JP2021044028A - 磁気ヘッド及び磁気記録装置 - Google Patents

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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第１磁性層と、前記第１磁性層と前記第１シールドとの間に設けられた第２磁性層と、前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられた非磁性の中間層と、を含む。前記第１磁性層から前記第２磁性層への第１方向に沿う前記磁極と前記第１磁性層との間の第１距離は、前記第１方向に沿う前記磁極と前記第１シールドとの間の第２距離の１％以上１０％以下である。【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装置において、記録密度の向上が望まれる。
特開２０１０−４００６０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第１磁性層と、前記第１磁性層と前記第１シールドとの間に設けられた第２磁性層と、前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられた非磁性の中間層と、を含む。前記第１磁性層から前記第２磁性層への第１方向に沿う前記磁極と前記第１磁性層との間の第１距離は、前記第１方向に沿う前記磁極と前記第１シールドとの間の第２距離の１％以上１０％以下である。
図１は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式的平面図である。 図２は、第１実施形態に係る磁気記録装置を例示する模式的斜視図である。 図３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４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５は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。 図６（ａ）及び図６（ｂ）は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。 図７（ａ）〜図７（ｃ）は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。 図８（ａ）〜図８（ｃ）は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。 図９（ａ）〜図９（ｃ）は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。 図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。 図１１は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。 図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。 図１３は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。 図１４は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。 図１５は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。 図１６は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。 図１７は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。 図１８は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式的平面図である。 図１９は、実施形態に係る磁気記録装置の一部を例示する模式的斜視図である。 図２０は、実施形態に係る磁気記録装置を例示する模式的斜視図である。 図２１（ａ）及び図２１（ｂ）は、実施形態に係る磁気記録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は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式的平面図である。
図２は、第１実施形態に係る磁気記録装置を例示する模式的斜視図である。
図３及び図４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に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド１１０は、磁気記録媒体８０と共に用いられる。実施形態に係る磁気記録装置２１０は、磁気ヘッド１１０及び磁気記録媒体８０を含む。この例では、磁気ヘッド１１０は、記録部６０及び再生部７０を含む。磁気ヘッド１１０の記録部６０により、磁気記録媒体８０に情報が記録される。再生部７０により、磁気記録媒体８０に記録された情報が再生される。
磁気記録媒体８０は、例えば、媒体基板８２と、媒体基板８２の上に設けられた磁気記録層８１と、を含む。磁気記録層８１の磁化８３が記録部６０により制御される。
再生部７０は、例えば、第１再生磁気シールド７２ａ、第２再生磁気シールド７２ｂ、及び磁気再生素子７１を含む。磁気再生素子７１は、第１再生磁気シールド７２ａと第２再生磁気シールド７２ｂとの間に設けられる。磁気再生素子７１は、磁気記録層８１の磁化８３に応じた信号を出力可能である。
図２に示すように、磁気ヘッド１１０の記録部６０は、磁極３０、第１シールド３１、第１磁性層２１及び第２磁性層２２を含む。第１磁性層２１は、磁極３０と第１シールド３１との間に設けられる。第２磁性層２２は、第１磁性層２１と第１シールド３１との間に設けられる。第１磁性層２１及び第２磁性層２２は、積層体２０に含まれる。
図２に示すように、磁気記録媒体８０は、媒体移動方向８５の方向に、磁気ヘッド１１０に対して相対的に移動する。磁気ヘッド１１０により、任意の位置において、磁気記録層８１の磁化８３に対応する情報が制御される。磁気ヘッド１１０により、任意の位置において、磁気記録層８１の磁化８３に対応する情報が再生される。
図３に示すように、磁気ヘッド１１０において、コイル３０ｃが設けられる。記録回路３０Ｄから、コイル３０ｃに記録電流Ｉｗが供給される。磁極３０から、記録電流Ｉｗに応じた記録磁界が磁気記録媒体８０に印加される。磁極３０は、例えば、主磁極である。第１サイドシールドは、例えば、補助磁極である。磁極３０及び第１サイドシールドにより磁気回路が形成される。
図３に示すように、磁極３０は、媒体対向面３０Ｆを含む。媒体対向面０Ｆは、例えば、ＡＢＳ（Air Bearing Surface）である。媒体対向面３０Ｆは、例えば、磁気記録媒体８０に対向する。
媒体対向面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、例えば、クロストラック方向である。
図３に示すように、電気回路２０Ｄが、積層体２０に電気的に接続される。この例では、積層体２０は、磁極３０及び第１シールド３１と電気的に接続される。磁気ヘッド１１０に、第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２が設けられる。第１端子Ｔ１は、配線Ｗ１及び磁極３０を介して積層体２０と電気的に接続される。第２端子Ｔ２は、配線Ｗ２及び第１シールド３１を介して積層体２０と電気的に接続される。電気回路２０Ｄから、例えば、電流（例えば、直流電流でも良い）が積層体２０に供給される。電流が積層体２０に流れたときに、積層体２０から交流磁界が発生する。交流磁界が、磁気記録媒体８０の一部に印加される。例えば、交流磁界が印加された磁気記録媒体８０の一部において、磁気共鳴が生じ、磁化８３の向きが変化し易くなる。磁気ヘッド１１０において、例えば、ＭＡＭＲ（Microwave Assisted Magnetic Recording）が行われる。第１磁性層２１は、例えば、発振層である。第２磁性層２２は、例えば、スピン注入層である。
図３に示すように、記録部６０において、第２シールド３２が設けられても良い。第２シールド３２と第１シールド３１との間に磁極３０が設けられる。第１シールド３１、第１シールド３１及び磁極３０の周りに、絶縁部３０ｉが設けられる。
図４に示すように、磁気ヘッド１１０の記録部６０は、磁極３０、第１シールド３１、第１磁性層２１及び第２磁性層２２に加えて、中間層２３をさらに含む。中間層２３は、第１磁性層２１と第２磁性層２２との間に設けられる。中間層２３は、非磁性である。積層体２０は、中間層２３を含む。中間層２３は、導電性である。中間層２３は、例えば、Ｃｕなどを含む。
図４に示すように、この例では、磁気ヘッド１１０（例えば、記録部６０）は、第１非磁性層２４をさらに含んでも良い。第１非磁性層２４は、磁極３０と第１磁性層２１との間に設けられる。１つの例において、第１非磁性層２４は、Ｒｕ、Ｔａ、Ｃｒ及びＴｉよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。
図４に示すように、この例では、磁気ヘッド１１０（例えば、記録部６０）は、第２非磁性層２５をさらに含む。第２非磁性層２５は、第２磁性層２２と第１シールド３１との間に設けられる。
第１非磁性層２４及び第２非磁性層２５は、例えば、電極として機能する。第１非磁性層２４により、磁極３０と第１磁性層２１が電気的に接続される。第２非磁性層２５により、第２磁性層２２と第１シールド３１が電気的に接続される。
図３及び図４に示すように、磁極３０の第１シールド３１に対向する面、及び、第１シールド３１の磁極３０に対向する面は、媒体対向面３０Ｆに対して傾斜しても良い。第１磁性層２１及び第２磁性層２２は、例えば、磁極３０の第１シールド３１に対向する面、及び、第１シールド３１の磁極３０に対向する面に沿う。
第１磁性層２１から第２磁性層２２への方向を第１方向Ｄ１とする。第１方向Ｄ１は、積層体２０の積層方向に対応する。この例では、第１方向Ｄ１は、Ｚ軸方向に対して傾斜している。
図４に示すように、第１磁性層２１は、第１厚さｔ２１を有する。第２磁性層２２は、厚さｔ２２を有する。中間層２３は、厚さｔ２３を有する。第１非磁性層２４は、厚さｔ２４を有する。第２非磁性層２５は、厚さｔ２５を有する。これらの厚さは、第１方向Ｄ１に沿う長さである。
第１方向Ｄ１に沿う第２磁性層２２の厚さｔ２２は、第１方向Ｄ１に沿う第１磁性層２１の第１厚さｔ２１よりも薄い。第２磁性層２２（例えばスピン注入層）が第１磁性層２１（例えば発振層）よりも薄いことで、例えば、第２磁性層２２の磁化の反転が安定する。第２磁性層２２の磁化が反転することで、第１磁性層２１にスピンが安定して注入される。
図４に示すように、磁極３０と第１磁性層２１との間の第１方向Ｄ１に沿う距離を第１距離ｄ１とする。磁極３０と第１磁性層２１との間に第１非磁性層２４が設けられ、第１非磁性層２４が磁極３０及び第１磁性層２１と接する場合、第１距離ｄ１は、第１非磁性層２４の厚さｔ２４に対応する。図４に示すように、磁極３０と第１シールド３１との間の第１方向Ｄ１に沿う距離を第２距離ｄ２とする。第２距離ｄ２は、磁気ギャップに対応する。
実施形態においては、第１磁性層２１から第２磁性層２２への第１方向Ｄ１に沿う磁極３０と第１磁性層２１との間の第１距離ｄ１は、第１方向Ｄ１に沿う磁極３０と第１シールド３１との間の第２距離ｄ２の１％以上１０％以下である。
このように、実施形態においては、磁気ギャップ（第２距離ｄ２）に比べて、磁極３０と第１磁性層２１（発振層）との間の距離（第１距離ｄ１）を非常に小さくする。これにより、安定した発振が得られることが分かった。例えば、安定したＭＡＭＲが得られる。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装置が提供できる。
磁気ヘッド１１０の特性の例については、後述する。
図４に示すように、第３方向Ｄ３に沿う第１磁性層２１の長さを第３長さＬ３とする。第３方向Ｄ３は、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２を含む平面と交差する。第３方向Ｄ３は、例えば、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に対して垂直である。
図１は、図３の矢印ＡＲ１からみた平面図である。図１においては、第１非磁性層２４、第２非磁性層２５及び絶縁部３０ｉは省略されている。図４に関して説明したように、磁極３０と第１磁性層２１との間の第１方向Ｄ１に沿う距離は、第１距離ｄ１である。磁極３０と第１シールド３１との間の第１方向Ｄ１に沿う距離は、第２距離ｄ２である。この例では、これらの距離は、Ｘ軸方向に対して傾斜している。
図１に示すように、第２方向Ｄ２に沿う第１磁性層２１の幅を第１幅ｗ１とする。第２方向Ｄ２に沿う磁極３０の幅を第２幅ｗ２とする。第２方向Ｄ２は、媒体対向面３０Ｆに沿い、第１方向Ｄ１と交差する。第２方向Ｄ２は、例えば、第１方向Ｄ１と直交する。
図３及び図４においては、積層体２０の積層方向（第１方向Ｄ１）は、媒体対向面３０Ｆに対して傾斜している。第１方向Ｄ１と媒体対向面３０Ｆとの間の角度を角度θ１とする。角度θ１は、例えば、１５度以上３０度以下である。角度θ１は、０度でも良い。
実施形態において、第１方向Ｄ１は、媒体対向面３０Ｆに対して平行でも良い。この場合は、第１方向Ｄ１はＸ軸方向に沿い、第２方向Ｄ２はＹ軸方向に沿い、第３方向Ｄ３は、Ｚ軸方向に沿う。この場合、角度θ１は、０度である。
以下、磁気ヘッドの特性の例について説明する。以下では、角度θ１を０度とする。以下に説明する磁気ヘッドの特性のシミュレーションにおいて、磁極３０の飽和磁化は、２．４Ｔであり、第１シールド３１の飽和磁化は、２．４Ｔである。
図５は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。
図５は、第１条件Ｃ１及び第２条件Ｃ２における積層体２０の発振特性のシミュレーション結果を例示している。第１条件Ｃ１においては、第１磁性層２１、中間層２３及び第２磁性層２１を含む積層体２０が、磁極３０と第１シールド３１との間に置かれず、積層体２０だけが設けられる。第２条件Ｃ２においては、同じ積層体２０が、磁極３０と第１シールド３１との間に置かれる。この第２条件Ｃ２において、磁極３０と第１磁性層２１との間の距離（第１距離ｄ１）は、８ｎｍである。図５の横軸は、積層体２０に流れる電流密度ｉＤ（×１０８Ａ／ｃｍ２）である。図５の縦軸は、発振強度ＯＳ（相対値）である。
図５に示すように、第１条件Ｃ１及び第２条件Ｃ２において、電流密度ｉＤが高くなると、発振する。第１条件Ｃ１では、第２条件Ｃ２よりも低い電流密度ｉＤで発振し始めることが分かる。第２条件Ｃ２においては、第１条件Ｃ１よりも発振が生じ難い。
第２条件Ｃ２において発振が生じ難いのは、第１磁性層２１（発振層）が磁極３０の影響を受けるためであると考えられていた。このため、第１磁性層２１で安定した発振を得やすくするためには、磁極３０と第１磁性層２１との間の距離（第１距離ｄ１）を長くして、第１磁性層２１が磁極３０の影響を受けにくくするのが一般的な発想である。例えば、一般的に、第１距離ｄ１は、８ｎｍ程度以上にされる。
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。
これらの図は、第２条件Ｃ２における積層体２０の発振特性のシミュレーション結果を例示している。図６（ａ）は、第１距離ｄ１が８ｎｍのときに対応する。図６（ｂ）は、第１距離ｄ１が２ｎｍのときに対応する。これらの図の横軸は、電流密度ｉＤ（×１０８Ａ／ｃｍ２）である。これらの図の縦軸は、発振振幅ＯＡ（任意単位）である。これらの図には、第１磁性層２１の磁気厚さＭｓｔが２０ｎｍＴ、２５ｎｍＴ及び３０ｎｍＴの時の特性が示されている。磁気厚さＭｓｔは、第１磁性層２１の飽和磁化Ｍｓと、第１磁性層２１の厚さ（第１厚さｔ２１）と、の積である。
図６（ａ）に示すように、第１距離ｄ１が８ｎｍのときには、磁気厚さＭｓｔが大きいと、発振し始める電流密度ｉＤが大きくなる。この現象は、一般的に予想できる現象である。
図６（ｂ）に示すように、第１距離ｄ１が２ｎｍのときには、磁気厚さＭｓｔが大きいと、発振し始める電流密度ｉＤが低くなることが分かった。
このように、第１距離ｄ１が２ｎｍのように短いときには、第１距離ｄ１が８ｎｍのように長いときとは異なる特性が生じることが分かった。
以下、第１距離ｄ１が８ｎｍのとき、及び、第１距離ｄ１が２ｎｍのときにおける発振特性について説明する。
図７（ａ）〜図７（ｃ）は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。
これらの図は、第１距離ｄ１が８ｎｍで、第１磁性層２１の磁気厚さＭｓｔが３０ｎｍＴのときに対応する。図７（ａ）〜図７（ｃ）の横軸は、時間ｔｍ（ｎｓ）である。縦軸は、磁化Ｍｘに対応する。図７（ａ）〜図７（ｃ）は、それぞれ、第１磁性層２１、第２磁性層２２及び磁極３０に対応する。
図７（ａ）に示すように、第１磁性層２１の磁化Ｍｘ（２１）が振動している。図７（ｂ）に示すように、第２磁性層２２の磁化Ｍｘ（２２）も振動している。さらに、図７（ｃ）に示すように、磁極３０の磁化Ｍｘ（３０）も振動している。第２磁性層２２の磁化Ｍｘ（２２）及び磁極３０の磁化Ｍｘ（３０）の振動は不安定である。
図８（ａ）〜図８（ｃ）は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。
これらの図は、図７（ａ）〜図７（ｃ）の振動特性をフーリエ変換した結果を例示している。図８（ａ）〜図８（ｃ）の横軸は、周波数ｆ１（ＧＨｚ）である。縦軸は、磁化Ｍｘの絶対値ＡＭｘである。図８（ａ）〜図８（ｃ）は、それぞれ、第１磁性層２１、第２磁性層２２及び磁極３０に対応する。
図８（ａ）に示すように、周波数ｆ１が約４１ＧＨｚのときに、第１磁性層２１の磁化Ｍｘの絶対値ＡＭｘ（２１）のピークが生じる。この他の周波数ｆ１においても、磁化Ｍｘの絶対値ＡＭｘ（２１）の小さいピークが現れる。
図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示すように、周波数ｆ１が約４１ＧＨｚのときに、第２磁性層２２の磁化Ｍｘの絶対値ＡＭｘ（２２）のピーク、及び、磁極３０の磁化Ｍｘの絶対値ＡＭｘ（３０）のピークが生じる。この他の周波数ｆ１においても、磁化Ｍｘの絶対値ＡＭｘ（２２）の小さいピーク、及び、磁化Ｍｘの絶対値ＡＭｘ（３０）の小さいピーク、が現れる。
図９（ａ）〜図９（ｃ）は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。
これらの図は、第１距離ｄ１が２ｎｍで、第１磁性層２１の磁気厚さＭｓｔが３０ｎｍＴのときに対応する。図９（ａ）〜図９（ｃ）の横軸は、時間ｔｍ（ｎｓ）である。縦軸は、磁化Ｍｘに対応する。図９（ａ）〜図９（ｃ）は、それぞれ、第１磁性層２１、第２磁性層２２及び磁極３０に対応する。
図９（ａ）に示すように、第１磁性層２１の磁化Ｍｘ（２１）が振動している。図９（ｂ）に示すように、第２磁性層２２の磁化Ｍｘ（２２）も振動している。さらに、図９（ｃ）に示すように、磁極３０の磁化Ｍｘ（３０）も振動している。第２磁性層２２の磁化Ｍｘ（２２）及び磁極３０の磁化Ｍｘ（３０）の振動は非常に安定である。磁化Ｍｘ（２１）は、磁化Ｍｘ（２２）及び磁化Ｍｘ（３０）と同期していると考えられる。
図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。
これらの図は、図９（ａ）〜図９（ｃ）の振動特性をフーリエ変換した結果を例示している。図１０（ａ）〜図１０（ｃ）の横軸は、周波数ｆ１（ＧＨｚ）である。縦軸は、磁化Ｍｘの絶対値ＡＭｘである。図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、それぞれ、第１磁性層２１、第２磁性層２２及び磁極３０に対応する。
図１０（ａ）〜図１０（ｃ）に示すように、周波数ｆ１が約３０ＧＨｚのときに、第１磁性層２１の磁化Ｍｘの絶対値ＡＭｘ（２１）、第２磁性層２２の磁化Ｍｘの絶対値ＡＭｘ（２１）、及び、磁極３０の磁化Ｍｘの絶対値ＡＭｘ（３０）にシャープなピークが生じる。この例では、磁極３０の磁化Ｍｘの絶対値ＡＭｘ（３０）において、周波数ｆ１が約６０ＧＨｚ（ピーク周波数の倍）のときにも、ピークが観察される。
このように、第１距離ｄ１が２ｎｍのときには、第１磁性層２１、第２磁性層２２及び磁極３０が同じ周波数ｆ１で振動する。第１距離ｄ１が２ｎｍのときには、第１磁性層２１及び磁極３０は、互いに共振していると考えられる。
上記のように、第１距離ｄ１が２ｎｍのときのピークの周波数ｆ１（約３０ＧＨｚ）は、第１距離ｄ１が８ｎｍのときのピークの周波数ｆ１（約４１ＧＨｚ）よりも低い。これは、第１距離ｄ１が２ｎｍのときは、第１磁性層２１が磁極３０と共振し、発振する体積が大きいことが原因であると考えられる。
このように、第１距離ｄ１が２ｎｍのときには、第１距離ｄ１が８ｎｍのときとは全く異なる発振特性が得られることが分かった。
一般に、磁極３０が第１磁性層２１の発振に悪影響を与えると考えられていた。一般に、第１磁性層２１を磁極３０から遠く離すことで、磁極３０からの第１磁性層２１への影響を小さくする発想が採用される。
これに対して、実施形態においては、第１磁性層２１と磁極３０との間の第１距離ｄ１を短くして、磁極３０からの第１磁性層２１への影響を大きくする。これにより、例えば、第１磁性層２１及び磁極３０が互いに共振し、安定した発振が得られる。この発想は、一般的な発想とは逆である。
実施形態においては、例えば、第１距離ｄ１（第１方向Ｄ１に沿う磁極３０と第１磁性層２１との間の距離）は、第２距離ｄ２（第１方向Ｄ２に沿う磁極３０と第１シールド３１との間の距離）の１％以上１０％以下である。これにより、安定した発振が得られる。例えば、フーリエ変換した発振特性において、シープなピークが得られる。
実施形態において、第１距離ｄ１は、例えば、１ｎｍ以上４ｎｍ以下である。
第１距離ｄ１がこのように短い場合、例えば、第１磁性層２１は、磁極３０と静磁界結合し易い。第１磁性層２１が磁極３０と共振し易くなる。安定した発振が得られる。
既に説明したように、磁極３０と第１磁性層２１との間に第１非磁性層２４が設けられても良い。１つの例において、第１非磁性層２４は、Ｒｕ、Ｔａ、Ｃｒ及びＴｉよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。１つの例において、第１方向Ｄ１に沿う第１非磁性層２４の厚さｔ２４は、３ｎｍ以下である。１つの例において、第１方向Ｄ１に沿う第１非磁性層２４の厚さｔ２４は、１ｎｍ以下でも良い。この場合、第１磁性層２１及び磁極３０は、互いに反強磁性結合する。第１磁性層２１が磁極３０と共振し易くなる。より安定した発振が得られる。
図１１は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。
図１１は、第１距離ｄ１を変えたときの発振特性のシミュレーション結果を例示している。シミュレーションのモデルにおいて、第１磁性層２１の磁気厚さＭｓｔは、２８．８ｎｍＴである。第１磁性層２１の物性値として、Ｆｅ６０Ｃｏ４０の物性値が用いられる。第１距離ｄ１は、第１非磁性層２４の厚さｔ２４である。第２距離ｄ２は、３６ｎｍである。図１１の横軸は、第１距離ｄ１（ｎｍ）である。図１１の縦軸は、発振強度ＯＳ（ｎｍＴ）である。
図１１に示すように、第１距離ｄ１が４ｎｍ以下の領域において、第１距離ｄ１が短くなると、発振強度ＯＳが高くなる。このように、第１距離ｄ１が４ｎｍ以下において、強い発振が生じる。実施形態において、第１距離ｄ１は、３．５ｎｍ以下でも良い。実施形態において、第１距離ｄ１は、３ｎｍ以下でも良い。より安定した発振が得られる。
図１１に示すように、第１距離ｄ１が８ｎｍ以上において、比較的高い発振強度ＯＳが得られる。この現象は、第１距離ｄ１が８ｎｍ以上になると、磁極３０の第１磁性層２１の発振への悪影響が小さくなるためであると考えられる。
実施形態において、第１磁性層２１の第１厚さｔ２１（第１方向Ｄ１に沿う第１磁性層２１の厚さ）は、第２距離ｄ２の２０％以上４０％以下であることが好ましい。より安定した発振が得られる。
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。
図１２（ａ）は、第１磁性層２１の磁気厚さＭｓｔを変えたときの発振特性のシミュレーション結果を例示している。図１２（ａ）の横軸は、第１磁性層２１の磁気厚さＭｓｔ（ｎｍＴ）である。図１２（ａ）の縦軸は、発振強度ＯＳ（ｎｍＴ）である。第１距離ｄ１は、３ｎｍである。図１２（ａ）のシミュレーションにおいて、第１磁性層２１の物性値として、Ｆｅ６０Ｃｏ４０の物性値が用いられる。
図１２（ａ）に示すように、第１磁性層２１の磁気厚さＭｓｔが２５ｎｍＴ以上３５ｎｍＴ以下において、発振強度ＯＳはピークを有する。実施形態において、第１磁性層２１の磁気厚さＭｓｔが２５ｎｍＴ以上３０ｎｍＴ以下であることが好ましい。第１磁性層２１の磁気厚さＭｓｔが２５ｎｍＴ以上３０ｎｍＴ以下において、第１磁性層２１及び磁極３０が互いに共振し易くなると考えられる。
図１２（ａ）に示すように、第１磁性層２１の磁気厚さＭｓｔが約１８ｎｍＴにおいて、発振強度ＯＳは、低い別のピークを有する。第１磁性層２１の磁気厚さＭｓｔが約１８ｎｍＴ以下において、第１磁性層２１の発振への磁極３０の影響を小さくする一般的な特性が生じると考え得られる。
図１２（ｂ）は、第１磁性層２１の第１厚さｔ２１を変えたときの発振特性のシミュレーション結果を例示している。図１２（ｂ）の横軸は、第１磁性層２１の第１厚さｔ２１（ｎｍ）である。図１２（ｂ）の縦軸は、発振強度ＯＳ（ｎｍＴ）である。第１距離ｄ１は、３ｎｍである。第２距離ｄ２は３６ｎｍである。図１２（ｂ）のシミュレーションにおいて、第１磁性層２１の物性値として、Ｆｅ６０Ｃｏ４０の物性値が用いられる。
図１２（ｂ）に示すように、第１磁性層２１の第１厚さｔ２１が９ｎｍ以上１５ｎｍ以下において、発振強度ＯＳはピークを有する。実施形態において、第１磁性層２１の第１厚さｔ２１が９ｎｍ以上１５ｎｍ以下であることが好ましい。第１磁性層２１の第１厚さｔ２１が９ｎｍ以上１５ｎｍ以下において、第１磁性層２１及び磁極３０が互いに共振し易くなると考えられる。
図１２（ｂ）に示すように、第１磁性層２１の第１厚さｔ２１が約７ｎｍにおいて、発振強度ＯＳは、低い別のピークを有する。第１磁性層２１の第１厚さｔ２１が約７ｎｍにおいて、第１磁性層２１の発振への磁極３０の影響を小さくする一般的な特性が生じると考え得られる。
既に説明したように、第２方向Ｄ２に沿う第１磁性層２１の長さを第１幅ｗ１とし、第２方向Ｄ２に沿う磁極３０の長さを第２幅ｗ２とする（図１参照）。以下、第１幅ｗ１の第２幅ｗ２に対する比Ｒ１を変えたときの発振特性の例について説明する。比Ｒ１は、ｗ１／ｗ２である。
図１３は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。
図１３の横軸は、比Ｒ１を変えたときの発振特性のシミュレーション結果を例示している。シミュレーションのモデルにおいて、第１磁性層２１の磁気厚さＭｓｔは、２５ｎｍＴである。第１磁性層２１の物性値として、Ｆｅ６０Ｃｏ４０の物性値が用いられる。第１距離ｄ１は、３ｎｍである。図１３の横軸は、比Ｒ１である。図１３の縦軸は、発振強度ＯＳ（ｎｍＴ）である。図１３に示すように、比は、１よりも高くなると、大きな発振強度が得られる。
実施形態において、第２方向Ｄ２に沿う第１磁性層２１の第１幅ｗ１は、第２方向Ｄ２に沿う磁極３０の第２幅ｗ２よりも広いことが好ましい。例えば、第１幅ｗ１は、第２幅ｗ２の２倍以下でも良い。第１幅ｗ１は、第２幅ｗ２の１倍以上２倍以下でも良い。第１幅ｗ１は、第２幅ｗ２の１倍以上１．４倍以下でも良い。大きな発振強度が安定して得られる。
既に説明したように、第３方向Ｄ３に沿う第１磁性層２１の長さを第３長さＬ３とする（図４参照）。以下、第３長さＬ３の第１幅ｗ１に対する比Ｒ２を変えたときの発振特性の例について説明する。比Ｒ２は、Ｌ３／ｗ１である。
実施形態において、第３方向Ｄ３に沿う第１磁性層２１の第３長さＬ３は、第２方向Ｄ２に沿う第１磁性層２１の第１幅ｗ１の０．９倍以上であることが好ましい。大きな発振強度が安定して得られる。既に説明したように、第２方向Ｄ２は、媒体対向面３０Ｆに沿い、第１方向Ｄ１と交差する。第２方向Ｄ２は、媒体対向面３０Ｆに対して平行で、第１方向Ｄ１に対して垂直である。第３方向Ｄ３は、例えば、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２を含む平面に対して垂直である。
実施形態において、第１磁性層２１の飽和磁化は、１．８Ｔ以上であることが好ましい。これにより、例えば、磁極３０から媒体を通過して第１シールド３１に流れる磁束の一部が第１磁性層２１を経由するようになり、磁気記録媒体８０上での記録磁界の傾度（急峻性）が上昇する。これにより、線記録密度が向上する。
実施形態において、第１磁性層２１の飽和磁化は、磁極３０の飽和磁化の０．８倍以上１．１倍以下であることが好ましい。これにより、例えば、第１磁性層２１における発振周波数と、磁極３０の第１磁性層２１の側の部分におけるの発振周波数と、互いに近くなる。これにより、第１磁性層２１がより発振し易くなる。
実施形態において、第１磁性層２１は、Ｆｅ及びＣｏよりなる群から選択された少なくとも１つを含むことが好ましい。第１磁性層２１は、Ｎｉ、Ａｌ、Ｔｂ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｂｏ、Ｔａ、Ｒｕ、Ｒｏ、Ｐｔ及びＡｇよりなる群から選択された少なくとも１つをさらに含んでも良い。これにより、例えば、第２磁性層２２（例えばピン注入層）からのスピン流入を大きくできる。例えば、第１磁性層２１（例えば発振層）の磁歪及び残留磁化が低減する。例えば、第１磁性層２１をより安定に発振させることができる。
実施形態において、第２磁性層２２は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｂｏ、Ｔｅ、Ｇｅ及びＧａよりなる群から選択された少なくとも１つを含むことが好ましい。
実施形態において、中間層２３は、例えば、Ｃｕ、Ａｕ及びＡｇよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。これにより、例えば、第２磁性層２１からのスピン流入を大きくなり、第１磁性層２１を安定に発振させることが容易になる。中間層２３の厚さｔ２３は、例えば、１ｎｍ以上４ｎｍ以下であることが好ましい。これにより、例えば、磁気記録媒体８０における記録磁界の傾度（急峻性）と磁界強度とのバランスが調整し易くなる。これにより、線記録密度を向上できる。
実施形態において、第２非磁性層２５は、例えば、Ｒｕ、Ｔａ、Ｃｒ及びＴｉよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。これにより、例えば、第１シールド３１からのスピン流入を抑制でき、第２磁性層２２の磁化を安定して反転させることができる。第２非磁性層２５の厚さｔ２５は、例えば、８ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが好ましい。これにより、例えば、磁気記録媒体８０における記録磁界の傾度（急峻性）と磁界強度とのバランスが調整し易くなる。これにより、線記録密度を向上させるすることができる。
実施形態において、第２距離ｄ２（磁気ギャップ）は、例えば、２８ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることが好ましい。これにより、例えば、磁気記録媒体８０における記録磁界の傾度（急峻性）と磁界強度とのバランスが調整し易くなる。これにより、線記録密度を向上させることができる。
図１４〜図１７は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。
これらの図は、実施形態に係る磁気ヘッド１１０を用いて磁気記録媒体８０に情報を記録したときの特性を例示している。これらの図は、第１方向Ｄ１に沿う第１磁性層２１と第１シールド３１との間の第３距離ｄ３（図１参照）を変えたときの、良好な記録が可能な最短ビット長ＢＬｓについてのシミュレーション結果を示す。シミュレーションのモデルにおいて、第１距離ｄ１は、３ｎｍであり、第１厚さｔ２１は１２ｎｍであり、第１磁性層２１の磁気厚さＭｓｔは、２８．８ｎｍＴであり、第１磁性層２１の物性値として、Ｆｅ６０Ｃｏ４０の物性値が用いられる。図１４〜図１７において、ドットで示された領域は、良好な特性が得られる条件に対応する。
図１４の横軸は、最短ビット長ＢＬｓ（ｎｍ）である。図１４の縦軸は、第３距離ｄ３（ｎｍ）である。図１４において、実線は、目的とする最短ビット長ＢＬｓにおいて、良好な記録が可能な第３距離ｄ３の最小値に対応する。図１４において、破線は、目的とする最短ビット長ＢＬｓにおいて、良好な記録が可能な第３距離ｄ３の最大値に対応する。図１４に示すように、良好な記録が可能な第３距離ｄ３の最小値及び最大値は、最短ビット長ＢＬｓが大きくなると大きくなる。
図１５の横軸は、第３距離ｄ３（ｎｍ）であり、縦軸は、最短ビット長ＢＬｓ（ｎｍ）である。図１５に示すように、良好な記録が可能な最短ビット長ＢＬｓは、第３距離ｄ３が大きくなると大きくなる。
図１６の横軸は、最短ビット長ＢＬｓ（ｎｍ）である。図１６の縦軸は、最短ビット長ＢＬｓに対する第３距離ｄ３の比Ｒｂ１（すなわちｄ３／ＢＬｓ）である。図１６において、実線は、目的とする最短ビット長ＢＬｓにおいて、良好な記録が可能な比Ｒｂ１の最小値に対応する。図１６において、破線は、目的とする最短ビット長ＢＬｓにおいて、良好な記録が可能な比Ｒｂ１の最大値に対応する。図１６に示すように、良好な記録が可能な比Ｒｂ１は、１．３以上２以下である。
図１７の横軸は、第３距離ｄ３（ｎｍ）である。図１７の縦軸は、第３距離ｄ３に対する最短ビット長ＢＬｓの比Ｒｂ１（すなわちＢＬｓ／ｄ３）である。図１７において、実線は、目的とする第３距離ｄ３において、良好な記録が可能な比Ｒｂ２の最小値に対応する。図１７において、破線は、目的とする第３距離ｄ３において、良好な記録が可能な比Ｒｂ２の最大値に対応する。図１７に示すように、良好な記録が可能な比Ｒｂ２は、０．５以上０．７以下である。
例えば、磁気ヘッド１１０において、第１磁性層２１が発振して記録密度が最大となる電流において、第１磁性層２１の磁化は、第１方向Ｄ１（図４参照）を基準として、１０度〜２５度の小さい角度で回転していると考えられる。第１磁性層２１の磁化が大きな角度で回転している場合は、第１磁性層２１に磁束が入り難く、磁極３０と第１シールド３１との間の間隔が「記録ギャップ」に対応すると考えられる。これに対して、第１磁性層２１の磁化が小さい角度で回転している場合は、第１磁性層２１と第１シールド３１との間の間隔（第３距離ｄ３）が、実質的な「記録ギャップ」に対応すると考えられる。この場合は、磁気記録媒体８０上において、記録磁界の傾度が高くなり、線記録密度が向上すると考えられる。
実施形態に係る磁気ヘッド１１０を用いる場合、磁気記録媒体８０における最短ビット長ＢＬｓは、第３距離ｄ３（第１方向Ｄ１に沿う第１磁性層２１と第１シールド３１との間の距離）の０．５倍以上０．７８倍以下であることが好ましい。
図１８は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式的平面図である。
図１８の矢印ＡＲ１からみた平面図に対応する平面図ある。図１８においては、第１非磁性層２４、第２非磁性層２５及び絶縁部３０ｉは省略されている。
図１８に示すように、磁気ヘッド１１１において、第１磁性層２１は、第１磁性膜２１ａ及び第２磁性膜２１ｂを含んでも良い。第１磁性膜２１ａは、第２磁性膜２１ｂと中間層２３との間にある。第１磁性膜２１ａは、例えば、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｇ、Ａｌ、Ｍｇ、または、ハーフメタルを含む。第２磁性膜２１ｂは、例えば、Ｎｉ、Ｆｅ及びＣｏよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。このような構成により、例えば、第１磁性層２１において、良好な軟磁性特性が得られる。例えば、良好なスピン分極が得られる。
実施形態において、積層体２０に電流が流れたときに、積層体２０から交流磁界が生じる。例えば、第１距離ｄ１は、第２距離ｄ２の１％以上１０％以下である。これにより、第１磁性層２１及び磁極３０は、互いに共振する。積層体２０から安定した交流磁界が発生する。磁気記録媒体８０の共鳴周波数は、交流磁界の周波数と実質的に一致するように設定される。例えば、磁気記録媒体８０の共鳴周波数は、交流磁界の周波数の０．９５倍以上１．０５倍以下である。効果的なＭＡＭＲが実施できる。
以下、本実施形態に係る磁気記録装置の例について説明する。磁気記録装置は、磁気記録再生装置でも良い。磁気ヘッドは、記録部と再生部とを含んでも良い。
図１９は、実施形態に係る磁気記録装置の一部を例示する模式的斜視図である。
図１９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２０は、実施形態に係る磁気記録装置を例示する模式的斜視図である。
図２１（ａ）及び図２１（ｂ）は、実施形態に係る磁気記録装置の一部を例示する模式的斜視図である。
図２０に示すように、実施形態に係る磁気記録装置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２１（ａ）は、磁気記録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。
図２１（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２１（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２１（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。
実施形態は、以下の構成（例えば技術案）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第１磁性層と、
前記第１磁性層と前記第１シールドとの間に設けられた第２磁性層と、
前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられた非磁性の中間層と、
を備え、
前記第１磁性層から前記第２磁性層への第１方向に沿う前記磁極と前記第１磁性層との間の第１距離は、前記第１方向に沿う前記磁極と前記第１シールドとの間の第２距離の１％以上１０％以下である、磁気ヘッド。
（構成２）
前記第１距離は、１ｎｍ以上４ｎｍ以下である、構成１記載の磁気ヘッド。
（構成３）
前記磁極と前記第１磁性層との間に設けられ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｃｒ及びＴｉよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第１非磁性層をさらに備え、
前記第１方向に沿う前記第１非磁性層の厚さは、３ｎｍ以下である、構成１記載の磁気ヘッド。
（構成４）
前記第１方向に沿う前記第１磁性層の第１厚さは、前記第２距離の２０％以上４０％以下である、構成１〜３のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成５）
前記第１方向に沿う前記第２磁性層の厚さは、前記第１方向に沿う前記第１磁性層の第１厚さよりも薄い、構成１〜３のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成６）
前記磁極は、媒体対向面を含み、
前記媒体対向面に沿い前記第１方向と交差する第２方向に沿う前記第１磁性層の第１幅は、前記第２方向に沿う前記磁極の第２幅よりも広い、構成１〜５のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成７）
前記磁極は、媒体対向面を含み、
前記媒体対向面に沿い前記第１方向と交差する第２方向に沿う前記第１磁性層の第１幅は、前記第２方向に沿う前記磁極の第２幅の２倍以下である、構成１〜５のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成８）
前記磁極は、媒体対向面を含み、
前記媒体対向面に沿い前記第１方向と交差する第２方向に沿う前記第１磁性層の第１幅は、前記第２方向に沿う前記磁極の第２幅の１倍以上２倍以下である、構成１〜５のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成９）
前記磁極は、媒体対向面を含み、
前記第１磁性層の第３方向に沿う第３長さは、第２方向に沿う前記第１磁性層の第１幅の０．９倍以上であり、
前記第２方向は、前記媒体対向面に沿い前記第１方向と交差し、
前記第３方向は、前記第１方向及び前記第２方向を含む平面と交差する、構成１〜５のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１０）
前記第１磁性層の飽和磁化は、１．８Ｔ以上である、構成１〜９のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１１）
前記第１磁性層の飽和磁化は、前記磁極の飽和磁化の０．８倍以上１．１倍以下である、構成１〜１０のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１２）
前記第１磁性層は、第１磁性膜及び第２磁性膜を含み
前記第１磁性膜は、前記第２磁性膜と前記中間層との間にあり、
前記第１磁性膜は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｇ、Ａｌ，Ｍｇ、及び、ハーフメタルよりなる群から選択された少なくとも１つを含み、
前記第２磁性膜は、Ｎｉ、Ｆｅ及びＣｏよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、構成１〜１１のいずれか１つを含む、構成１〜１１のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１３）
前記第１磁性層は、Ｆｅ及びＣｏよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、構成１〜１１のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１４）
前記第１磁性層は、Ｎｉ、Ａｌ、Ｔｂ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｂｏ、Ｔａ、Ｒｕ、Ｒｏ、Ｐｔ及びＡｇよりなる群から選択された少なくとも１つをさらに含む、構成１３記載の磁気ヘッド。
（構成１５）
前記第２磁性層は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｂｏ、Ｔｅ、Ｇｅ及びＧａよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、構成１〜１４のいずれか１つに記載の磁気ヘッドヘッド。
（構成１６）
前記第１磁性層、前記中間層及び前記第２磁性層を含む積層体に電流が流れたときに、前記積層体から交流磁界が生じる、構成１〜１５のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１７）
前記第１磁性層及び前記磁極は、互いに共振する、構成１〜１６のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１８）
構成１〜１７のいずれか１つに記載の磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドにより情報が記録される磁気記録媒体と、
を備えた磁気記録装置。
（構成１９）
前記磁気記録媒体における最短ビット長は、前記第１方向に沿う前記第１磁性層と前記第１シールドとの間の第３距離の０．５倍以上０．７８倍以下である、構成１８記載の磁気記録装置。
（構成２０）
前記第１磁性層、前記中間層及び前記第２磁性層を含む積層体に電流が流れたときに、前記積層体から交流磁界が生じ、
前記磁気記録媒体の共鳴周波数は、前記交流磁界の周波数の０．９５倍以上１．０５倍以下である、構成１８または１９に記載の磁気記録装置。
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。
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…電気回路、 ２１…第１磁性層、 ２１ａ、２１ｂ…第１、第２磁性膜、 ２２…第２磁性層、 ２３…中間層、 ２４…第１非磁性層、 ２５…第２非磁性層、 ３０…磁極、 ３０Ｄ…記録回路、 ３０Ｆ…媒体対向面、 ３０ｃ…コイル、 ３０ｉ…絶縁部、 ３１、３２…第１、第２シールド、 ６０…記録部、 ７０…再生部、 ７１…磁気再生素子、 ７２ａ、７２ｂ…第１、第２再生磁気シールド、 ８０…磁気記録媒体、 ８１…磁気記録層、 ８２…媒体基板、 ８３…磁化、 ８５…媒体移動方向、 θ１…角度、 １１０、１１１…磁気ヘッド、 １５０…磁気記録装置、 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、 ２１０…磁気記録装置、 ＡＭｘ（２１）、ＡＭｘ（２２）、ＡＭｘ（３０）…絶対値、 ＡＲ、ＡＲ１…矢印、 ＢＬｓ…最短ビット長、 Ｃ１、Ｃ２…第１、第２条件、 Ｄ１〜Ｄ３…第１〜第３方向、 Ｉｗ…記録電流、 Ｌ３…第３長さ、 Ｍｓｔ…磁気厚さ、 Ｍｘ（２１）、Ｍｘ（２２）、Ｍｘ（３０）…磁化、 ＯＡ…発振振幅、 ＯＳ…発振強度、 Ｒ１、Ｒ２…比、 Ｒｂ１、Ｒｂ２…比、 Ｔ１、Ｔ２…第１、第２端子、 Ｗ１、Ｗ２…配線、 ｄ１〜ｄ２…第１〜第３距離、 ｆ１…周波数、 ｉＤ…電流密度、 ｔ２１…第１厚さ、 ｔ２２、ｔ２３、ｔ２４、ｔ２５…厚さ、 ｔｍ…時間、 ｗ１、ｗ２…第１、第２幅

Claims (9)

  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第１磁性層と、
    前記第１磁性層と前記第１シールドとの間に設けられた第２磁性層と、
    前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられた非磁性の中間層と、
    を備え、
    前記第１磁性層から前記第２磁性層への第１方向に沿う前記磁極と前記第１磁性層との間の第１距離は、前記第１方向に沿う前記磁極と前記第１シールドとの間の第２距離の１％以上１０％以下である、磁気ヘッド。
  2. 前記第１距離は、１ｎｍ以上４ｎｍ以下である、請求項１記載の磁気ヘッド。
  3. 前記磁極と前記第１磁性層との間に設けられ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｃｒ及びＴｉよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第１非磁性層をさらに備え、
    前記第１方向に沿う前記第１非磁性層の厚さは、３ｎｍ以下である、請求項１記載の磁気ヘッド。
  4. 前記第１方向に沿う前記第１磁性層の第１厚さは、前記第２距離の２０％以上４０％以下である、請求項１〜３のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
  5. 前記第１方向に沿う前記第２磁性層の厚さは、前記第１方向に沿う前記第１磁性層の第１厚さよりも薄い、請求項１〜３のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
  6. 前記磁極は、媒体対向面を含み、
    前記媒体対向面に沿い前記第１方向と交差する第２方向に沿う前記第１磁性層の第１幅は、前記第２方向に沿う前記磁極の第２幅よりも広い、請求項１〜５のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
  7. 前記磁極は、媒体対向面を含み、
    前記第１磁性層の第３方向に沿う第３長さは、第２方向に沿う前記第１磁性層の第１幅の０．９倍以上であり、
    前記第２方向は、前記媒体対向面に沿い前記第１方向と交差し、
    前記第３方向は、前記第１方向及び前記第２方向を含む平面と交差する、請求項１〜５のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
  8. 請求項１〜７のいずれか１つに記載の磁気ヘッドと、
    前記磁気ヘッドにより情報が記録される磁気記録媒体と、
    を備えた磁気記録装置。
  9. 前記磁気記録媒体における最短ビット長は、前記第１方向に沿う前記第１磁性層と前記第１シールドとの間の第３距離の０．５倍以上０．７８倍以下である、請求項８記載の磁気記録装置。
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