及び、膜厚比率の少なくともいずれかによって、飽和磁化を調整することができる。
磁気ヘッド１１１においては、中間領域２３ｃが、第１磁性領域２３ａと第２磁性領域２３ｂとの間に設けられる。中間領域２３ｃは、第１磁性領域２３ａと第２磁性領域２３ｂとを適度に磁気結合させる。磁気ヘッド１１１においても、積層体２０の第３層２３の磁化２３ｍを利用して、磁極３０から出た磁界Ｈ２を有効に磁気記録媒体８０に向かわせる。記録密度の向上が可能な磁気ヘッドを提供できる。
磁気ヘッド１１１において、中間領域２３ｃの厚さｔｃ（図６参照）は、０．１ｎｍ以上５．０ｎｍ以下であることが好ましい。例えば、中間領域２３ｃがＲｕを含む場合、中間領域２３ｃの厚さｔｃは、０．１ｎｍ以上５．０ｎｍ以下であることが好ましい。例えば、中間領域２３ｃがＩｒを含む場合、中間領域２３ｃの厚さｔｃは、０．１ｎｍ以上５．０ｎｍ以下であることが好ましい。このような厚さの中間領域２３ｃを用いることで、適切に磁気結合を調整することができる。
磁気ヘッド１１１においても、第１電気回路２０Ｄ（図６参照）が設けられても良い。第１電気回路２０Ｄは、第１層２１及び第２層２２と電気的に接続される。第１電気回路２０Ｄは、例えば、第１層２１から第２層２２への向きの電流Ｉｃを、積層体２０に供給可能である。
磁気ヘッド１１１においても、磁極３０から生じる磁界を、磁気記録媒体８０に有効に印加することができる。磁気ヘッド１１１においても、第１磁性領域２３ａ及び第２磁性領域２３ｂが設けられることで、反転電流密度Ｊ０を低くできる。例えば、小さい電流Ｉｃにより、第３層２３の磁化２３ｍを制御できる。小さい電流Ｉｃにより、磁気記録媒体８０に記録磁界を有効に印加することができる。
（第２実施形態）
図７は、第２実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式的断面図である。
図７に示すように、第２実施形態に係る磁気ヘッド１２０も、磁極３０、第１シールド３１及び積層体２０を含む。磁気ヘッド１２０においても、積層体２０は、上記の、第１層２１Ａ、第２層２２Ａ及び第３層２３を含む。磁気ヘッド１２０においては、第３層２３は、第１磁性領域２３ｐ及び第２磁性領域２３ｑを含む。磁気ヘッド１２０におけるこれ以外の構成は、例えば、磁気ヘッド１１０の構成と同様である。
磁気ヘッド１２０において、積層体２０は、非磁性の第１層２１Ａと、第１層２１Ａと第１シールド３１との間に設けられた非磁性の第２層２２Ａと、第３層２３と、を含む。第３層２３は、第１層２１Ａと第２層２２Ａとの間に設けられる。第３層２３は、第１層２１Ａ及び第２層２２Ａと接する。第３層２３は、第１層２１Ａ及び第２層２２Ａと電気的に接続される。
第１層２１Ａは、Ｔａ、Ｐｔ、Ｗ、Ｒｕ、Ｍｏ及びＰｄからなる群から選択された少なくとも１つを含む。
第２層２２Ａは、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ及びＡｌからなる群から選択された少なくとも１つを含む。
第１層２１Ａの厚さｔ１は、０．５ｎｍ以上５．０ｎｍ以下である。第２層２２Ａの厚さｔ２は、例えば、０．５ｎｍ以上５．０ｎｍ以下である。
第３層２３は、第１磁性領域２３ｐ及び第２磁性領域２３ｑを含む。第２磁性領域２３ｑは、第１磁性領域２３ｐと第２層２２Ａとの間に設けられる。第２磁性領域２３ｑは、第１磁性領域２３ａと接する。
磁気ヘッド１２０において、例えば、第１磁性領域２３ｐの厚さｔｐは、第２磁性領域２３ｑの厚さの０．５倍以上５倍以下である。例えば、第１磁性領域２３ｐの厚さｔｐは、例えば、４ｎｍ以上１５ｎｍ以下である。第２磁性領域２３ｑの厚さｔｑは、例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。
磁気ヘッド１２０においては、第２磁性領域２３ｑの第２飽和磁化は、第１磁性領域２３ｐの第１飽和磁化よりも小さい。
第１磁性領域２３ｐは、Ｆｅ及びＣｏの少なくとも１つの第１元素を第１組成比で含む。一方、第２磁性領域２３ｑは、上記の第１元素を含まない。または、第２磁性領域２３ｑは、第１組成比よりも低い第２組成比で上記の第１元素を含む。例えば、第１磁性領域２３ｐ及び第２磁性領域２３ｑにＦｅＣｏを用いた場合において、組成比率を変化させることで、第２飽和磁化を、第１飽和磁化よりも小さくすることができる。
例えば、第１磁性領域２３ｐは、ＦｅＣｏ、Ｆｅ、または、Ｃｏなどを含む。一方、第２磁性領域２３ｑは、Ｎｉ、または、ＦｅＮｉなどを含む。これにより、第２飽和磁化は、第１飽和磁化よりも小さくなる。例えば、第１磁性領域２３ｐおよび第２磁性領域２３ｑにおいて、各種材料、各種合金の組成比率、超格子膜の材料、及び、膜厚比率の少なくともいずれかによって、飽和磁化を調整することができる。
例えば、第１電気回路２０Ｄが設けられる。第１電気回路２０Ｄは、第１層２１Ａ及び第２層２２Ａと電気的に接続される。第２層２２Ａから第１層２１Ａへの向きの電流Ｉｃを積層体２０に供給可能である。
磁気ヘッド１２０においても、電流Ｉｃを積層体２０に流すことにより、磁極３０から生じる磁界（記録磁界）を磁気記録媒体８０に有効に印加することが容易になる。
磁気ヘッド１２０においても、第１磁性領域２３ｐ及び第２磁性領域２３ｑが設けられることで、反転電流密度Ｊ０を低くできる。
以下、磁気ヘッド１２０の動作の例について説明する。
図８は、磁気ヘッドの動作を例示する模式図である。
図８に示すように、磁極３０と第１シールド３１との間に積層体２０が設けられる。積層体２０において、第１層２１Ａ、第２層２２Ａ及び第３層２３が設けられる。
磁極３０のコイル３０ｃに、第２電気回路３０Ｄから、記録電流が供給される。磁極３０からギャップ磁界Ｈｇ１（記録磁界）が発生する。ギャップ磁界Ｈｇ１は、積層体２０に印加される。ギャップ磁界Ｈｇ１は、磁極３０から第１シールド３１に向かう成分を有する。
例えば、磁極３０の磁化３０ｍは、磁極３０から第１シールド３１に向かう。第１シールド３１の磁化３１ｍも、磁極３０から第１シールド３１に向かう。そして、積層体２０に電流Ｉｃが流れていないとき、積層体２０の第３層２３において、磁化２３ｍは、磁極３０から第１シールド３１に向かう。
このとき、第１電気回路２０Ｄから積層体２０に電流Ｉｃが供給される。この例では、第１シールド３１及び磁極３０を介して、電流Ｉｃが積層体２０に供給される。電流Ｉｃは、第２層２２Ａから第１層２１Ａに向かって流れる。このとき、電子流Ｊｅが流れる。電子流Ｊｅは、第１層２１Ａから第２層２２Ａに向かって流れる。
電子流Ｊｅにより、第３層２３にスピントルク２１ｓｐ（透過型のスピントルク）および２２ｓｐ（反射型のスピントルク）が作用する。これらのスピントルクの作用により、第３層２３の磁化２３ｍが、磁極３０から生じる磁界（ギャップ磁界Ｈｇ１）とは反対の向きを有する。このような磁化２３ｍにより、磁極３０から生じる磁界を、磁気記録媒体８０に有効に印加することができる。
磁気ヘッド１２０においては、第１磁性領域２３ｐ及び第２磁性領域２３ｑが設けられる。第１磁性領域２３ｐと第２層２１Ａとの界面において、第３層２３には磁化２３ｍの反転を抑制するスピントルクが作用する。第１層２１Ａがスピン緩和長の短い材料を含むことで、このスピントルクの作用が抑制される。第２磁性領域２３ｑと第２層２２Ａとの界面において、磁化２３ｍの反転を促すスピントルクが作用する。第３層２３において飽和磁化の異なる第１磁性領域２３ｐおよび第２磁性領域２３ｑを設けることで、第２磁性領域２３ｑと第１層２１との界面に作用するスピントルクの影響が顕著となる。このため、第３層２３の磁化２３ｍが反転しやすくなる。
磁気ヘッド１２０においても、第１磁性領域２３ｐ及び第２磁性領域２３ｑが設けられることで、反転電流密度Ｊ０を低くできる。例えば、小さい電流Ｉｃにより、第３層２３の磁化２３ｍを制御できる。小さい電流Ｉｃにより、磁気記録媒体８０に有効に印加することができる。
図８においては、磁極３０から第１シールド３１に向かう方向の成分を有する磁界（ギャップ磁界Ｈｇ１）が磁極３０から出る。既に説明したように、第１電気回路２０Ｄは、第２層２２Ａから第１層２１Ａへの向きの電流Ｉｃを、積層体２０に供給する。このとき、磁化２３ｍは、ギャップ磁界Ｈｇ１とは逆向きの成分を有する。一方、第１シールド３１から磁極３０に向かう方向の成分を有する磁界（ギャップ磁界Ｈｇ１）が磁極３０から出たときにも、第１電気回路２０Ｄは、第２層２２Ａから第１層２１Ａへの向きの電流Ｉｃを、積層体２０に供給する。このときも、磁化２３ｍは、ギャップ磁界Ｈｇ１とは逆向きの成分を有する。
例えば、磁気ヘッド１２０、第１層２１Ａと第２層２２Ａとの間に第１電流（電流Ｉｃでも良い）を流したときの磁極３０と第２層２２Ａとの間の電気抵抗は、第１層２１Ａと第２層２２Ａとの間にその第１電流を流さないときの磁極３０と第２層２２Ａとの間の電気抵抗とは異なる。
例えば、磁気ヘッド１２０において、第１層２１Ａと第２層２２Ａとの間に第１電流を流したときの第１シールド３１と第１層２１との間の電気抵抗は、第１層２１と第２層２２との間にその第１電流を流さないときの第１シールド３１と第１層２１Ａとの間の電気抵抗とは異なる。
上記の電気抵抗の差は、例えば、磁気抵抗効果に基づく。例えば、このような効果を用いることで、電気的に第３層２３の磁化２３ｍの変化を測定することができる。
図９は、第２実施形態に係る別の磁気ヘッドを例示する模式的断面図である。
図９に示すように、本実施形態に係る別の磁気ヘッド１２１も、上記の、磁極３０、第１シールド３１及び積層体２０を含む。磁気ヘッド１２１においても、積層体２０は、上記の、第１層２１Ａ、第２層２２Ａ及び第３層２３を含む。磁気ヘッド１２１においては、第３層２３は、上記の第１磁性領域２３ｐ及び第２磁性領域２３ｑに加えて、中間領域２３ｒを含む。磁気ヘッド１２１におけるこれ以外の構成は、例えば、磁気ヘッド１２０の構成と同様である。
第３層２３において、第１磁性領域２３ｐは、第１層２１Ａと第２層２２Ａとの間に設けられる。第２磁性領域２３ｑは、第１磁性領域２３ｐと第２層２２Ａとの間に設けられる。第１磁性領域２３ｐは、例えば、第１層２１Ａと接する。第２磁性領域２３ｑは、第２層２２Ａと接する。
中間領域２３ｒは、第１磁性領域２３ｐと第２磁性領域２３ｑとの間に設けられる。中間領域２３ｒは、第１磁性領域２３ｐ及び第２磁性領域２３ｑと接する。中間領域２３ｒは、Ｒｕ、Ｉｒ及びＲｈからなる群から選択された少なくとも１つを含む。
磁気ヘッド１２１において、第２磁性領域２３ｑの第２飽和磁化は、第１磁性領域２３ｐの第１飽和磁化よりも小さい。
この場合も、例えば、第１磁性領域２３ｐは、Ｆｅ及びＣｏの少なくとも１つの第１元素を第１組成比で含む。一方、第２磁性領域２３ｑは、第１元素を含まない。または、第２磁性領域２３ｑは、第１組成比よりも低い第２組成比で第１元素を含む。例えば、第１磁性領域２３ｐ及び第２磁性領域２３ｑにＦｅＣｏを用いた場合であっても、組成比率を変化させることで、第２飽和磁化を、第１飽和磁化よりも小さくすることができる。
例えば、第１磁性領域２３ｐは、ＦｅＣｏ、Ｆｅ、または、Ｃｏなどを含む。一方、第２磁性領域２３ｑは、Ｎｉ、または、ＦｅＮｉなどを含む。これにより、第２飽和磁化は、第１飽和磁化よりも小さくなる。例えば、第１磁性領域２３ｐおよび第２磁性領域２３ｑにおいて、各種材料、各種合金の組成比率、超格子膜の材料、及び、膜厚比率の少なくともいずれかによって、飽和磁化を調整することができる。
磁気ヘッド１２１においては、中間領域２３ｒが、第１磁性領域２３ｐと第２磁性領域２３ｑとの間に設けられる。中間領域２３ｒは、第１磁性領域２３ｐと第２磁性領域２３ｑとを適度に磁気結合させる。磁気ヘッド１２１においても、積層体２０の第３層２３の磁化２３ｍを利用して、磁極３０から出た磁界Ｈ２を有効に磁気記録媒体８０に向かわせる。記録密度の向上が可能な磁気ヘッドを提供できる。
磁気ヘッド１２１において、中間領域２３ｒの厚さｔｒは、０．１ｎｍ以上５．０ｎｍ以下であることが好ましい。例えば、中間領域２３ｒがＲｕを含む場合、中間領域２３ｒの厚さｔｒは、０．１ｎｍ以上５．０ｎｍ以下であることが好ましい。例えば、中間領域２３ｒがＩｒを含む場合、中間領域２３ｒの厚さｔｃは、０．１ｎｍ以上５．０ｎｍ以下であることが好ましい。
磁気ヘッド１２１においても、第１電気回路２０Ｄが設けられても良い。第１電気回路２０Ｄは、第１層２１Ａ及び第２層２２Ａと電気的に接続される。第１電気回路２０Ｄは、第２層２２Ａから第１層２１Ａへの向きの電流Ｉｃを、積層体２０に供給可能である。
磁気ヘッド１２１においても、磁極３０から生じる磁界を、磁気記録媒体８０に有効に印加することができる。磁気ヘッド１２１においても、第１磁性領域２３ｐ及び第２磁性領域２３ｑが設けられることで、反転電流密度Ｊ０を低くできる。例えば、小さい電流Ｉｃにより、第３層２３の磁化２３ｍを制御できる。小さい電流Ｉｃにより、記録磁界を磁気記録媒体８０に有効に印加することができる。
以下、本実施形態に係る磁気記録再生装置の例について説明する。
図１０は、実施形態に係る磁気記録再生装置の一部を例示する模式的斜視図である。
図１０は、ヘッドスライダを例示している。
磁気ヘッド１１０は、ヘッドスライダ１５９に設けられる。ヘッドスライダ１５９は、例えばＡｌ２Ｏ３／ＴｉＣなどを含む。ヘッドスライダ１５９は、磁気記録媒体の上を、浮上または接触しながら、磁気記録媒体に対して相対的に運動する。
ヘッドスライダ１５９は、例えば、空気流入側１５９Ａ及び空気流出側１５９Ｂを有する。磁気ヘッド１１０は、ヘッドスライダ１５９の空気流出側１５９Ｂの側面などに配置される。これにより、磁気ヘッド１１０は、磁気記録媒体の上を浮上または接触しながら磁気記録媒体に対して相対的に運動する。
図１１は、実施形態に係る磁気記録再生装置を例示する模式的斜視図である。
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、実施形態に係る磁気記録再生装置の一部を例示する模式的斜視図である。
図１１に示すように、実施形態に係る磁気記録再生装置１５０においては、ロータリーアクチュエータが用いられる。記録用媒体ディスク１８０は、スピンドルモータ１８０Ｍに装着される。記録用媒体ディスク１８０は、スピンドルモータ１８０Ｍにより矢印ＡＲの方向に回転する。スピンドルモータ１８０Ｍは、駆動装置制御部からの制御信号に応答する。本実施形態に係る磁気記録再生装置１５０は、複数の記録用媒体ディスク１８０を備えても良い。磁気記録再生装置１５０は、記録媒体１８１を含んでもよい。記録媒体１８１は、例えば、ＳＳＤ（Solid State Drive）である。記録媒体１８１には、例えば、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリが用いられる。例えば、磁気記録再生装置１５０は、ハイブリッドＨＤＤ（Hard Disk Drive）でも良い。
ヘッドスライダ１５９は、記録用媒体ディスク１８０に記録する情報の、記録及び再生を行う。ヘッドスライダ１５９は、薄膜状のサスペンション１５４の先端に設けられる。ヘッドスライダ１５９の先端付近に、実施形態に係る磁気ヘッドが設けられる。
記録用媒体ディスク１８０が回転すると、サスペンション１５４による押し付け圧力と、ヘッドスライダ１５９の媒体対向面（ＡＢＳ）で発生する圧力と、がバランスする。ヘッドスライダ１５９の媒体対向面と、記録用媒体ディスク１８０の表面と、の間の距離が、所定の浮上量となる。実施形態において、ヘッドスライダ１５９は、記録用媒体ディスク１８０と接触しても良い。例えば、接触走行型が適用されても良い。
サスペンション１５４は、アーム１５５（例えばアクチュエータアーム）の一端に接続されている。アーム１５５は、例えば、ボビン部などを有する。ボビン部は、駆動コイルを保持する。アーム１５５の他端には、ボイスコイルモータ１５６が設けられる。ボイスコイルモータ１５６は、リニアモータの一種である。ボイスコイルモータ１５６は、例えば、駆動コイル及び磁気回路を含む。駆動コイルは、アーム１５５のボビン部に巻かれる。磁気回路は、永久磁石及び対向ヨークを含む。永久磁石と対向ヨークとの間に、駆動コイルが設けられる。サスペンション１５４は、一端と他端とを有する。磁気ヘッドは、サスペンション１５４の一端に設けられる。アーム１５５は、サスペンション１５４の他端に接続される。
アーム１５５は、ボールベアリングによって保持される。ボールベアリングは、軸受部１５７の上下の２箇所に設けられる。アーム１５５は、ボイスコイルモータ１５６により回転及びスライドが可能である。磁気ヘッドは、記録用媒体ディスク１８０の任意の位置に移動可能である。
図１２（ａ）は、磁気記録再生装置の一部の構成を例示しており、ヘッドスタックアセンブリ１６０の拡大斜視図である。
また、図１２（ｂ）は、ヘッドスタックアセンブリ１６０の一部となる磁気ヘッドアセンブリ（ヘッドジンバルアセンブリ：ＨＧＡ）１５８を例示する斜視図である。
図１２（ａ）に示すように、ヘッドスタックアセンブリ１６０は、軸受部１５７と、ヘッドジンバルアセンブリ１５８と、支持フレーム１６１と、を含む。ヘッドジンバルアセンブリ１５８は、軸受部１５７から延びる。支持フレーム１６１は、軸受部１５７から延びる。支持フレーム１６１の延びる方向は、ヘッドジンバルアセンブリ１５８の延びる方向とは逆である。支持フレーム１６１は、ボイスコイルモータ１５６のコイル１６２を支持する。
図１２（ｂ）に示すように、ヘッドジンバルアセンブリ１５８は、軸受部１５７から延びたアーム１５５と、アーム１５５から延びたサスペンション１５４と、を有している。
サスペンション１５４の先端には、ヘッドスライダ１５９が設けられる。ヘッドスライダ１５９に、実施形態に係る磁気ヘッドが設けられる。
実施形態に係る磁気ヘッドアセンブリ（ヘッドジンバルアセンブリ）１５８は、実施形態に係る磁気ヘッドと、磁気ヘッドが設けられたヘッドスライダ１５９と、サスペンション１５４と、アーム１５５と、を含む。ヘッドスライダ１５９は、サスペンション１５４の一端に設けられる。アーム１５５は、サスペンション１５４の他端と接続される。
サスペンション１５４は、例えば、信号の記録及び再生用のリード線（図示しない）を有する。サスペンション１５４は、例えば、浮上量調整のためのヒーター用のリード線（図示しない）を有しても良い。サスペンション１５４は、例えばスピントルク発振子用などのためのリード線（図示しない）を有しても良い。これらのリード線と、磁気ヘッドに設けられた複数の電極と、が電気的に接続される。
磁気記録再生装置１５０において、信号処理部１９０が設けられる。信号処理部１９０は、磁気ヘッドを用いて磁気記録媒体への信号の記録及び再生を行う。信号処理部１９０は、信号処理部１９０の入出力線は、例えば、ヘッドジンバルアセンブリ１５８の電極パッドに接続され、磁気ヘッドと電気的に接続される。
本実施形態に係る磁気記録再生装置１５０は、磁気記録媒体と、実施形態に係る磁気ヘッドと、可動部と、位置制御部と、信号処理部と、を含む。可動部は、磁気記録媒体と磁気ヘッドとを離間させ、または、接触させた状態で相対的に移動可能とする。位置制御部は、磁気ヘッドを磁気記録媒体の所定記録位置に位置合わせする信号処理部は、磁気ヘッドを用いた磁気記録媒体への信号の記録及び再生を行う。
例えば、上記の磁気記録媒体として、記録用媒体ディスク１８０が用いられる。上記の可動部は、例えば、ヘッドスライダ１５９を含む。上記の位置制御部は、例えば、ヘッドジンバルアセンブリ１５８を含む。
本実施形態に係る磁気記録再生装置１５０は、磁気記録媒体と、実施形態に係る磁気ヘッドアセンブリと、磁気ヘッドアセンブリに設けられた磁気ヘッドを用いて磁気記録媒体への信号の記録及び再生を行う信号処理部と、を備える。
実施形態は、以下の構成（技術案）を含んでも良い。
（構成１）
磁極と、
第１シールドと、
前記磁極と前記第１シールドとの間に設けられた積層体と、
を備え、
前記積層体は、
非磁性の第１層と、
前記第１層と前記第１シールドとの間に設けられた非磁性の第２層と、
前記第１層と前記第２層との間に設けられ前記第１層及び前記第２層と接し、前記第１層及び前記第２層と電気的に接続された第３層と、
含み、
前記第３層は、
第１磁性領域と、
前記第１磁性領域と前記第２層との間に設けられ前記第１磁性領域と接する第２磁性領域と、
を含み、
前記第２磁性領域の第２飽和磁化は、前記第１磁性領域の第１飽和磁化よりも大きい、磁気ヘッド。
（構成２）
磁極と、
第１シールドと、
前記磁極と前記第１シールドとの間に設けられた積層体と、
を備え、
前記積層体は、
非磁性の第１層と、
前記第１層と前記第１シールドとの間に設けられた非磁性の第２層と、
前記第１層と前記第２層との間に設けられ前記第１層及び前記第２層と接し、前記第１層及び前記第２層と電気的に接続された第３層と、
含み、
前記第３層は、
第１磁性領域と、
前記第１磁性領域と前記第２層との間に設けられ前記第１磁性領域と接する第２磁性領域と、
を含み、
前記第２磁性領域は、Ｆｅ及びＣｏの少なくとも１つの第１元素を第１組成比で含み、
前記第１磁性領域は、前記第１元素を含まない、または、前記第１組成比よりも低い第２組成比で前記第１元素を含む、磁気ヘッド。
（構成３）
磁極と、
第１シールドと、
前記磁極と前記第１シールドとの間に設けられた積層体と、
を備え、
前記積層体は、
非磁性の第１層と、
前記第１層と前記第１シールドとの間に設けられた非磁性の第２層と、
前記第１層と前記第２層との間に設けられ前記第１層及び前記第２層と接し、前記第１層及び前記第２層と電気的に接続された第３層と、
含み、
前記第３層は、
第１磁性領域と、
前記第１磁性領域と前記第１シールドとの間に設けられた第２磁性領域と、
前記第１磁性領域と前記第２磁性領域との間に設けられ前記第１磁性領域及び前記第２磁性領域と接し、Ｒｕ、Ｉｒ及びＲｈからなる群から選択された少なくとも１つを含む中間領域と、
を含み、
前記第２磁性領域の第２飽和磁化は、前記第１磁性領域の第１飽和磁化よりも大きい、磁気ヘッド。
（構成４）
磁極と、
第１シールドと、
前記磁極と前記第１シールドとの間に設けられた積層体と、
を備え、
前記積層体は、
非磁性の第１層と、
前記第１層と前記第１シールドとの間に設けられた非磁性の第２層と、
前記第１層と前記第２層との間に設けられ前記第１層及び前記第２層と接し、前記第１層及び前記第２層と電気的に接続された第３層と、
含み、
前記第３層は、
第１磁性領域と、
前記第１磁性領域と前記第１シールドとの間に設けられた第２磁性領域と、
前記第１磁性領域と前記第２磁性領域との間に設けられ前記第１磁性領域及び前記第２磁性領域と接し、Ｒｕ、Ｉｒ及びＲｈからなる群から選択された少なくとも１つを含む中間領域と、
を含み、
前記第２磁性領域は、Ｆｅ及びＣｏの少なくとも１つの第１元素を第１組成比で含み、
前記第１磁性領域は、前記第１元素を含まない、または、前記第１組成比よりも低い第２組成比で前記第１元素を含む、磁気ヘッド。
（構成５）
前記中間領域の厚さは、０．１ｎｍ以上５．０ｎｍ以下である、構成３または４に記載の磁気ヘッド。
（構成６）
前記第２層は、Ｔａ、Ｐｔ、Ｗ、Ｒｕ、Ｍｏ及びＰｄからなる群から選択された少なくとも１つを含む、構成１〜５のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成７）
前記第１層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ及びＡｌからなる群から選択された少なくとも１つを含む、構成１〜６のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成８）
前記第１磁性領域の厚さは、前記第２磁性領域の厚さの０．２倍以上２．０倍以下である、構成１〜７のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成９）
前記第１磁性領域の厚さは、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であり、
前記第２磁性領域の厚さは、４ｎｍ以上１５ｎｍ以下である、構成１〜７のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１０）
構成１〜９のいずれか１つに記載の磁気ヘッドと、
前記第１層及び前記第２層と電気的に接続され、前記第１層から前記第２層への向きの電流を前記積層体に供給可能な第１電気回路と、
を備えた磁気記録再生装置。
（構成１１）
磁極と、
第１シールドと、
前記磁極と前記第１シールドとの間に設けられた積層体と、
を備え、
前記積層体は、
非磁性の第１層と、
前記第１層と前記第１シールドとの間に設けられた非磁性の第２層と、
前記第１層と前記第２層との間に設けられ前記第１層及び前記第２層と接し、前記第１層及び前記第２層と電気的に接続された第３層と、
含み、
前記第３層は、
第１磁性領域と、
前記第１磁性領域と前記第２層との間に設けられ前記第１磁性領域と接する第２磁性領域と、
を含み、
前記第２磁性領域の第２飽和磁化は、前記第１磁性領域の第１飽和磁化よりも小さい、磁気ヘッド。
（構成１２）
磁極と、
第１シールドと、
前記磁極と前記第１シールドとの間に設けられた積層体と、
を備え、
前記積層体は、
非磁性の第１層と、
前記第１層と前記第１シールドとの間に設けられた非磁性の第２層と、
前記第１層と前記第２層との間に設けられ前記第１層及び前記第２層と接し、前記第１層及び前記第２層と電気的に接続された第３層と、
含み、
前記第３層は、
第１磁性領域と、
前記第１磁性領域と前記第２層との間に設けられ前記第１磁性領域と接する第２磁性領域と、
を含み、
前記第１磁性領域は、Ｆｅ及びＣｏの少なくとも１つの第１元素を第１組成比で含み、
前記第２磁性領域は、前記第１元素を含まない、または、前記第１組成比よりも低い第２組成比で前記第１元素を含む、磁気ヘッド。
（構成１３）
磁極と、
第１シールドと、
前記磁極と前記第１シールドとの間に設けられた積層体と、
を備え、
前記積層体は、
非磁性の第１層と、
前記第１層と前記第１シールドとの間に設けられた非磁性の第２層と、
前記第１層と前記第２層との間に設けられ前記第１層及び前記第２層と接し、前記第１層及び前記第２層と電気的に接続された第３層と、
含み、
前記第３層は、
第１磁性領域と、
前記第１磁性領域と前記第１シールドとの間に設けられた第２磁性領域と、
前記第１磁性領域と前記第２磁性領域との間に設けられ前記第１磁性領域及び前記第２磁性領域と接し、Ｒｕ、Ｉｒ及びＲｈからなる群から選択された少なくとも１つを含む中間領域と、
を含み、
前記第２磁性領域の第２飽和磁化は、前記第１磁性領域の第１飽和磁化よりも小さい、磁気ヘッド。
（構成１４）
磁極と、
第１シールドと、
前記磁極と前記第１シールドとの間に設けられた積層体と、
を備え、
前記積層体は、
非磁性の第１層と、
前記第１層と前記第１シールドとの間に設けられた非磁性の第２層と、
前記第１層と前記第２層との間に設けられ前記第１層及び前記第２層と接し、前記第１層及び前記第２層と電気的に接続された第３層と、
含み、
前記第３層は、
第１磁性領域と、
前記第１磁性領域と前記第１シールドとの間に設けられた第２磁性領域と、
前記第１磁性領域と前記第２磁性領域との間に設けられ前記第１磁性領域及び前記第２磁性領域と接し、Ｒｕ、Ｉｒ及びＲｈからなる群から選択された少なくとも１つを含む中間領域と、
を含み、
前記第１磁性領域は、Ｆｅ及びＣｏの少なくとも１つの第１元素を第１組成比で含み、
前記第２磁性領域は、前記第１元素を含まない、または、前記第１組成比よりも低い第２組成比で前記第１元素を含む、磁気ヘッド。
（構成１５）
前記中間領域の厚さは、０．１ｎｍ以上５．０ｎｍ以下である、構成１３または１４に記載の磁気ヘッド。
（構成１６）
前記第１層は、Ｔａ、Ｐｔ、Ｗ、Ｒｕ、Ｍｏ及びＰｄからなる群から選択された少なくとも１つを含む、構成１１〜１５のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１７）
前記第２層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ及びＡｌからなる群から選択された少なくとも１つを含む、構成１１〜１６のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１８）
前記第２磁性領域の厚さは、前記第１磁性領域の厚さの０．２倍以上２．０倍以下である、構成１１〜１７のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１９）
前記第１磁性領域の厚さは、４ｎｍ以上１５ｎｍ以下であり、
前記第２磁性領域の厚さは、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下である、構成１〜１７のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成２０）
構成１１〜１９のいずれか１つに記載の磁気ヘッドと、
前記第１層及び前記第２層と電気的に接続され、前記第２層から前記第１層への向きの電流を前記積層体に供給可能な第１電気回路と、
を備えた磁気記録再生装置。
実施形態によれば、記録密度の向上が可能な磁気ヘッド及び磁気記録再生装置が提供できる。
本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、磁気ヘッドに含まれる磁極、第１シールド、第２シールド、積層体、磁性層、導電層及び配線などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
その他、本発明の実施の形態として上述した磁気ヘッド及び磁気記録再生装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての磁気ヘッド及び磁気記録再生装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
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。
２０…積層体、 ２０Ｄ…第１電気回路、 ２１、２１Ａ…第１層、 ２１ｓｐ…スピントルク、 ２２、２２Ａ…第２層、 ２２ｓｐ…スピントルク、 ２３…第３層、 ２３ａ…第１磁性領域、 ２３ｂ…第２磁性領域、 ２３ｃ…中間領域、 ２３ｍ…磁化、 ２３ｐ…第１磁性領域、 ２３ｑ…第２磁性領域、 ２３ｒ…中間領域、 ３０…磁極、 ３０Ｄ…第２電気回路、 ３０Ｆ…第１面、 ３０ｃ…コイル、 ３０ｅ…端、 ３０ｉ…絶縁部、 ３０ｍ…磁化、 ３１…第１シールド、 ３１ａ…第１シールド面、 ３１ｍ…磁化、 ３２…第２シールド、 ８０…磁気記録媒体、 １１０、１１１、１１９、１２０、１２１…磁気ヘッド、 １５０…磁気記録再生装置、 １５４…サスペンション、 １５５…アーム、 １５６…ボイスコイルモータ、 １５７…軸受部、 １５８…ヘッドジンバルアセンブリ、 １５９…ヘッドスライダ、 １５９Ａ…空気流入側、 １５９Ｂ…空気流出側、 １６０…ヘッドスタックアセンブリ、 １６１…支持フレーム、 １６２…コイル、 １８０…記録用媒体ディスク、 １８０Ｍ…スピンドルモータ、 １８１…記録媒体、 １９０…信号処理部、 ＡＲ…矢印、 Ｄ１…第１方向、 Ｄｓ…積層方向、 Ｈ２…磁界、 Ｈｇ１…ギャップ磁界、 Ｉｃ…電流、 Ｊ…電流密度、 Ｊ０…反転電流密度、 Ｊｅ…電子流、 Ｍ１…磁化、 Ｐ１、Ｐ２…第１、第２部分、 Ｗ１、Ｗ２…第１、第２配線、 ＷＧ…ライトギャップ、 ｔ１、ｔ２、ｔａ、ｔｂ、ｔｃ、ｔｐ、ｔｑ、ｔｒ…厚さ

Claims (14)

  1. 磁極と、
    第１シールドと、
    前記磁極と前記第１シールドとの間に設けられた積層体と、
    を備え、
    前記積層体は、
    非磁性の第１層と、
    前記第１層と前記第１シールドとの間に設けられた非磁性の第２層と、
    前記第１層と前記第２層との間に設けられ前記第１層及び前記第２層と接し、前記第１層及び前記第２層と電気的に接続された第３層と、
    含み、
    前記第３層は、
    第１磁性領域と、
    前記第１磁性領域と前記第２層との間に設けられ前記第１磁性領域と接する第２磁性領域と、
    を含み、
    前記第２磁性領域の第２飽和磁化は、前記第１磁性領域の第１飽和磁化よりも大きい、磁気ヘッド。
  2. 磁極と、
    第１シールドと、
    前記磁極と前記第１シールドとの間に設けられた積層体と、
    を備え、
    前記積層体は、
    非磁性の第１層と、
    前記第１層と前記第１シールドとの間に設けられた非磁性の第２層と、
    前記第１層と前記第２層との間に設けられ前記第１層及び前記第２層と接し、前記第１層及び前記第２層と電気的に接続された第３層と、
    含み、
    前記第３層は、
    第１磁性領域と、
    前記第１磁性領域と前記第２層との間に設けられ前記第１磁性領域と接する第２磁性領域と、
    を含み、
    前記第２磁性領域は、Ｆｅ及びＣｏの少なくとも１つの第１元素を第１組成比で含み、
    前記第１磁性領域は、前記第１元素を含まない、または、前記第１組成比よりも低い第２組成比で前記第１元素を含む、磁気ヘッド。
  3. 磁極と、
    第１シールドと、
    前記磁極と前記第１シールドとの間に設けられた積層体と、
    を備え、
    前記積層体は、
    非磁性の第１層と、
    前記第１層と前記第１シールドとの間に設けられた非磁性の第２層と、
    前記第１層と前記第２層との間に設けられ前記第１層及び前記第２層と接し、前記第１層及び前記第２層と電気的に接続された第３層と、
    含み、
    前記第３層は、
    第１磁性領域と、
    前記第１磁性領域と前記第１シールドとの間に設けられた第２磁性領域と、
    前記第１磁性領域と前記第２磁性領域との間に設けられ前記第１磁性領域及び前記第２磁性領域と接し、Ｒｕ、Ｉｒ及びＲｈからなる群から選択された少なくとも１つを含む中間領域と、
    を含み、
    前記第２磁性領域の第２飽和磁化は、前記第１磁性領域の第１飽和磁化よりも大きい、磁気ヘッド。
  4. 磁極と、
    第１シールドと、
    前記磁極と前記第１シールドとの間に設けられた積層体と、
    を備え、
    前記積層体は、
    非磁性の第１層と、
    前記第１層と前記第１シールドとの間に設けられた非磁性の第２層と、
    前記第１層と前記第２層との間に設けられ前記第１層及び前記第２層と接し、前記第１層及び前記第２層と電気的に接続された第３層と、
    含み、
    前記第３層は、
    第１磁性領域と、
    前記第１磁性領域と前記第１シールドとの間に設けられた第２磁性領域と、
    前記第１磁性領域と前記第２磁性領域との間に設けられ前記第１磁性領域及び前記第２磁性領域と接し、Ｒｕ、Ｉｒ及びＲｈからなる群から選択された少なくとも１つを含む中間領域と、
    を含み、
    前記第２磁性領域は、Ｆｅ及びＣｏの少なくとも１つの第１元素を第１組成比で含み、
    前記第１磁性領域は、前記第１元素を含まない、または、前記第１組成比よりも低い第２組成比で前記第１元素を含む、磁気ヘッド。
  5. 前記第２層は、Ｔａ、Ｐｔ、Ｗ、Ｒｕ、Ｍｏ及びＰｄからなる群から選択された少なくとも１つを含む、請求項１〜４のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
  6. 前記第１層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ及びＡｌからなる群から選択された少なくとも１つを含む、請求項１〜５のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
  7. 請求項１〜６のいずれか１つに記載の磁気ヘッドと、
    前記第１層及び前記第２層と電気的に接続され、前記第１層から前記第２層への向きの電流を前記積層体に供給可能な第１電気回路と、
    を備えた磁気記録再生装置。
  8. 磁極と、
    第１シールドと、
    前記磁極と前記第１シールドとの間に設けられた積層体と、
    を備え、
    前記積層体は、
    非磁性の第１層と、
    前記第１層と前記第１シールドとの間に設けられた非磁性の第２層と、
    前記第１層と前記第２層との間に設けられ前記第１層及び前記第２層と接し、前記第１層及び前記第２層と電気的に接続された第３層と、
    含み、
    前記第３層は、
    第１磁性領域と、
    前記第１磁性領域と前記第２層との間に設けられ前記第１磁性領域と接する第２磁性領域と、
    を含み、
    前記第２磁性領域の第２飽和磁化は、前記第１磁性領域の第１飽和磁化よりも小さい、磁気ヘッド。
  9. 磁極と、
    第１シールドと、
    前記磁極と前記第１シールドとの間に設けられた積層体と、
    を備え、
    前記積層体は、
    非磁性の第１層と、
    前記第１層と前記第１シールドとの間に設けられた非磁性の第２層と、
    前記第１層と前記第２層との間に設けられ前記第１層及び前記第２層と接し、前記第１層及び前記第２層と電気的に接続された第３層と、
    含み、
    前記第３層は、
    第１磁性領域と、
    前記第１磁性領域と前記第２層との間に設けられ前記第１磁性領域と接する第２磁性領域と、
    を含み、
    前記第１磁性領域は、Ｆｅ及びＣｏの少なくとも１つの第１元素を第１組成比で含み、
    前記第２磁性領域は、前記第１元素を含まない、または、前記第１組成比よりも低い第２組成比で前記第１元素を含む、磁気ヘッド。
  10. 磁極と、
    第１シールドと、
    前記磁極と前記第１シールドとの間に設けられた積層体と、
    を備え、
    前記積層体は、
    非磁性の第１層と、
    前記第１層と前記第１シールドとの間に設けられた非磁性の第２層と、
    前記第１層と前記第２層との間に設けられ前記第１層及び前記第２層と接し、前記第１層及び前記第２層と電気的に接続された第３層と、
    含み、
    前記第３層は、
    第１磁性領域と、
    前記第１磁性領域と前記第１シールドとの間に設けられた第２磁性領域と、
    前記第１磁性領域と前記第２磁性領域との間に設けられ前記第１磁性領域及び前記第２磁性領域と接し、Ｒｕ、Ｉｒ及びＲｈからなる群から選択された少なくとも１つを含む中間領域と、
    を含み、
    前記第２磁性領域の第２飽和磁化は、前記第１磁性領域の第１飽和磁化よりも小さい、磁気ヘッド。
  11. 磁極と、
    第１シールドと、
    前記磁極と前記第１シールドとの間に設けられた積層体と、
    を備え、
    前記積層体は、
    非磁性の第１層と、
    前記第１層と前記第１シールドとの間に設けられた非磁性の第２層と、
    前記第１層と前記第２層との間に設けられ前記第１層及び前記第２層と接し、前記第１層及び前記第２層と電気的に接続された第３層と、
    含み、
    前記第３層は、
    第１磁性領域と、
    前記第１磁性領域と前記第１シールドとの間に設けられた第２磁性領域と、
    前記第１磁性領域と前記第２磁性領域との間に設けられ前記第１磁性領域及び前記第２磁性領域と接し、Ｒｕ、Ｉｒ及びＲｈからなる群から選択された少なくとも１つを含む中間領域と、
    を含み、
    前記第１磁性領域は、Ｆｅ及びＣｏの少なくとも１つの第１元素を第１組成比で含み、
    前記第２磁性領域は、前記第１元素を含まない、または、前記第１組成比よりも低い第２組成比で前記第１元素を含む、磁気ヘッド。
  12. 前記第１層は、Ｔａ、Ｐｔ、Ｗ、Ｒｕ、Ｍｏ及びＰｄからなる群から選択された少なくとも１つを含む、請求項８〜１１のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
  13. 前記第２層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ及びＡｌからなる群から選択された少なくとも１つを含む、請求項８〜１２のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
  14. 請求項８〜１３のいずれか１つに記載の磁気ヘッドと、
    前記第１層及び前記第２層と電気的に接続され、前記第２層から前記第１層への向きの電流を前記積層体に供給可能な第１電気回路と、
    を備えた磁気記録再生装置。
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