JP2023173965A - 磁気記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録密度の向上が可能な磁気記録装置を提供する。【解決手段】実施形態によれば、磁気記録装置は、磁気ヘッド及び制御部を含む。磁気ヘッドは、第１磁極と、第２磁極と、第１磁極と第２磁極との間に設けられた磁気素子と、コイルと、を含む。制御部は、磁気素子及びコイルと電気的に接続される。制御部は、記録動作が可能である。制御部は、記録動作において、磁気素子に素子電圧を印加しつつコイルに記録電流を供給する。素子電圧が印加された磁気素子から交番磁界が発生する。コイルに記録電流が供給されつつ磁気素子に印加される印加電圧を変化させたときの磁気素子の電気抵抗の微分抵抗は、印加電圧が第１電圧のときに第１微分抵抗ピークとなる。微分抵抗は、印加電圧が第２電圧のときに第２微分抵抗ピークとなる。第２電圧は第１電圧よりも高い。素子電圧は、第１電圧よりも高く第２電圧未満である。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、磁気記録装置に関する。

磁気ヘッドを用いて、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの磁気記録媒体に情報が記録される。磁気記録装置において、記録密度の向上が望まれる。

特開２００８－２７７５８６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記録装置を提供する。

実施形態によれば、磁気記録装置は、磁気ヘッド及び制御部を含む。前記磁気ヘッドは、第１磁極と、第２磁極と、前記第１磁極と前記第２磁極との間に設けられた磁気素子と、前記磁気素子の一端と電気的に接続された第１端子と、前記磁気素子の他端と電気的に接続された第２端子と、コイルと、を含む。前記制御部は、前記磁気素子及び前記コイルと電気的に接続される。前記制御部は、記録動作が可能である。前記制御部は、前記記録動作において、前記第１端子と前記第２端子との間に素子電圧を印加しつつ前記コイルに記録電流を供給する。前記記録動作において前記磁気素子から交番磁界が発生する。前記コイルに前記記録電流が供給されつつ前記第１端子と前記第２端子との間に印加される印加電圧を変化させたときの前記磁気素子の微分抵抗は、前記印加電圧が第１電圧のときに第１微分抵抗ピークとなる。前記微分抵抗は、前記印加電圧が第２電圧のときに第２微分抵抗ピークとなる。前記第２電圧は前記第１電圧よりも高い。前記素子電圧は、前記第１電圧よりも高く前記第２電圧未満である。

図１は、第１実施形態に係る磁気記録装置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記録装置の特性を例示する模式図である。 図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気記録装置の特性を例示する模式図である。 図４は、第１実施形態に係る磁気記録装置の一部を例示する模式的断面図である。 図５は、第１実施形態に係る磁気記録装置の一部を例示する模式平面図である。 図６（ａ）～図６（ｄ）は、第１実施形態に係る磁気記録装置における動作を例示する模式図である。 図７（ａ）及び図７（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気記録装置に関するシミュレーション結果を例示する模式図である。 図８（ａ）～図８（ｃ）は、第１実施形態に係る磁気記録装置に関するシミュレーション結果を例示する模式図である。 図９（ａ）及び図９（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気記録装置に関するシミュレーション結果を例示する模式図である。 図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、磁気記録装置に関するシミュレーション結果を例示する模式図である。 図１１は、第１実施形態に係る磁気記録装置の一部を例示する模式的平面図である。 図１２は、第１実施形態に係る磁気記録装置の一部を例示する模式的平面図である。 図１３は、第１実施形態に係る磁気記録装置の一部を例示する模式的平面図である。 図１４は、第２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１５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１６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１７（ａ）及び図１７（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。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る磁気記録装置を例示する模式的断面図である。
図１に示すように、実施形態に係る磁気記録装置２１０は、磁気ヘッド１１０及び制御部７５を含む。磁気記録装置２１０は、磁気記録媒体８０を含んでも良い。磁気記録装置２１０において、少なくとも記録動作が行われる。記録動作において、磁気ヘッド１１０を用いて磁気記録媒体８０に情報が記録される。

磁気ヘッド１１０は、記録部６０を含む。後述するように、磁気ヘッド１１０は、再生部を含んでも良い。記録部６０は、第１磁極３１、第２磁極３２、磁気素子２０及びコイル３０ｃを含む。磁気素子２０は、第１磁極３１と第２磁極３２との間に設けられる。

例えば、第１磁極３１及び第２磁極３２は、磁気回路を形成する。第１磁極３１は、例えば、主磁極である。第２磁極３２は、例えば、トレーリングシールドである。第１磁極３１がトレーリングシールドで、第２磁極３２が主磁極でも良い。

磁気記録媒体８０から磁気ヘッド１１０への方向を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、例えばハイト方向に対応する。Ｘ軸方向は、例えば、ダウントラック方向に対応する。Ｙ軸方向は、例えば、クロストラック方向に対応する。ダウントラック方向に沿って、磁気記録媒体８０と磁気ヘッド１１０とが相対的に移動する。磁気記録媒体８０の所望の位置に、磁気ヘッド１１０から生じる記録磁界が印加される。磁気記録媒体８０の所望の位置の磁化が、記録磁界に応じた方向に制御される。これにより、磁気記録媒体８０に情報が記録される。

第１磁極３１から第２磁極３２への方向を第１方向Ｄ１とする。第１方向Ｄ１は、実質的にＸ軸方向に沿う。実施形態において、第１方向Ｄ１は、Ｘ軸方向に対して傾斜しても良い。傾斜の角度は、例えば、０度を超え１０度以下である。

この例では、コイル３０ｃの一部は、第１磁極３１と第２磁極３２との間にある。この例では、シールド３３が設けられている。Ｘ軸方向において、シールド３３と第２磁極３２との間に第１磁極３１がある。コイル３０ｃの別の一部が、シールド３３と第１磁極３１との間にある。これらの複数の要素の間に、絶縁部３０ｉが設けられる。シールド３３は、例えば、リーディングシールドである。磁気ヘッド１１０は、サイドシールド（図示しない）を含んでも良い。

図１に示すように、記録回路３０Ｄから、コイル３０ｃに記録電流Ｉｗが供給される。例えば、第１コイル端子Ｔｃ１及び第２コイル端子Ｔｃ２がコイル３０ｃに設けられる。これらのコイル端子を介して、記録電流Ｉｗがコイル３０ｃに供給される。第１磁極３１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。

図１に示すように、第１磁極３１は、媒体対向面３０Ｆを含む。媒体対向面３０Ｆ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は、例えば、Ｘ－Ｙ平面に沿う。

図１に示すように、素子回路２０Ｄが、磁気素子２０に電気的に接続される。この例では、磁気素子２０は、第１磁極３１及び第２磁極３２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、第１配線Ｗ１及び第１磁極３１を介して、磁気素子２０の一端と電気的に接続される。第２端子Ｔ２は、第２配線Ｗ２及び第２磁極３２を介して、磁気素子２０の他端と電気的に接続される。素子回路２０Ｄから、例えば、素子電流ｉｃが磁気素子２０に供給される。

図１に示すように、素子電流ｉｃは、第１磁極３１から第２磁極３２への向きを有する。図１に示すように、素子電流ｉｃに伴う電子流ｊｅは、第２磁極３２から第１磁極３１への向きを有する。

例えば、しきい値以上の素子電流ｉｃが磁気素子２０を流れることで、磁気素子２０に含まれる磁性層において発振が生じる。磁気素子２０は、例えばＳＴＯ（Spin-Torque Oscillator）として機能する。発振に伴い、磁気素子２０から交番磁界（例えば高周波磁界）が発生する。磁気素子２０で発生した交番磁界が磁気記録媒体８０に印加され、磁気記録媒体８０への記録がアシストされる。例えば、ＭＡＭＲ（Microwave Assisted Magnetic Recording）が実施可能である。

記録回路３０Ｄ及び素子回路２０Ｄは、制御部７５に含まれる。制御部７５は、磁気素子２０及びコイル３０ｃと電気的に接続される。制御部７５は、コイル３０ｃに記録電流Ｉｗを供給し、磁気素子２０に素子電流ｉｃを供給可能である。

例えば、制御部７５（素子回路２０Ｄ）は、素子電流ｉｃに対応する素子電圧Ｖ２０を第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との間に印加する。実用的に、素子電流ｉｃは、素子電圧Ｖ２０を制御することで制御されても良い。素子電圧Ｖ２０は、例えば、第２端子Ｔ２の電位を基準にした第１端子Ｔ１の電位に対応する。これらの端子と磁気素子２０との間の配線抵抗は、実質的に一定である。素子電圧Ｖ２０と、配線における電圧降下と、の差の電圧が、磁気素子２０に印加される。磁気素子２０に印加される電圧の変化は、素子電圧Ｖ２０の変化に対応する。例えば、印加電圧に基づく磁気素子２０の特性を考慮する場合、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との間に印加される電圧（素子電圧Ｖ２０）が、実質的に磁気素子２０に印加されると見なされて良い。例えば、素子電圧Ｖ２０における変化の割合は、磁気素子２０に印加される電圧の変化の割合と実質的に同じである。

上記のように、制御部７５は、記録動作において、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との間に素子電圧Ｖ２０を印加しつつ、コイル３０ｃに記録電流Ｉｗを供給する。上記のように、素子電圧Ｖ２０に対応する電圧が印加された磁気素子２０から交番磁界が発生する。記録動作において、磁気素子２０から交番磁界が発生する。実施形態における素子電圧Ｖ２０（及び素子電流ｉｃ）の例については、後述する。

以下、実施形態に係る磁気ヘッド１１０の特性の例について説明する。
図２は、第１実施形態に係る磁気記録装置の特性を例示する模式図である。
図２の横軸は、制御部７５（素子回路２０Ｄ）が第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との間に印加電圧する印加電圧Ｖａ１である。印加電圧Ｖａ１は、磁気素子２０に印加される電圧に対応する。図２の横軸は、磁気素子２０に供給される供給電流ｉａ１に対応する。供給電流ｉａ１は、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との間に流れる電流に対応する。図２の縦軸は、磁気素子２０の電気抵抗Ｒｅ１である。電気抵抗Ｒｅ１及び供給電流ｉａ１の積が、印加電圧Ｖａ１に対応する。後述するように、特定の印加電圧Ｖａ１（及び特定の供給電流ｉａ１）のときに、磁気素子２０は発振する。磁気素子２０から交番磁界が発生する。磁気素子２０の電気抵抗は、この発振に対応して変化（発振）する。図２おいては、電気抵抗Ｒｅ１の発振に伴う変化は平均化されて示されている。図２の電気抵抗Ｒｅ１は、磁気素子２０の時間平均の電気抵抗である。図２において、電気抵抗Ｒｅ１は、時間平均の測定結果である。図２の電気抵抗Ｒｅ１は、直流抵抗である。

図２は、コイル３０ｃに記録電流Ｉｗが供給されつつ第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との間に印加される印加電圧Ｖａ１を変化させたときの磁気素子２０の電気抵抗Ｒｅ１の変化を例示している。印加電圧Ｖａ１が正の場合、印加電圧Ｖａ１の変化は、例えば、０ボルトからの上昇で良い。

図２に示すように、印加電圧Ｖａ１の絶対値の上昇に応じて、電気抵抗Ｒｅ１が上昇する。以下では、印加電圧Ｖａ１が正の領域について説明する。印加電圧Ｖａ１が正の領域において、磁気素子２０を流れる素子電流ｉｃの向きは、第１磁極３１から第２磁極３２への向きである。印加電圧Ｖａ１が正の時に、例えば、第１磁極３１の電位は、第２磁極３２の電位よりも高い。

例えば、印加電圧Ｖａ１の絶対値が小さい領域において、電気抵抗Ｒｅ１は、急激に減少、または、急激に上昇する。この現象は、例えば、磁気素子２０中の熱電効果によって生じる電圧に関係すると考えられる。この急激な減少または上昇は、電気抵抗Ｒｅ１を導出する際に印加電圧Ｖａ１を補正することで除くことができる。印加電圧Ｖａ１から熱電効果によって生じる電圧が除去された電圧が得られる。熱電効果によって生じる電圧が除去された電圧の、供給電流ｉａ１に対する比が得られる。得られた比により、急激な減少または上昇が除去された電気抵抗Ｒｅ１が得られる。熱電効果によって生じる電圧の値は、電気抵抗Ｒｅ１における急激な減少または上昇が適切に除かれるように見積もられる。後述する微分抵抗の測定においては、この急激な減少または上昇は実質的に生じない。

例えば、正の印加電圧Ｖａ１が上昇すると、電気抵抗Ｒｅ１は、実質的に、印加電圧Ｖａ１の２乗の関数で上昇する。これは、磁気素子２０中を流れる電流によるジュール熱に起因した温度の上昇に関係すると考えられる。

さらに、図２に示すように、印加電圧Ｖａ１が第１電圧Ｖ１のときに、電気抵抗Ｒｅ１は、不連続にステップ状に変化する。この例では、印加電圧Ｖａ１が第２電圧Ｖ２のときに、電気抵抗Ｒｅ１は、不連続にステップ状に変化する。第２電圧Ｖ２は、第１電圧Ｖ１よりも高い。

コイル３０ｃに記録電流Ｉｗが供給されている状態において、例えば、直流の印加電圧Ｖａ１（及び直流の供給電流ｉａ１）が磁気素子２０に供給される。このときに、磁気素子２０から生じる高周波信号（例えば、交番信号）を取り出すことができる。交周波信号は、第１端子Ｔ１または第２端子Ｔ２から取り出すことができる。高周波信号は、例えば、交番電流及び交番電圧の積として取り出すことができる。高周波信号は、例えば、交番電力である。例えば、第１端子Ｔ１または第２端子Ｔ２の近くから高周波信号を取り出すことで、減衰が小さい状態で高周波信号が得られる。取り出される高周波信号は、磁気素子２０の電気抵抗Ｒｅ１の発振に伴うと考えられる。

高周波信号が生じるとき、交番磁界が発生している。高周波信号の周波数は、磁気素子２０中の磁性層から生じる交番磁界の周波数に対応する。高周波信号の強度は、磁気素子２０中の磁性層から生じる交番磁界の強度に対応する。磁性層が発振していない場合には、高周波信号が実質的に得られない。

印加電圧Ｖａ１が０ボルト以上第１電圧Ｖ１未満の領域は、第１状態ＳＴ１に対応する。第１状態ＳＴ１において、磁気素子２０から実質的に高周波信号が得られない。例えば、第１状態ＳＴ１において、電気抵抗Ｒｅ１は、発振状に変化しない。

印加電圧Ｖａ１が第１電圧Ｖ１よりも高く第２電圧Ｖ２未満の領域は、第２状態ＳＴ２に対応する。第２状態ＳＴ２において、磁気素子２０から高周波信号が得られる。例えば、第２状態ＳＴ２において、電気抵抗Ｒｅ１は、発振状に変化する。第２状態ＳＴ２において、磁気素子２０から交番磁界（高周波磁界）が発生する。

印加電圧Ｖａ１が第２電圧Ｖ２よりも高い領域は、第３状態ＳＴ３に対応する。第３状態ＳＴ３において、磁気素子２０から高周波信号が得られる。例えば、第３状態ＳＴ３において、電気抵抗Ｒｅ１は、発振状に変化する。後述するように、第３状態ＳＴ３における発振状態は、第２状態ＳＴ２における発振状態とは異なる。第３状態ＳＴ３において、磁気素子２０から別の状態の交番磁界（高周波磁界）が発生する。

第１電圧Ｖ１において、第１状態ＳＴ１と第２状態ＳＴ２との間の遷移が生じる。第２電圧Ｖ２において、第２状態ＳＴ２と第３状態ＳＴ３との間の遷移が生じる。

供給電流ｉａ１が０以上第１電流ｉ１未満の領域は、第１状態ＳＴ１に対応する。第１状態ＳＴ１において、磁気素子２０から高周波信号が実質的に得られない。例えば、第１状態ＳＴ１において、電気抵抗Ｒｅ１は、発振状に変化しない。

供給電流ｉａ１が第１電流ｉ１よりも高く第２電流ｉ２未満の領域は、第２状態ＳＴ２に対応する。第２状態ＳＴ２において、磁気素子２０から高周波信号が得られる。例えば、第２状態ＳＴ２において、電気抵抗Ｒｅ１は、発振状に変化する。第２状態ＳＴ２において、磁気素子２０から交番磁界（高周波磁界）が発生する。

供給電流ｉａ１が第２電流ｉ２よりも高い領域は、第３状態ＳＴ３に対応する。第３状態ＳＴ３において、磁気素子２０から高周波信号が得られる。第３状態ＳＴ３において、電気抵抗Ｒｅ１は、発振状に変化する。第３状態ＳＴ３において、磁気素子２０から別の状態の交番磁界（高周波磁界）が発生する。

第１電流ｉ１において、第１状態ＳＴ１と第２状態ＳＴ２との間の遷移が生じる。第２電流ｉ２において、第２状態ＳＴ２と第３状態ＳＴ３との間の遷移が生じる。

図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気記録装置の特性を例示する模式図である。
図３（ａ）の横軸は、印加電圧Ｖａ１である。図３（ｂ）の横軸は、供給電流ｉａ１である。図３（ａ）及び図３（ｂ）の縦軸は、磁気素子２０の微分抵抗Ｒｄ１である。微分抵抗Ｒｄ１は、印加電圧Ｖａ１の微小な変化ｄ（Ｖａ１）の、供給電流ｉａ１の微小な変化ｄ（ｉａ１）に対する比である。微分抵抗Ｒｄ１は、例えば、ｄ（Ｖａ１）／ｄ（ｉａ１）である。これらの図の特性は、コイル３０ｃに記録電流Ｉｗが供給されている時の特性である。例えば、微分抵抗Ｒｄ１は、コイル３０ｃに記録電流Ｉｗが供給されつつ印加電圧Ｖａ１を変化させたときの、磁気素子２０の微分抵抗に対応する。記録電流Ｉｗは、記録動作においてコイル３０ｃに流れる電流である。記録電流Ｉｗの向き（極性）は、記録すべき情報に依存して変化する。以下の例では、記録電流Ｉｗの向き（極性）は、第２磁極３２から第１磁極３１への向きの成分を含む磁界が生じるような電流の向きである。

図３（ａ）に示すように、磁気素子２０の微分抵抗Ｒｄ１は、印加電圧Ｖａ１が第１電圧Ｖ１のときに第１微分抵抗ピークｐ１となる。微分抵抗Ｒｄ１は、印加電圧Ｖａ１が第２電圧Ｖ２のときに第２微分抵抗ピークｐ２となる。第２電圧Ｖ２は第１電圧Ｖ１よりも高い。実施形態において、記録動作において印加される素子電圧Ｖ２０は、第１電圧Ｖ１よりも高く第２電圧Ｖ２未満である。

このような素子電圧Ｖ２０により、適切な交番磁界が得られる。ＭＡＭＲが適切に実施できる。実施形態によれば、記録密度の向上が可能な磁気記録装置を提供できる。

図３（ｂ）に示すように、磁気素子２０の微分抵抗Ｒｄ１は、磁気素子２０に供給される供給電流ｉａ１が第１電流ｉ１のときに第１微分抵抗ピークｐ１となる。微分抵抗Ｒｄ１は、供給電流ｉａ１が第２電流ｉ２のときに第２微分抵抗ピークｐ２となる。第２電流ｉ２は第１電流ｉ１よりも大きい。実施形態において、記録動作において、素子電流ｉｃは、第１電流ｉ１よりも大きく第２電流ｉ２未満である。

このような素子電流ｉｃにより、適切な交番磁界が得られる。ＭＡＭＲが適切に実施できる。実施形態によれば、記録密度の向上が可能な磁気記録装置を提供できる。

既に説明したように、第２状態ＳＴ２は、印加電圧Ｖａ１が第１電圧Ｖ１よりも高く第２電圧Ｖ２よりも低いときに対応する。第２状態ＳＴ２において、磁気素子２０から交番磁界が発生する。第１状態ＳＴ１は、印加電圧Ｖａ１が第１電圧Ｖ１よりも低いときに対応する。第１状態ＳＴ１においては、磁気素子２０から上記の交番磁界が発生しない。第１電圧Ｖ１は、発振に関するしきい値に対応する。

実施形態において、交番磁界の周波数は、例えば、１０ＧＨｚ以上４０ＧＨｚ以下である。実施形態において、記録動作において、第１磁極３１の電位は第２磁極３２の電位よりも高い。記録動作において、第１磁極３１から第２磁極３２への向きの素子電流ｉｃが磁気素子２０に流れる。コイル３０ｃに記録電流Ｉｗが供給されつつ、第２磁極３２から第１磁極３１への向きの電流が磁気素子２０に流れたとき（図２において、供給電流ｉａ１が負の場合）には、記録動作で生じる交番磁界が発生しない。

上記の高周波信号は、例えば、コイル３０ｃに供給される電流を変化させることで、観察し易くなる。例えば、コイル３０ｃに供給される電流の変化に対する、高周波信号の変化から、記録動作時の交番磁界に関する情報が得やすくなる。例えば、外部から直流磁界を印加することで、高周波信号が観察し易くなる。直流磁界の変化に対する高周波信号の変化から、記録動作時の交番磁界に関する情報が得やすくなる。

直流の印加電圧Ｖａ１（及び直流の供給電流ｉａ１）を供給しながら、磁気素子２０に交番電磁力を与えると、磁気素子２０の状態に応じて、電気抵抗Ｒｅ１が変化する。交番電磁力は、例えば、外部から与えられる交番磁界である。交番電磁力は、例えば、第１端子Ｔ１または第２端子Ｔ２から磁気素子２０に与えられる高周波信号である。

図４は、第１実施形態に係る磁気記録装置の一部を例示する模式的断面図である。
図５は、第１実施形態に係る磁気記録装置の一部を例示する模式的平面図である。
図４に示すように、磁気素子２０は、第１磁性層２１、第２磁性層２２、第３磁性層２３、及び、第４磁性層２４を含む。第１磁性層２１は、第１磁極３１と第２磁極３２との間に設けられる。第２磁性層２２は、第１磁性層２１と第２磁極３２との間に設けられる。第３磁性層２３は、第２磁性層２２と第２磁極３２との間に設けられる。第４磁性層２４は、第３磁性層２３と第２磁極３２との間に設けられる。

磁気素子２０は、第１非磁性層４１、第２非磁性層４２、第３非磁性層４３、第４非磁性層４４、及び、第５非磁性層４５を含む。第１非磁性層４１は、第１磁極３１と第１磁性層２１との間に設けられる。第２非磁性層４２は、第１磁性層２１と第２磁性層２２との間に設けられる。第３非磁性層４３は、第２磁性層２２と第３磁性層２３との間に設けられる。第４非磁性層４４は、第３磁性層２３と第４磁性層２４との間に設けられる。第５非磁性層４５は、第４磁性層２４と第２磁極３２との間に設けられる。

図５に示すように、磁気ヘッド１１０においては、第１磁性層２１及び第３磁性層２３は、第２磁性層２２及び第４磁性層２４よりも厚い。

第１磁極３１から第２磁極３２への方向を第１方向Ｄ１とする。第１方向Ｄ１に沿う第１磁性層２１の厚さを第１厚さｔ２１とする。第１方向Ｄ１に沿う第２磁性層２２の厚さを第２厚さｔ２２とする。第１方向Ｄ１に沿う第３磁性層２３の厚さを第３厚さｔ２３とする。第１方向Ｄ１に沿う第４磁性層２４の厚さを第４厚さｔ２４とする。

磁気ヘッド１１０においては、第１厚さｔ２１は、第２厚さｔ２２よりも厚い。第１厚さｔ２１は、第４厚さｔ２４よりも厚い。第３厚さｔ２３は、第２厚さｔ２２よりも厚い。第３厚さｔ２３は、第４厚さｔ２４よりも厚い。

第１磁性層２１及び第３磁性層２３は、例えば、発振層である。第２磁性層２２及び第４磁性層２４は、例えば、スピン注入層である。

磁気ヘッド１１０において、例えば、第１非磁性層４１は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ａｌ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。第２非磁性層４２は、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ及びＷよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第３非磁性層４３は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ａｌ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。第４非磁性層４４は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ａｌ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。第５非磁性層４５は、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ及びＷよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。

Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ及びＷよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第１材料において、スピンは透過し難い。Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ａｌ及びＡｇよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第２材料において、スピンは透過し易い。

磁気ヘッド１１０において、図２、図３（ａ）及び図３（ｂ）に関して説明した複数の状態は、磁性層の磁化の状態の変化に対応する。以下、磁化の状態の例について説明する。

図６（ａ）～図６（ｄ）は、第１実施形態に係る磁気記録装置における動作を例示する模式図である。
図６（ａ）に示すように、１つの例において、第１状態ＳＴ１において、第１磁極３１の磁化３１Ｍ及び第２磁極３２の磁化３２Ｍは、「上向き」である。「上向き」は、第２磁極３２から第１磁極３１への向きに対応する。第１状態ＳＴ１において、第１磁性層２１の磁化２１Ｍ、第２磁性層２２の磁化２２Ｍ、第３磁性層２３の磁化２３Ｍ、及び、第４磁性層２４の磁化２４Ｍは、「上向き」である。「上向き」は、第２磁極３２から第１磁極３１への向きに対応する。図６（ａ）～図６（ｄ）の例では、記録電流Ｉｗの向き（極性）は、「上向き」に対応する向きである。

図６（ｂ）に示すように、印加電圧Ｖａ１が第１電圧Ｖ１であるとき、第４磁性層２４の磁化２４Ｍが反転する。

図６（ｃ）に示すように、第２状態ＳＴ２において、第１磁性層２１の磁化２１Ｍ、及び、第３磁性層２３の磁化２３Ｍが発振する。これにより、磁気素子２０から交番磁界が発生する。磁化２１Ｍと磁化２３Ｍとは、逆位相で発振する。例えば、磁化２１ＭのＹ軸方向の成分と、磁化２３ＭのＹ軸方向の成分と、において、位相差は、１６０度以上２００度以下である。第２状態ＳＴ２においては、逆位相の発振により、安定した発振周波数が得られる。適切なＭＡＭＲが実施できる。

図６（ｄ）に示すように、第３状態ＳＴ３において、第１磁性層２１の磁化２１Ｍ、及び、第３磁性層２３の磁化２３Ｍが発振する。第３状態ＳＴ３においては、これらの磁性層における発振は逆位相とは異なる。例えば、磁化２１Ｍの発振周波数は、磁化２３Ｍの発振周波数とは異なる。第３状態ＳＴ３においては、逆位相とは異なる発振により、適切なＭＡＭＲが困難である。

以下、磁気ヘッド１１０に関するシミュレーション結果の例について説明する。
図７（ａ）及び図７（ｂ）は、磁気記録装置に関するシミュレーション結果を例示する模式図である。
これらの図の横軸は、印加電圧Ｖａ１である。図７（ａ）の縦軸は、磁気素子２０の電気抵抗Ｒｅ２である。図７（ｂ）の縦軸は、磁気素子２０の微分抵抗Ｒｄ２である。シミュレーションにおいて、電気抵抗Ｒｅ２及び微分抵抗Ｒｄ２においては、ジュール熱の影響が無視されている。シミュレーションにおいて、熱電効果の影響が無視されている。

図７（ａ）に示すように、第１電圧Ｖ１及び第２電圧Ｖ２において、電気抵抗Ｒｅ２は、不連続にステップ状に変化する。

図７（ｂ）に示すように、第１電圧Ｖ１において、微分抵抗Ｒｄ２は、第１微分抵抗ピークｐ１となる。第２電圧Ｖ２において、微分抵抗Ｒｄ２は、第２微分抵抗ピークｐ２となる。

図８（ａ）～図８（ｃ）は、磁気記録装置に関するシミュレーション結果を例示する模式図である。
これらの図は、磁気素子２０から発生する高周波信号の周波数成分のシミュレーション結果を例示している。横軸は、周波数ｆｒ０である。周波数ｆｒ０は、磁気素子２０から得られる高周波信号の周波数に対応する。周波数ｆｒ０は、磁気素子２０から得られる交番磁界の周波数に対応する。縦軸は、磁気素子２０の電気抵抗の発振の強度Ｉｎｔ１（例えば、振幅）に対応する。縦軸は、図８（ａ）～図８（ｃ）それぞれにおける最大値で規格化されている。縦軸は、磁気素子２０から得られる高周波信号の強度に対応する。縦軸は、交番磁界の強度に対応する。

図８（ａ）は、第２状態ＳＴ２の１つに対応する。図８（ａ）において、印加電圧Ｖａ１は、第３電圧Ｖ３（図７（ａ）及び図７（ｂ）参照）である。第３電圧Ｖ３は、第１電圧Ｖ１よりも高く第２電圧Ｖ２未満である。第３電圧Ｖ３が印加される状態において、１つのピーク（第１周波数ピークｐｆ１）が観察される。この例では、第１周波数ピークｐｆ１に対応する第１周波数ｆ１は、約２５ＧＨｚである。

図８（ｂ）において、印加電圧Ｖａ１は、第４電圧Ｖ４（図７（ａ）及び図７（ｂ）参照）である。第４電圧Ｖ４は、第３電圧Ｖ３よりも高く第２電圧Ｖ２よりも低い。図８（ｂ）に示すように、第４電圧Ｖ４が印加される状態において、第１周波数ピークｐｆ１と、第２周波数ピークｐｆ２が観察される。この例では、第２周波数ピークｐｆ２に対応する第２周波数ｆ２は、約４１ＧＨｚである。

図８（ｃ）は、第３状態ＳＴ３の１つに対応する。図８（ｃ）に示すように、印加電圧Ｖａ１は、第５電圧Ｖ５電圧（図７（ａ）及び図７（ｂ）参照）である。第５電圧Ｖ５は、第２電圧Ｖ２よりも高い。図８（ｃ）に示すように、第２周波数ピークｐｆ２の高さが、図８（ｂ）の例における第２周波数ピークｐｆ２の高さよりも高くなる。

第１周波数ｆ１の交番磁界がＭＡＭＲに用いられる。第２周波数ｆ２の交番磁界は、ＭＡＭＲにおいて不要である。印加電圧Ｖａ１が第２電圧Ｖ２よりも高くなる（例えば第５電圧Ｖ５）と、第２周波数ピークｐｆ２が過度に高くなる。

図９（ａ）及び図９（ｂ）は、磁気記録装置に関するシミュレーション結果を例示する模式図である。
図９（ａ）及び図９（ｂ）の横軸は、規格化電圧ＶＲ１である。規格化電圧ＶＲ１は、印加電圧Ｖａ１の第１電圧Ｖ１に対する比（Ｖａ１／Ｖ１）である。図９（ａ）の縦軸は、第１磁性層２１の発振周波数ｆｒ２１である。発振周波数ｆｒ２１は、第１磁性層２１における発振において、最大の強度の発振に対応する周波数である。図９（ｂ）の縦軸は、第３磁性層２３の発振周波数ｆｒ２３である。発振周波数ｆｒ２３は、第３磁性層２３における発振において、最大の強度の発振に対応する周波数である。

図９（ａ）に示すように、規格化電圧ＶＲ１が１以下において、発振が実質的に生じない。規格化電圧ＶＲ１が１を超えると（印加電圧Ｖａ１が第１電圧Ｖ１を超える）と、第１磁性層２１における発振周波数ｆｒ２１は、ステップ状に上昇する。さらに、印加電圧Ｖａ１が第２電圧Ｖ２を超えると、第１磁性層２１における発振周波数ｆｒ２１は、ステップ状にさらに上昇する。

図９（ｂ）に示すように、規格化電圧ＶＲ１が１以下において、発振が実質的に生じない。規格化電圧ＶＲ１が１を超えると（印加電圧Ｖａ１が第１電圧Ｖ１を超えると、第３磁性層２３における発振周波数ｆｒ２３は、ステップ状に上昇する。印加電圧Ｖａ１が第２電圧Ｖ２を超えても、第３磁性層２３における発振周波数ｆｒ２３は、ステップ状に上昇しない。

印加電圧Ｖａ１が第１電圧Ｖ１よりも高く第２電圧Ｖ２のときに、第１磁性層２１における発振周波数ｆｒ２１は、第３磁性層２３における発振周波数ｆｒ２３と実質的に同じである。この状態（第２状態ＳＴ２）において、第１磁性層２１の磁化２１Ｍは、第３磁性層２３の磁化２３Ｍの磁化と同期して、逆位相で発振すると考えられる。

このような第２状態ＳＴ２において、第１磁性層２１及び第３磁性層２３の同期した発振により、例えば、安定した周波数で高い強度の交番磁界が得られる。

図９（ｂ）に例示した、第１電圧Ｖ１を超える領域における発振周波数ｆｒ２３が、図８（ａ）などに例示した第１周波数ｆ１に対応する。図９（ａ）に例示した、第２電圧Ｖ２を超える領域における発振周波数ｆｒ２１が、図８（ｃ）などに例示した第２周波数ｆ２に対応すると考えられる。

第２電圧Ｖ２を超える領域（第３状態ＳＴ３）では、磁気素子２０に含まれる複数の発振層が、異なる周波数で発振すると考えられる。複数の発振層が設けられる場合に、このような状態が特異的に生じる。第２状態ＳＴ２において、複数の発振層が同期して発振し、高い強度の１つの発振周波数が得られる。

図９（ａ）及び図９（ｂ）に例示した第４電圧Ｖ４及び第５電圧Ｖ５においては、図８（ａ）及び図８（ｃ）に例示した第２周波数ｆ２の第２周波数ピークｐｆ２が生じていると考えられる。

図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、磁気記録装置に関するシミュレーション結果を例示する模式図である。
これらの図の横軸は、規格化電圧ＶＲ１である。これらの図の縦軸は、ピーク比ＲＰ１である。ピーク比ＲＰ１は、第２周波数ピークの高さ（強度）の第１周波数ピークの高さ（強度）に対する比である。図９（ｂ）の縦軸は、図９（ａ）の縦軸が拡大されている。

図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、規格化電圧ＶＲ１が５．４を超えると、ピーク比ＲＰ１が急激に増大する。ピーク比ＲＰ１が急激に増大する領域は、第３状態ＳＴ３に対応する。

実施形態において、ピーク比ＲＰ１は０．１以下であることが実用的に好ましい。これにより、ＭＡＭＲで利用されない第２周波数ピークｐｆ２による影響が抑制される。これにより、第１周波数ピークｐｆ１によるＭＡＭＲが、効果的に実施できる。過度に高い電圧（過度に大きい電流）が抑制され、より安定した磁気ヘッドの特性が得られる。例えば、長寿命の実用的な磁気記録装置が得られる。例えば、過度に広い書き込み領域が抑制される。高い記録密度が得られる。

実施形態において、規格化電圧ＶＲ１は５．４未満であることが好ましい。これにより、ＭＡＭＲで利用されない第２周波数ピークｐｆ２が抑制される。実施形態において、規格化電圧ＶＲ１は５以下であることがさらに好ましい。第２周波数ピークｐｆ２が安定して抑制される。この例では、第２電圧Ｖ２において、規格化電圧ＶＲ１は５．４である。

このように、コイル３０ｃに記録電流Ｉｗが供給されつつ第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との間に印加される印加電圧Ｖａ１が第２電圧Ｖ２よりも高いときに、磁気素子２０から得られる信号の周波数成分は、第１周波数ｆ１の第１周波数ピークｐｆ１と、第２周波数ｆ２の第２周波数ピークｐｆ２と、を含む。第２周波数ｆ２は、第１周波数ｆ１よりも高い。

実施形態において、コイル３０ｃに記録電流Ｉｗが供給されつつ第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との間に印加される印加電圧Ｖａ１が素子電圧Ｖ２０であるときに、磁気素子２０から得られる信号の周波数成分は第１周波数ピークｐｆ１を含み第２周波数ピークｐｆ２を含まない。または、第２周波数ピークｐｆ２の高さの、第１周波数ピークｐｆ１の高さに対する比は、０．１以下である。

実施形態において、素子電圧Ｖ２０は、第１電圧Ｖ１よりも高く第１電圧Ｖ１の５．４倍未満であることが好ましい。実施形態において、素子電圧Ｖ２０は、第１電圧Ｖ１の５倍以下であることがさらに好ましい。

磁気素子２０に、上記のような素子電圧Ｖ２０が印加されることで、安定した周波数の強い交番磁界が得られる。

実施形態において、電気抵抗Ｒｅ１がステップ状に変化する上記の第２電圧Ｖ２が明確に観察されない場合があっても良い。実施形態において、微分抵抗Ｒｄ１において、上記の第２電圧Ｖ２（第２微分抵抗ピークｐ２が生じる電圧）が明確に観察されない場合があっても良い。この場合、記録動作における素子電圧Ｖ２０は、第１電圧Ｖ１の５．４倍未満に設定されて良い。

図５に示すように、第１非磁性層４１は、厚さｔ４１を有する。第２非磁性層４２は、厚さｔ４２を有する。第３非磁性層４３は、厚さｔ４３を有する。第４非磁性層４４は、厚さｔ４４を有する。第５非磁性層４５は、厚さｔ４５を有する。これらの厚さは、第１方向Ｄ１に沿う長さである。これらの厚さの少なくともいずれかは、例えば５ｎｍ以上１５ｎｍ以下である。

以下、実施形態に係る磁気記録装置２１０における磁気ヘッドについて、いくつかの例について説明する。

図１１は、第１実施形態に係る磁気記録装置の一部を例示する模式的平面図である。
図１１に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド１１１においても、磁気素子２０は、第１磁性層２１、第２磁性層２２、第３磁性層２３、及び、第４磁性層２４を含む。磁気ヘッド１１１においても、第１厚さｔ２１は、第２厚さｔ２２よりも厚い。第１厚さｔ２１は、第４厚さｔ２４よりも厚い。第３厚さｔ２３は、第２厚さｔ２２よりも厚い。第３厚さｔ２３は、第４厚さｔ２４よりも厚い。第１磁性層２１及び第３磁性層２３は、例えば、発振層である。第２磁性層２２及び第４磁性層２４は、例えば、スピン注入層である。

磁気ヘッド１１１においても、磁気素子２０は、第１非磁性層４１、第２非磁性層４２、第３非磁性層４３、第４非磁性層４４、及び、第５非磁性層４５を含む。磁気ヘッド１１１においては、これらの非磁性層の材料が、磁気ヘッド１１０における材料とは異なる。

磁気ヘッド１１１において、第１非磁性層４１は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ａｌ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。第２非磁性層４２は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ａｌ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。第３非磁性層４３は、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ及びＷよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第４非磁性層４４は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ａｌ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。第５非磁性層４５は、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ及びＷよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。

このような磁気ヘッド１１１においても、記録動作における素子電圧Ｖ２０は、第１電圧Ｖ１よりも高く第２電圧Ｖ２未満である。例えば、磁気素子２０の微分抵抗Ｒｄ１は、印加電圧Ｖａ１が第１電圧Ｖ１のときに第１微分抵抗ピークｐ１となる。微分抵抗Ｒｄ１は、印加電圧Ｖａ１が第２電圧Ｖ２のときに第２微分抵抗ピークｐ２となる。第２電圧Ｖ２は第１電圧Ｖ１の２倍よりも高い。

磁気ヘッド１１１においても、記録動作における素子電圧Ｖ２０は、第１電圧Ｖ１の５．４倍未満に設定されて良い。

磁気ヘッド１１１においても、コイル３０ｃに記録電流Ｉｗが供給されつつ第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との間に印加される印加電圧Ｖａ１が素子電圧Ｖ２０であるときに、磁気素子２０から得られる信号の周波数成分は第１周波数ピークｐｆ１を含み第２周波数ピークｐｆ２を含まない。または、第２周波数ピークｐｆ２の高さの、第１周波数ピークｐｆ１の高さに対する比は、０．１以下である。

図１２は、第１実施形態に係る磁気記録装置の一部を例示する模式的平面図である。
図１２に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド１１２においても、磁気素子２０は、第１磁性層２１、第２磁性層２２、第３磁性層２３、及び、第４磁性層２４を含む。磁気ヘッド１１２においては、第１厚さｔ２１は、第２厚さｔ２２よりも厚い。第１厚さｔ２１は、第３厚さｔ２３よりも厚い。第４厚さｔ２４は、第２厚さｔ２２よりも厚い。第４厚さｔ２４は、第３厚さｔ２３よりも厚い。磁気ヘッド１１２において、第１磁性層２１及び第４磁性層２４は、例えば、発振層である。第２磁性層２２及び第３磁性層２３は、例えば、スピン注入層である。

磁気ヘッド１１２においても、磁気素子２０は、第１非磁性層４１、第２非磁性層４２、第３非磁性層４３、第４非磁性層４４、及び、第５非磁性層４５を含む。磁気ヘッド１１２においては、第１非磁性層４１は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ａｌ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。第２非磁性層４２は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ａｌ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。第３非磁性層４３は、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ及びＷよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第４非磁性層４４は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ａｌ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。第５非磁性層４５は、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ及びＷよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。

このような磁気ヘッド１１２においても、記録動作における素子電圧Ｖ２０は、第１電圧Ｖ１よりも高く第２電圧Ｖ２未満である。例えば、磁気素子２０の微分抵抗Ｒｄ１は、印加電圧Ｖａ１が第１電圧Ｖ１のときに第１微分抵抗ピークｐ１となる。微分抵抗Ｒｄ１は、印加電圧Ｖａ１が第２電圧Ｖ２のときに第２微分抵抗ピークｐ２となる。第２電圧Ｖ２は第１電圧Ｖ１よりも高い。

磁気ヘッド１１２においても、記録動作における素子電圧Ｖ２０は、第１電圧Ｖ１の５．４倍未満に設定されて良い。

磁気ヘッド１１２においても、コイル３０ｃに記録電流Ｉｗが供給されつつ第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との間に印加される印加電圧Ｖａ１が素子電圧Ｖ２０であるときに、磁気素子２０から得られる信号の周波数成分は第１周波数ピークｐｆ１を含み第２周波数ピークｐｆ２を含まない。または、第２周波数ピークｐｆ２の高さの、第１周波数ピークｐｆ１の高さに対する比は、０．１以下である。

図１３は、第１実施形態に係る磁気記録装置の一部を例示する模式的平面図である。
図１３に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド１１３において、磁気素子２０は、第１磁性層２１、第２磁性層２２及び第３磁性層２３を含む。第１磁性層２１は、第１磁極３１と第２磁極３２との間に設けられる。第２磁性層２２は、第１磁性層２１と第２磁極３２との間に設けられる。第３磁性層２３は、第２磁性層２２と第２磁極３２との間に設けられる。第１磁極３１から第２磁極３２への方向を第１方向Ｄ１とする。第１方向Ｄ１に沿う第１磁性層２１の第１厚さｔ２１は、第１方向Ｄ１に沿う第３磁性層２３の第３厚さｔ２３よりも厚い。第１方向Ｄ１に沿う第２磁性層２２の第２厚さｔ２２は、第３厚さｔ２３よりも厚い。磁気ヘッド１１３において、第１磁性層２１及び第２磁性層２２は、例えば、発振層である。第３磁性層２３は、例えば、スピン注入層である。

磁気ヘッド１１３において、磁気素子２０は、第１非磁性層４１、第２非磁性層４２、第３非磁性層４３、及び、第４非磁性層４４を含む。第１非磁性層４１は、第１磁極３１と第１磁性層２１との間に設けられる。第２非磁性層４２は、第１磁性層２１と第２磁性層２２との間に設けられる。第３非磁性層４３は、第２磁性層２２と第３磁性層２３との間に設けられる。第４非磁性層４４は、第３磁性層２３と第２磁極３２との間に設けられる。

磁気ヘッド１１３において、第１非磁性層４１は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ａｌ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。第２非磁性層４２は、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ及びＷよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第３非磁性層４３は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ａｌ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。第４非磁性層４４は、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ及びＷよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。

このような磁気ヘッド１１３においても、記録動作における素子電圧Ｖ２０は、第１電圧Ｖ１よりも高く第２電圧Ｖ２未満である。例えば、磁気素子２０の微分抵抗Ｒｄ１は、印加電圧Ｖａ１が第１電圧Ｖ１のときに第１微分抵抗ピークｐ１となる。微分抵抗Ｒｄ１は、印加電圧Ｖａ１が第２電圧Ｖ２のときに第２微分抵抗ピークｐ２となる。第２電圧Ｖ２は第１電圧Ｖ１よりも高い。

磁気ヘッド１１３においても、記録動作における素子電圧Ｖ２０は、第１電圧Ｖ１の５．４倍未満に設定されて良い。

磁気ヘッド１１３においても、コイル３０ｃに記録電流Ｉｗが供給されつつ第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との間に印加される印加電圧Ｖａ１が素子電圧Ｖ２０であるときに、磁気素子２０から得られる信号の周波数成分は第１周波数ピークｐｆ１を含み第２周波数ピークｐｆ２を含まない。または、第２周波数ピークｐｆ２の高さの、第１周波数ピークｐｆ１の高さに対する比は、０．１以下である。

磁気素子２０の特性を評価する際に、磁気素子２０に第１評価用交番電磁力が与えられても良い。第１評価用交番電磁力の周波数は、記録動作において磁気素子２０から発生する交番磁界の周波数よりも高い。第１評価用交番電磁力の周波数は、第２状態ＳＴ２において磁気素子２０から発生する交番磁界の周波数よりも高い。第２状態ＳＴ２において、このような第１評価用交番電磁力が与えられると、例えば、電気抵抗Ｒｅ１が変化（上昇または減少）する。例えば、電気抵抗Ｒｅ１の変化が最大となる第１評価用交番電磁力の周波数が存在する。電気抵抗Ｒｅ１の、第１評価用交番電磁力の周波数に対する変化は、例えば、極値を持つ。

磁気素子２０の特性を評価する際に、磁気素子２０に第２評価用交番電磁力が与えられても良い。第２評価用交番電磁力の周波数は、第３状態ＳＴ３において磁気素子２０から発生する交番磁界の周波数よりも高い。第３状態ＳＴ３において、このような第２評価用交番電磁力が与えられると、例えば、電気抵抗Ｒｅ１が変化（上昇または減少）する。例えば、電気抵抗Ｒｅ１の変化が最大となる第２評価用交番電磁力の周波数が存在する。電気抵抗Ｒｅ１の、第２評価用交番電磁力の周波数に対する変化は、例えば、極値を持つ。一方、第１状態ＳＴ１において、第１評価用交番電磁力、または、第２評価用交番電磁力が与えられても、電気抵抗Ｒｅ１は実質的に変化しない。例えば、電気抵抗Ｒｅ１は、交番電磁力の周波数に対して変化しない。

磁気素子２０の特性を評価する際に、磁気素子２０に第３評価用交番電磁力が与えられても良い。第３評価用交番電磁力の周波数は、記録動作において磁気素子２０から発生する交番磁界の周波数よりも低い。第３評価用交番電磁力の周波数は、第２状態ＳＴ２において磁気素子２０から発生する交番磁界の周波数よりも低い。第２状態ＳＴ２において、このような第３評価用交番電磁力が与えられると、例えば、電気抵抗Ｒｅ１が変化（上昇または減少）する。第３評価用交番電磁力が与えられた場合の電気抵抗Ｒｅ１の変化の向きと、第１評価用交番電磁力が与えられた場合の電気抵抗Ｒｅ１の変化の向きは、例えば、逆である。例えば、電気抵抗Ｒｅ１の変化が最大となる第３評価用交番電磁力の周波数が存在する。電気抵抗Ｒｅ１の、第３評価用交番電磁力の周波数に対する変化は、例えば、極値を持つ。

磁気素子２０の特性を評価する際に、磁気素子２０に第４評価用交番電磁力が与えられても良い。第４評価用交番電磁力の周波数は、第３状態ＳＴ３において磁気素子２０から発生する交番磁界の周波数よりも低い。第３状態ＳＴ３において、このような第４評価用交番電磁力が与えられると、例えば、電気抵抗Ｒｅ１が変化（上昇または減少）する。第４評価用交番電磁力が与えられた場合の電気抵抗Ｒｅ１の変化の向きと、第２評価用交番電磁力が与えられた場合の電気抵抗Ｒｅ１の変化の向きは、例えば、逆である。例えば、電気抵抗Ｒｅ２の変化が最大となる第４評価用交番電磁力の周波数が存在する。電気抵抗Ｒｅ１の、第４評価用交番電磁力の周波数に対する変化は、例えば、極値を持つ。一方、第１状態ＳＴ１において、第３評価用交番電磁力、または、第４評価用交番電磁力が与えられても、電気抵抗Ｒｅ１は実質的に変化しない。例えば、電気抵抗Ｒｅ１は、交番電磁力の周波数に対して変化しない。

磁気素子２０の特性を評価する際に、磁気素子２０に第５評価用交番電磁力が与えられても良い。第５評価用交番電磁力の周波数は、記録動作において磁気素子２０から発生する交番磁界の周波数と実質的に同じである。第５評価用交番電磁力の周波数は、第２状態ＳＴ２において磁気素子２０から発生する交番磁界の周波数と実質的に同じである。第１状態ＳＴ１、及び、第２状態ＳＴ２において、第５評価用交番電磁力が与えられると、例えば、電気抵抗Ｒｅ１は変化しない。

磁気素子２０の特性を評価する際に、磁気素子２０に第６評価用交番電磁力が与えられても良い。第６評価用交番電磁力の周波数は、第３状態ＳＴ３において磁気素子２０から発生する交番磁界の周波数と実質的に同じである。第１状態ＳＴ１、及び、第３状態ＳＴ３において、このような第６評価用交番電磁力が与えられると、例えば、電気抵抗Ｒｅ１は変化しない。

上記のような第１～第６評価用交番電磁力に対する電気抵抗Ｒｅ１の変化の特性から、記録動作において磁気素子２０から発生する交番磁界に関する情報が得られて良い。上記のような特性が得られる交番磁界の周波数において、磁気素子２０から高周波信号（または交番磁界）が生じていると考えてよい。

（第２実施形態）
以下の実施形態において、第１実施形態に関して説明した磁気ヘッド（磁気ヘッド１１１０など）及びその変形が適用される。以下、磁気ヘッド１１０が用いられる場合の例を説明する。

図１４は、第２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１４に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド（例えば、磁気ヘッド１１０）は、磁気記録媒体８０と共に用いられる。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１４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１５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１５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Ａｌ_２Ｏ_３／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１６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１７（ａ）及び図１７（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１６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１７（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１７（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１７（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１７（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、例えば発振素子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。

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）
第１磁極と、
第２磁極と、
前記第１磁極と前記第２磁極との間に設けられた磁気素子と、
前記磁気素子の一端と電気的に接続された第１端子と、
前記磁気素子の他端と電気的に接続された第２端子と、
コイルと、
を含む磁気ヘッドと、
前記磁気素子及び前記コイルと電気的に接続された制御部と、
を備え、
前記制御部は、記録動作が可能であり、
前記制御部は、前記記録動作において、前記第１端子と前記第２端子との間に素子電圧を印加しつつ前記コイルに記録電流を供給し、
前記記録動作において前記磁気素子から交番磁界が発生し、
前記コイルに前記記録電流が供給されつつ前記第１端子と前記第２端子との間に印加される印加電圧を変化させたときの前記磁気素子の微分抵抗は、前記印加電圧が第１電圧のときに第１微分抵抗ピークとなり、前記微分抵抗は、前記印加電圧が第２電圧のときに第２微分抵抗ピークとなり、前記第２電圧は前記第１電圧よりも高く、
前記素子電圧は、前記第１電圧よりも高く前記第２電圧未満である、磁気記録装置。

（構成２）
前記印加電圧が前記第１電圧よりも高く前記第２電圧よりも低いときに前記磁気素子から前記交番磁界が発生し、
前記印加電圧が前記第１電圧よりも低いときに前記磁気素子から前記交番磁界が発生しない、構成１に記載の磁気記録装置。

（構成３）
前記交番磁界の周波数は、１０ＧＨｚ以上４０ＧＨｚ以下である、構成１または２に記載の磁気記録装置。

（構成４）
前記記録動作において、前記第１磁極の電位は前記第２磁極の電位よりも高い、構成１～３のいずれか１つに記載の磁気記録装置。

（構成５）
前記記録動作において、前記第１磁極から前記第２磁極への向きの素子電流が前記磁気素子に流れ、
前記コイルに前記記録電流が供給されつつ、前記第２磁極から前記第１磁極への向きの電流が前記磁気素子に流れたときには、前記磁気素子から前記交番磁界が発生しない、構成１～４のいずれか１つに記載の磁気記録装置。

（構成６）
前記コイルに前記記録電流が供給されつつ前記第１端子と前記第２端子との間に印加される前記印加電圧が前記第２電圧よりも高いときに、前記磁気素子から得られる信号の周波数成分は、第１周波数の第１周波数ピークと、前記第１周波数よりも高い第２周波数の第２周波数ピークと、を含み、
前記コイルに前記記録電流が供給されつつ前記第１端子と前記第２端子との間に印加される前記印加電圧が前記素子電圧であるときに、前記周波数成分は前記第１周波数ピークを含み前記第２周波数ピークを含まない、または、前記第２周波数ピークの高さの前記第１周波数ピークの高さに対する比は、０．１以下である、構成１～５のいずれか１つに記載の磁気記録装置。

（構成７）
第１磁極と、
第２磁極と、
前記第１磁極と前記第２磁極との間に設けられた磁気素子と、
前記磁気素子の一端と電気的に接続された第１端子と、
前記磁気素子の他端と電気的に接続された第２端子と、
コイルと、
を含む磁気ヘッドと、
前記磁気素子及び前記コイルと電気的に接続された制御部と、
を備え、
前記制御部は、記録動作が可能であり、
前記制御部は、前記記録動作において、前記第１端子と前記第２端子との間に素子電圧を印加しつつ前記コイルに記録電流を供給し、
前記記録動作において前記磁気素子から交番磁界が発生し、
前記コイルに前記記録電流が供給されつつ前記第１端子と前記第２端子との間に印加される印加電圧が第１印加電圧よりも高いときに、前記磁気素子から得られる信号の周波数成分は、第１周波数の第１周波数ピークと、前記第１周波数よりも高い第２周波数の第２周波数ピークと、を含み、
前記コイルに前記記録電流が供給されつつ前記第１端子と前記第２端子との間に印加される前記印加電圧が前記素子電圧であるときに、前記周波数成分は前記第１周波数ピークを含み前記第２周波数ピークを含まない、または、前記第２周波数ピークの高さの前記第１周波数ピークの高さに対する比は、０．１以下である、磁気記録装置。

（構成８）
第１磁極と、
第２磁極と、
前記第１磁極と前記第２磁極との間に設けられた磁気素子と、
前記磁気素子の一端と電気的に接続された第１端子と、
前記磁気素子の他端と電気的に接続された第２端子と、
コイルと、
を含む磁気ヘッドと、
前記磁気素子及び前記コイルと電気的に接続された制御部と、
を備え、
前記制御部は、記録動作が可能であり、
前記制御部は、前記記録動作において、前記第１端子と前記第２端子との間に素子電圧を印加しつつ前記コイルに記録電流を供給し、
前記記録動作において前記磁気素子から交番磁界が発生し、
前記コイルに前記記録電流が供給されつつ前記第１端子と前記第２端子との間に印加される印加電圧を変化させたときの前記磁気素子の微分抵抗は、前記印加電圧が第１電圧のときに第１微分抵抗ピークとなり、
前記素子電圧は、前記第１電圧よりも高く前記第１電圧の５．４倍未満である、磁気記録装置。

（構成９）
前記素子電圧は、前記第１電圧の５倍以下である、構成８に記載の磁気記録装置。

（構成１０）
前記印加電圧が前記第１電圧よりも高いときに前記磁気素子から前記交番磁界が発生し、
前記印加電圧が前記第１電圧よりも低いときに前記磁気素子から前記交番磁界が発生しない、構成８または９に記載の磁気記録装置。

（構成１１）
前記交番磁界の周波数は、１０ＧＨｚ以上４０ＧＨｚ以下である、構成８～１０のいずれか１つに記載の磁気記録装置。

（構成１２）
前記記録動作において、前記第１磁極の電位は前記第２磁極の電位よりも高い、構成８～１１のいずれか１つに記載の磁気記録装置。

（構成１３）
前記記録動作において、前記第１磁極から前記第２磁極への向きの素子電流が前記磁気素子に流れ、
前記コイルに前記記録電流が供給されつつ、前記第２磁極から前記第１磁極への向きの電流が前記磁気素子に流れたときには、前記磁気素子から前記交番磁界が発生しない、構成８～１２のいずれか１つに記載の磁気記録装置。

（構成１４）
前記磁気素子は、
前記第１磁極と前記第２磁極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２磁極との間に設けられた第２磁性層と、
前記第２磁性層と前記第２磁極との間に設けられた第３磁性層と、
前記第３磁性層と前記第２磁極との間に設けられた第４磁性層と、
を含み、
前記第１磁極から前記第２磁極への第１方向に沿う前記第１磁性層の第１厚さは、前記第１方向に沿う前記第２磁性層の第２厚さよりも厚く、前記第１方向に沿う前記第４磁性層の第４厚さよりも厚く、
前記第１方向に沿う前記第３磁性層の第３厚さは、前記第２厚さよりも厚く、前記第４厚さよりも厚い、構成１～１３のいずれか１つに記載の磁気記録装置。

（構成１５）
前記磁気素子は、
前記第１磁極と前記第１磁性層との間に設けられた第１非磁性層と、
前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられた第２非磁性層と、
前記第２磁性層と前記第３磁性層との間に設けられた第３非磁性層と、
前記第３磁性層と前記第４磁性層との間に設けられた第４非磁性層と、
前記第４磁性層と前記第２磁極との間に設けられた第５非磁性層と、
を含み、
前記第１非磁性層は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ａｌ及びＡｇ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非磁性層は、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ及びＷ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３非磁性層は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ａｌ及びＡｇ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４非磁性層は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ａｌ及びＡｇ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５非磁性層は、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ及びＷよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、構成１４に記載の磁気記録装置。

（構成１６）
前記磁気素子は、
前記第１磁極と前記第１磁性層との間に設けられた第１非磁性層と、
前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられた第２非磁性層と、
前記第２磁性層と前記第３磁性層との間に設けられた第３非磁性層と、
前記第３磁性層と前記第４磁性層との間に設けられた第４非磁性層と、
前記第４磁性層と前記第２磁極との間に設けられた第５非磁性層と、
を含み、
前記第１非磁性層は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ａｌ及びＡｇ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非磁性層は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ａｌ及びＡｇ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３非磁性層は、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ及びＷ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４非磁性層は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ａｌ及びＡｇ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５非磁性層は、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ及びＷよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、構成１４に記載の磁気記録装置。

（構成１７）
前記磁気素子は、
前記第１磁極と前記第２磁極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２磁極との間に設けられた第２磁性層と、
前記第２磁性層と前記第２磁極との間に設けられた第３磁性層と、
前記第３磁性層と前記第２磁極との間に設けられた第４磁性層と、
を含み、
前記第１磁極から前記第２磁極への第１方向に沿う前記第１磁性層の第１厚さは、前記第１方向に沿う前記第２磁性層の第２厚さよりも厚く、前記第１方向に沿う前記第３磁性層の第３厚さよりも厚く、
前記第１方向に沿う前記第４磁性層の第４厚さは、前記第２厚さよりも厚く、前記第３厚さよりも厚い、構成１～１３のいずれか１つに記載の磁気記録装置。

（構成１８）
前記磁気素子は、
前記第１磁極と前記第１磁性層との間に設けられた第１非磁性層と、
前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられた第２非磁性層と、
前記第２磁性層と前記第３磁性層との間に設けられた第３非磁性層と、
前記第３磁性層と前記第４磁性層との間に設けられた第４非磁性層と、
前記第４磁性層と前記第２磁極との間に設けられた第５非磁性層と、
を含み、
前記第１非磁性層は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ａｌ及びＡｇ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非磁性層は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ａｌ及びＡｇ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３非磁性層は、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ及びＷ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４非磁性層は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ａｌ及びＡｇ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５非磁性層は、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ及びＷよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、構成１７に記載の磁気記録装置。

（構成１９）
前記磁気素子は、
前記第１磁極と前記第２磁極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２磁極との間に設けられた第２磁性層と、
前記第２磁性層と前記第２磁極との間に設けられた第３磁性層と、
を含み、
前記第１磁極から前記第２磁極への第１方向に沿う前記第１磁性層の第１厚さは、前記第１方向に沿う前記第３磁性層の第３厚さよりも厚く、
前記第１方向に沿う前記第２磁性層の第２厚さは、前記第３厚さよりも厚い、構成１～１３のいずれか１つに記載の磁気記録装置。

（構成２０）
前記磁気素子は、
前記第１磁極と前記第１磁性層との間に設けられた第１非磁性層と、
前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられた第２非磁性層と、
前記第２磁性層と前記第３磁性層との間に設けられた第３非磁性層と、
前記第３磁性層と前記第２磁極との間に設けられた第４非磁性層と、
を含み、
前記第１非磁性層は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ａｌ及びＡｇ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非磁性層は、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ及びＷ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３非磁性層は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ａｌ及びＡｇ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４非磁性層は、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ及びＷよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、構成１９に記載の磁気記録装置。

（構成２１）
第１磁極と、
第２磁極と、
前記第１磁極と前記第２磁極との間に設けられた磁気素子と、
前記磁気素子の一端と電気的に接続された第１端子と、
前記磁気素子の他端と電気的に接続された第２端子と、
コイルと、
を含む磁気ヘッドと、
前記磁気素子及び前記コイルと電気的に接続された制御部と、
を備え、
前記制御部は、記録動作が可能であり、
前記制御部は、前記記録動作において、前記第１端子と前記第２端子との間に素子電圧を印加しつつ前記コイルに記録電流を供給し、
前記記録動作において前記磁気素子から交番磁界が発生し、
前記コイルに前記記録電流が供給されつつ前記第１端子と前記第２端子との間に印加される印加電圧が前記素子電圧であるときに、前記磁気素子から得られる信号の周波数成分は第１周波数の第１周波数ピークを含み、前記周波数成分は、前記第１周波数よりも高い第２周波数の第２周波数ピークを含まない、または、前記第２周波数ピークの高さの前記第１周波数ピークの高さに対する比は、０．１以下である、磁気記録装置。

（構成２２）
前記印加電圧が前記素子電圧よりも高いときに、前記周波数成分は、前記第２周波数ピークを含む、構成２１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、磁気ヘッド及び磁気記録装置に含まれる、磁極、磁気素子、磁性層、非磁性層、及び制御部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…磁気素子、 ２０Ｄ…素子回路、 ２１～２４…第１～第４磁性層、 ２１Ｍ～２４Ｍ…磁化、 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磁極、 ３１Ｍ、３２Ｍ…磁化、 ３３…シールド、 ４１～４５…第１～第５非磁性層、 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、 ７５…制御部、 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、 １１０～１１３…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、 ＡＲ…矢印、 Ｄ１…第１方向、 Ｉｎｔ１…強度、 Ｉｗ…記録電流、 Ｒｄ１、Ｒｄ２…微分抵抗、 Ｒｅ１、Ｒｅ２…電気抵抗、 ＳＴ１～ＳＴ３…第１～第３状態、 Ｔ１、Ｔ２…第１、第２端子、 Ｔｃ１、Ｔｃ２…第１、第２コイル端子、 Ｖ１～Ｖ５…第１～第５電圧、 Ｖ２０…素子電圧、 Ｖａ１…印加電圧、 Ｗ１、Ｗ２…第１、第２配線、 ｆ１、ｆ２…第１、第２周波数、 ｆｒ０…周波数、 ｆｒ２１、ｆｒ２３…発振周波数、 ｉ１、ｉ２…第１、第２電流、 ｉａ１…供給電流、 ｉｃ…素子電流、 ｊｅ…電子流、 ｐ１、ｐ２…第１、第２微分抵抗ピーク、 ｐｆ１、ｐｆ２…第１、第２周波数ピーク、 ｔ２１～ｔ２４…第１～第４厚さ、 ｔ４１～ｔ４５…厚さ

実施形態によれば、磁気記録装置は、磁気ヘッド及び制御部を含む。前記磁気ヘッドは、第１磁極と、第２磁極と、前記第１磁極と前記第２磁極との間に設けられた磁気素子と、前記磁気素子の一端と電気的に接続された第１端子と、前記磁気素子の他端と電気的に接続された第２端子と、コイルと、を含む。前記制御部は、前記磁気素子及び前記コイルと電気的に接続される。前記制御部は、記録動作が可能である。前記制御部は、前記記録動作において、前記第１端子と前記第２端子との間に素子電圧を印加しつつ前記コイルに記録電流を供給する。前記コイルに前記記録電流が供給されつつ前記第１端子と前記第２端子との間に印加される印加電圧を変化させたときの前記磁気素子の微分抵抗は、前記印加電圧が第１電圧のときに第１微分抵抗ピークとなる。前記微分抵抗は、前記印加電圧が第２電圧のときに第２微分抵抗ピークとなる。前記第２電圧は前記第１電圧よりも高い。前記素子電圧は、前記第１電圧よりも高く前記第２電圧未満である。

印加電圧Ｖａ１が第１電圧Ｖ１よりも高く第２電圧Ｖ２未満のときに、第１磁性層２１における発振周波数ｆｒ２１は、第３磁性層２３における発振周波数ｆｒ２３と実質的に同じである。この状態（第２状態ＳＴ２）において、第１磁性層２１の磁化２１Ｍは、第３磁性層２３の磁化２３Ｍの磁化と同期して、逆位相で発振すると考えられる。

Claims (13)

1. 第１磁極と、
   第２磁極と、
   前記第１磁極と前記第２磁極との間に設けられた磁気素子と、
   前記磁気素子の一端と電気的に接続された第１端子と、
   前記磁気素子の他端と電気的に接続された第２端子と、
   コイルと、
   を含む磁気ヘッドと、
   前記磁気素子及び前記コイルと電気的に接続された制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、記録動作が可能であり、
   前記制御部は、前記記録動作において、前記第１端子と前記第２端子との間に素子電圧を印加しつつ前記コイルに記録電流を供給し、
   前記記録動作において前記磁気素子から交番磁界が発生し、
   前記コイルに前記記録電流が供給されつつ前記第１端子と前記第２端子との間に印加される印加電圧を変化させたときの前記磁気素子の微分抵抗は、前記印加電圧が第１電圧のときに第１微分抵抗ピークとなり、前記微分抵抗は、前記印加電圧が第２電圧のときに第２微分抵抗ピークとなり、前記第２電圧は前記第１電圧よりも高く、
   前記素子電圧は、前記第１電圧よりも高く前記第２電圧未満である、磁気記録装置。
2. 前記印加電圧が前記第１電圧よりも高く前記第２電圧よりも低いときに前記磁気素子から前記交番磁界が発生し、
   前記印加電圧が前記第１電圧よりも低いときに前記磁気素子から前記交番磁界が発生しない、請求項１に記載の磁気記録装置。
3. 前記記録動作において、前記第１磁極から前記第２磁極への向きの素子電流が前記磁気素子に流れ、
   前記コイルに前記記録電流が供給されつつ、前記第２磁極から前記第１磁極への向きの電流が前記磁気素子に流れたときには、前記磁気素子から前記交番磁界が発生しない、請求項１に記載の磁気記録装置。
4. 前記コイルに前記記録電流が供給されつつ前記第１端子と前記第２端子との間に印加される前記印加電圧が前記第２電圧よりも高いときに、前記磁気素子から得られる信号の周波数成分は、第１周波数の第１周波数ピークと、前記第１周波数よりも高い第２周波数の第２周波数ピークと、を含み、
   前記コイルに前記記録電流が供給されつつ前記第１端子と前記第２端子との間に印加される前記印加電圧が前記素子電圧であるときに、前記周波数成分は前記第１周波数ピークを含み前記第２周波数ピークを含まない、または、前記第２周波数ピークの高さの前記第１周波数ピークの高さに対する比は、０．１以下である、請求項１に記載の磁気記録装置。
5. 第１磁極と、
   第２磁極と、
   前記第１磁極と前記第２磁極との間に設けられた磁気素子と、
   前記磁気素子の一端と電気的に接続された第１端子と、
   前記磁気素子の他端と電気的に接続された第２端子と、
   コイルと、
   を含む磁気ヘッドと、
   前記磁気素子及び前記コイルと電気的に接続された制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、記録動作が可能であり、
   前記制御部は、前記記録動作において、前記第１端子と前記第２端子との間に素子電圧を印加しつつ前記コイルに記録電流を供給し、
   前記記録動作において前記磁気素子から交番磁界が発生し、
   前記コイルに前記記録電流が供給されつつ前記第１端子と前記第２端子との間に印加される印加電圧が第１印加電圧よりも高いときに、前記磁気素子から得られる信号の周波数成分は、第１周波数の第１周波数ピークと、前記第１周波数よりも高い第２周波数の第２周波数ピークと、を含み、
   前記コイルに前記記録電流が供給されつつ前記第１端子と前記第２端子との間に印加される前記印加電圧が前記素子電圧であるときに、前記周波数成分は前記第１周波数ピークを含み前記第２周波数ピークを含まない、または、前記第２周波数ピークの高さの前記第１周波数ピークの高さに対する比は、０．１以下である、磁気記録装置。
6. 第１磁極と、
   第２磁極と、
   前記第１磁極と前記第２磁極との間に設けられた磁気素子と、
   前記磁気素子の一端と電気的に接続された第１端子と、
   前記磁気素子の他端と電気的に接続された第２端子と、
   コイルと、
   を含む磁気ヘッドと、
   前記磁気素子及び前記コイルと電気的に接続された制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、記録動作が可能であり、
   前記制御部は、前記記録動作において、前記第１端子と前記第２端子との間に素子電圧を印加しつつ前記コイルに記録電流を供給し、
   前記記録動作において前記磁気素子から交番磁界が発生し、
   前記コイルに前記記録電流が供給されつつ前記第１端子と前記第２端子との間に印加される印加電圧を変化させたときの前記磁気素子の微分抵抗は、前記印加電圧が第１電圧のときに第１微分抵抗ピークとなり、
   前記素子電圧は、前記第１電圧よりも高く前記第１電圧の５．４倍未満である、磁気記録装置。
7. 前記磁気素子は、
   前記第１磁極と前記第２磁極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２磁極との間に設けられた第２磁性層と、
   前記第２磁性層と前記第２磁極との間に設けられた第３磁性層と、
   前記第３磁性層と前記第２磁極との間に設けられた第４磁性層と、
   を含み、
   前記第１磁極から前記第２磁極への第１方向に沿う前記第１磁性層の第１厚さは、前記第１方向に沿う前記第２磁性層の第２厚さよりも厚く、前記第１方向に沿う前記第４磁性層の第４厚さよりも厚く、
   前記第１方向に沿う前記第３磁性層の第３厚さは、前記第２厚さよりも厚く、前記第４厚さよりも厚い、請求項１に記載の磁気記録装置。
8. 前記磁気素子は、
   前記第１磁極と前記第１磁性層との間に設けられた第１非磁性層と、
   前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられた第２非磁性層と、
   前記第２磁性層と前記第３磁性層との間に設けられた第３非磁性層と、
   前記第３磁性層と前記第４磁性層との間に設けられた第４非磁性層と、
   前記第４磁性層と前記第２磁極との間に設けられた第５非磁性層と、
   を含み、
   前記第１非磁性層は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ａｌ及びＡｇ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非磁性層は、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ及びＷ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３非磁性層は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ａｌ及びＡｇ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４非磁性層は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ａｌ及びＡｇ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５非磁性層は、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ及びＷよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、請求項７に記載の磁気記録装置。
9. 前記磁気素子は、
   前記第１磁極と前記第１磁性層との間に設けられた第１非磁性層と、
   前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられた第２非磁性層と、
   前記第２磁性層と前記第３磁性層との間に設けられた第３非磁性層と、
   前記第３磁性層と前記第４磁性層との間に設けられた第４非磁性層と、
   前記第４磁性層と前記第２磁極との間に設けられた第５非磁性層と、
   を含み、
   前記第１非磁性層は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ａｌ及びＡｇ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非磁性層は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ａｌ及びＡｇ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３非磁性層は、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ及びＷ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４非磁性層は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ａｌ及びＡｇ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５非磁性層は、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ及びＷよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、請求項７に記載の磁気記録装置。
10. 前記磁気素子は、
    前記第１磁極と前記第２磁極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２磁極との間に設けられた第２磁性層と、
    前記第２磁性層と前記第２磁極との間に設けられた第３磁性層と、
    前記第３磁性層と前記第２磁極との間に設けられた第４磁性層と、
    を含み、
    前記第１磁極から前記第２磁極への第１方向に沿う前記第１磁性層の第１厚さは、前記第１方向に沿う前記第２磁性層の第２厚さよりも厚く、前記第１方向に沿う前記第３磁性層の第３厚さよりも厚く、
    前記第１方向に沿う前記第４磁性層の第４厚さは、前記第２厚さよりも厚く、前記第３厚さよりも厚い、請求項１に記載の磁気記録装置。
11. 前記磁気素子は、
    前記第１磁極と前記第２磁極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２磁極との間に設けられた第２磁性層と、
    前記第２磁性層と前記第２磁極との間に設けられた第３磁性層と、
    を含み、
    前記第１磁極から前記第２磁極への第１方向に沿う前記第１磁性層の第１厚さは、前記第１方向に沿う前記第３磁性層の第３厚さよりも厚く、
    前記第１方向に沿う前記第２磁性層の第２厚さは、前記第３厚さよりも厚い、請求項１に記載の磁気記録装置。
12. 第１磁極と、
    第２磁極と、
    前記第１磁極と前記第２磁極との間に設けられた磁気素子と、
    前記磁気素子の一端と電気的に接続された第１端子と、
    前記磁気素子の他端と電気的に接続された第２端子と、
    コイルと、
    を含む磁気ヘッドと、
    前記磁気素子及び前記コイルと電気的に接続された制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、記録動作が可能であり、
    前記制御部は、前記記録動作において、前記第１端子と前記第２端子との間に素子電圧を印加しつつ前記コイルに記録電流を供給し、
    前記記録動作において前記磁気素子から交番磁界が発生し、
    前記コイルに前記記録電流が供給されつつ前記第１端子と前記第２端子との間に印加される印加電圧が前記素子電圧であるときに、前記磁気素子から得られる信号の周波数成分は第１周波数の第１周波数ピークを含み、前記周波数成分は、前記第１周波数よりも高い第２周波数の第２周波数ピークを含まない、または、前記第２周波数ピークの高さの前記第１周波数ピークの高さに対する比は、０．１以下である、磁気記録装置。
13. 前記印加電圧が前記素子電圧よりも高いときに、前記周波数成分は、前記第２周波数ピークを含む、請求項１２に記載の磁気記録装置。

Images