JP2024069554A - 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】磁気ヘッド110は、第1、第2磁極31、32と、第1、第2磁極の間に設けられた積層体20と、を含む。積層体は、第1磁性層21と、第1磁性層と第2磁極との間に設けられた第2磁性層22と、第1磁性層と第2磁性層との間に設けられた第1非磁性層41と、第2磁性層と第2磁極との間に設けられた第2非磁性層42と、第1磁極と第1磁性層との間に設けられた第3非磁性層43と、を含む。第1磁性層は、Fe、Co及びNiの少なくとも1つを含む第1元素を含む。第2磁性層は、第1元素と、Cr、V、Mn、Ti及びScよりなる群から選択された少なくとも1つを含む第2元素と、を含む。第1磁性層は、第2元素を含まない。第1磁性層の第1厚さは、第2磁性層の第2厚さの0.25倍以上4倍以下である。【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)などの磁気記録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。
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、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積層体と、を含む。前記積層体は、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1磁性層と前記第2磁性層との間に設けられた第1非磁性層と、前記第2磁性層と前記第2磁極との間に設けられた第2非磁性層と、前記第1磁極と前記第1磁性層との間に設けられた第3非磁性層と、を含む。前記第1磁性層は、Fe、Co及びNiの少なくとも1つを含む第1元素を含む。前記第2磁性層は、前記第1元素と、Cr、V、Mn、Ti及びScよりなる群から選択された少なくとも1つを含む第2元素と、を含む。前記第1磁性層は、前記第2元素を含まない。または、前記第1磁性層における前記第2元素の濃度は、前記第2磁性層における前記第2元素の濃度よりも低い。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厚さの0.25倍以上4倍以下である。
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。
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図である。
図1(a)は、断面図である。図1(b)は、図1(a)の矢印AR1から見た平面図である。
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断面図である。
図2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と、電気回路20Dと、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。
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図である。
図1(a)は、断面図である。図1(b)は、図1(a)の矢印AR1から見た平面図である。
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断面図である。
図2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と、電気回路20Dと、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と、第2磁極32と、積層体20と、を含む。積層体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。
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から生じる磁界(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、小さい角度で傾斜しても良い。
図2に示すように、コイル30cが設けられる。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2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。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2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2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、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を介して積層体20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)が積層体20に供給される。
図1(a)及び図1(b)に示すように、積層体20は、第1磁性層21、第2磁性層22、第1非磁性層41、第2非磁性層42及び第3非磁性層43を含む。図1(a)及び図1(b)においては、絶縁部30iは省略されている。
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1非磁性層41は、第1磁性層21と第2磁性層22との間に設けられる。第2非磁性層42は、第2磁性層22と第2磁極32との間に設けられる。第3非磁性層43は、第1磁極31と第1磁性層21との間に設けられる。
例えば、第3非磁性層43は、第1磁極31及び第1磁性層21と接して良い。第1非磁性層41は、第1磁性層21及び第2磁性層22と接して良い。第2非磁性層42は、第2磁性層22及び第2磁極32と接して良い。
第1非磁性層41、第2非磁性層42及び第3非磁性層43の少なくともいずれかは、第3元素を含む。第3元素は、例えば、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。このような材料を含む非磁性層において、例えば、高いスピン透過率が得られる。例えば、高い発振強度が得られる。
第2非磁性層42及び第3非磁性層43の少なくともいずれかは、第4元素を含んでも良い。第4元素は、例えば、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。このような材料を含む非磁性層において、例えば、低いスピン透過率が得られる。例えば、安定した発振が得やすくなる。第2非磁性層42及び第3非磁性層43の少なくともいずれかは、上記の第3元素及び第4元素を含んでも良い。
実施形態において、第1磁性層21は、第1元素を含む。第1元素は、Fe、Co及びNiの少なくとも1つを含む。
第2磁性層22は、第1元素及び第2元素を含む。第2元素は、Cr、V、Mn、Ti及びScよりなる群から選択された少なくとも1つを含む。第1磁性層21は、第2元素を含まない。または、第1磁性層21における第2元素の濃度は、第2磁性層22における第2元素の濃度よりも低い。
例えば、第2磁性層22における上記の第2元素の濃度は、10原子%以上80原子%以下である。このような材料を含む第2磁性層22は、例えば、負のスピン分極を有する。一方、例えば、第1磁性層21は、正のスピン分極を有する。
図1(b)に示すように、このような積層体20に電流icが供給される。電流icは、例えば、上記の電気回路20Dから供給される。図1(b)に示すように、電流icは、第1磁性層21から第2磁性層22への向きを有する。図1(b)に示すように、電流icに伴う電子流jeは、第2磁性層22から第1磁性層21への向きを有する。
例えば、しきい値以上の電流icが積層体20を流れることで、積層体20に含まれる磁性層の磁化が発振する。積層体20は、例えばSTO(Spin-Torque Oscillator)として機能する。発振に伴い、積層体20から交流磁界(例えば高周波磁界)が発生する。積層体20で発生した交流磁界が磁気記録媒体80に印加され、磁気記録媒体80への書き込みがアシストされる。例えば、MAMR(Microwave Assisted Magnetic Recording)が実施可能である。
磁気ヘッド110においては、第1磁性層21及び第2磁性層22は、例えば、発振層として機能する。例えば、第2磁性層22からの負の透過のスピントルクが第1磁性層21に作用する。例えば、第1磁性層21で反射したスピントルクが第2磁性層22に作用する。例えば、第1磁性層21の磁化、及び、第2磁性層22の磁化は、相互に作用しつつ回転する。
図1(b)に示すように、第1方向(第1磁極31から第2磁極32への方向)に沿う第1磁性層21の厚さを第1厚さt1とする。第1方向に沿う第2磁性層22の厚さを第2厚さt2とする。実施形態において、例えば、第1厚さt1は、第2厚さt2と同様でよい。これにより、後述するように、発振が得やすくなる。
第1方向に沿う第1非磁性層41の厚さを厚さt41とする。第1方向に沿う第2非磁性層42の厚さを厚さt42とする。第1方向に沿う第3非磁性層43の厚さを厚さt43とする。これらの厚さは、例えば、0.5nm以上6nm以下である。これらの厚さが0.5nm以上であることにより、安定した発振が容易になる。これらの厚さが6nm以下であることにより、例えば、スピン透過率が高くなりやすい。例えば、高い発振強度が得易い。
以下、積層体20における発振の挙動についてのシミュレーション結果の例について説明する。シミュレーションのモデルにおいて、図1(b)に示す構成が設けられる。すなわち、第1磁極31、第2磁極32、第1磁性層21、第2磁性層22、及び、第1~第3非磁性層41~43が設けられる。図1(b)に例示する電流ic(しきい値以上の電流)が供給されたときの磁化の発振特性がシミュレーションされる。シミュレーションのモデルにおいて、第1磁性層21の物性値として、Fe70Co30合金の物性値が用いられる。第2磁性層22の物性値として、Fe70Cr30合金の物性値が用いられる。第1非磁性層41及び第3非磁性層43の物性値としてCuの物性値が用いられる。第2非磁性層42の物性値としてTaの物性値が用いられる。厚さt41~t43は、2nm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に例示するシミュレーションにおいて、第1磁性層21の第1厚さt1と、第2磁性層22の第2厚さt2の和を19nmに一定にした状態で、第1厚さt1の第2厚さt2に対する比が変更される。図3の横軸は、厚さ比R1である。厚さ比R1は、第1厚さt1の第2厚さt2に対する比(すなわち、t1/t2)である。縦軸は、発振強度OSである。発振強度OSは、第1磁性層21の磁化の振動の振幅と第1厚さt1との積と、第2磁性層22の磁化の振動の振幅と第2厚さt2との積と、の和である。発振強度OSが高い場合に、例えば、MAMRによる記録密度が向上し易い。
図3に例示するシミュレーションにおいて、第1磁性層21の第1厚さt1と、第2磁性層22の第2厚さt2の和を19nmに一定にした状態で、第1厚さt1の第2厚さt2に対する比が変更される。図3の横軸は、厚さ比R1である。厚さ比R1は、第1厚さt1の第2厚さt2に対する比(すなわち、t1/t2)である。縦軸は、発振強度OSである。発振強度OSは、第1磁性層21の磁化の振動の振幅と第1厚さt1との積と、第2磁性層22の磁化の振動の振幅と第2厚さt2との積と、の和である。発振強度OSが高い場合に、例えば、MAMRによる記録密度が向上し易い。
図3に示すように、厚さ比R1が1に近いときに、高い発振強度OSが得られる。例えば、厚さ比R1が0.25以上4以下において、安定した発振が得られる。厚さ比R1は、0.33以上でも良い。より高い発振強度OSが得られる。厚さ比R1は、3以下でも良い。より高い発振強度OSが得られる。
実施形態においては、第1厚さt1は、第2厚さt2の0.25倍以上4倍以下であることが好ましい。これにより、高い発振強度OSが得られる。安定した発振が得られる。第1厚さt1は、第2厚さの0.33倍以上3倍以下でも良い。より高い発振強度OSが得られる。より安定した発振が得られる。実施形態によれば、安定したMAMRが実施できる。記録密度の向上が可能な磁気ヘッドを提供できる。
図4(a)及び図4(b)は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。
図4(a)の横軸は、第1厚さt1である。図4(a)において、第2厚さt2は、1
図4(b)の横軸は、第2厚さt2である。図4(b)において、第1厚さt1は、15nmである。図4(a)及び)図4(b)において、積層体20に供給される電流icは、2.5×108A/cm2である。図4(a)及び図4(b)の縦軸は、発振強度OSである。
図4(a)の横軸は、第1厚さt1である。図4(a)において、第2厚さt2は、1
図4(b)の横軸は、第2厚さt2である。図4(b)において、第1厚さt1は、15nmである。図4(a)及び)図4(b)において、積層体20に供給される電流icは、2.5×108A/cm2である。図4(a)及び図4(b)の縦軸は、発振強度OSである。
図4(a)に示すように、第1厚さt1は、5nm以上であることが好ましい。これにより、高い発振強度OSが得られる。第1厚さt1は、例えば、20nm以下で良い。例えば、第1磁極31と第2磁極32との間の距離(例えば、記録ギャップ)を短くできる。例えば、高い記録密度が得やすい。
図4(b)に示すように、第2厚さt2は、5nm以上であることが好ましい。これにより、高い発振強度OSが得られる。第2厚さt2は、20nm以下で良い。例えば、記録ギャップを短くできる。例えば、高い記録密度が得やすい。
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の横軸は、第1厚さt1と第2厚さt2の和tsである。縦軸は、発振強度OSである。
図5の横軸は、第1厚さt1と第2厚さt2の和tsである。縦軸は、発振強度OSである。
図5に示すように、第1厚さt1及び第2厚さt2の和tsは、15nm以上であることが好ましい。これにより、高い発振強度OSが得られる。和tsは、40nm以下で良い。例えば、記録ギャップを短くできる。例えば、高い記録密度が得やすい。
図6(a)及び図6(b)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6(a)に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド111は、第1磁極31と、第2磁極32と、積層体20と、を含む。磁気ヘッド111においても、積層体20は、第1磁性層21、第2磁性層22、第1非磁性層41、第2非磁性層42及び第3非磁性層43を含む。磁気ヘッド111においては、第1磁性層21及び第2磁性層22の少なくともいずれかは、複数の領域を含む。磁気ヘッド111におけるこれ以外の構成は、磁気ヘッド110における構成と同様で良い。
図6(a)に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド111は、第1磁極31と、第2磁極32と、積層体20と、を含む。磁気ヘッド111においても、積層体20は、第1磁性層21、第2磁性層22、第1非磁性層41、第2非磁性層42及び第3非磁性層43を含む。磁気ヘッド111においては、第1磁性層21及び第2磁性層22の少なくともいずれかは、複数の領域を含む。磁気ヘッド111におけるこれ以外の構成は、磁気ヘッド110における構成と同様で良い。
例えば、第1磁性層21は、第1磁性領域21a及び第2磁性領域21bを含む。第2磁性領域21bは、第1磁性領域21aと第1非磁性層41との間にある。例えば、第1磁性領域21aの飽和磁化は、第2磁性領域21bの飽和磁化よりも大きい。これにより、例えば、安定した発振を得ることが容易になる。
例えば、第1磁性領域21aの飽和磁化は、第2磁性領域21bの飽和磁化の1.2倍以上である。これにより、安定した発振が得易い。第1磁性領域21aの飽和磁化は、第2磁性領域21bの飽和磁化の3倍以下でも良い。これにより、安定した発振が得易い。
例えば、第1磁性領域21aにおけるFeの濃度は、第2磁性領域21bにおけるFeの濃度よりも高い。例えば、第1磁性領域21aの飽和磁化は、第2磁性領域21bの飽和磁化よりも大きくなり易い。例えば、第1磁性領域21aにおけるNiの濃度は、第2磁性領域21bにおけるNiの濃度よりも低い。これにより、例えば、第1磁性領域21aの飽和磁化は、第2磁性領域21bの飽和磁化よりも大きくなり易い。第1磁性領域21a及び第2磁性領域21bの境界は、明確でも不明確でも良い。
例えば、第2磁性層22は、第3磁性領域22c及び第4磁性領域22dを含む。第4磁性領域22dは、第3磁性領域22cと第1非磁性層41との間にある。例えば、第3磁性領域22cの飽和磁化は、第4磁性領域22dの飽和磁化よりも大きい。これにより、例えば、安定した発振を得ることが容易になる。
例えば、第3磁性領域22cの飽和磁化は、第4磁性領域22dの飽和磁化の1.2倍以上である。これにより、安定した発振を得易い。第3磁性領域22cの飽和磁化は、第4磁性領域22dの飽和磁化の3倍以下でも良い。これにより、安定した発振を得易い。
例えば、第3磁性領域22cにおけるFeの濃度は、第4磁性領域22dにおけるFe濃度よりも高い。これにより、例えば、第3磁性領域22cの飽和磁化は、第4磁性領域22dの飽和磁化よりも大きくなり易い。例えば、第3磁性領域22cにおける第2元素の濃度は、第4磁性領域22dにおける第2元素の濃度よりも低い。これにより、例えば、第3磁性領域22cの飽和磁化は、第4磁性領域22dの飽和磁化よりも大きくなり易い。第3磁性領域22c及び第4磁性領域22dの境界は、明確でも不明確でも良い。
図6(b)に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド112は、第1磁極31と、第2磁極32と、積層体20と、を含む。磁気ヘッド112においては、積層体20は、第1磁性層21、第2磁性層22、第1非磁性層41、第2非磁性層42及び第3非磁性層43に加えて、第3磁性層23を含む。磁気ヘッド112におけるこれ以外の構成は、磁気ヘッド110または磁気ヘッド111における構成と同様で良い。
第3磁性層23は、第2磁性層22と第2非磁性層42との間に設けられる。第3磁性層23は、Fe、Co及びNiの少なくとも1つを含む第1元素を含む。第3磁性層23は、第2元素を含まない。または、第3磁性層23における第2元素の濃度は、第2磁性層22における第2元素の濃度よりも低い。既に説明したように、第2元素は、Cr、V、Mn、Ti及びScよりなる群から選択された少なくとも1つを含む。
例えば、第3磁性層23の飽和磁化は、第2磁性層22の飽和磁化よりも高い。これにより、例えば、安定した発振を得ることが容易になる。第3磁性層23と第1磁性層21との間の境界は、明確でも不明確でも良い。第3磁性層23は、第2磁性層22と連続して良い。
磁気ヘッド112において、第1磁性層21の第1厚さt1は、例えば、第1方向(第1磁極31から第2磁極32への方向)に沿う第3磁性層23の第3厚さt3と第2磁性層22の第2厚さt2との和の0.8倍以上1.25倍以下である。例えば、高い発振強度OSが得られる。安定した発振が得られる。
図7(a)及び図7(b)は、実施形態に係る磁気ヘッドの特性を例示する模式図である。
図7(a)及び図7(b)の横軸は、コイル30cに流れる記録電流Iwである。コイル30cに流れる記録電流Iwに応じて、第1磁極31及び第2磁極32の少なくともいずれかから生じる記録磁界が変化する。記録磁界が積層体20に印加される。したがって、横軸は、積層体20に印加される磁界に対応する。図7(a)及び図7(b)の縦軸は、積層体20の電気抵抗Rxである。
図7(a)及び図7(b)の横軸は、コイル30cに流れる記録電流Iwである。コイル30cに流れる記録電流Iwに応じて、第1磁極31及び第2磁極32の少なくともいずれかから生じる記録磁界が変化する。記録磁界が積層体20に印加される。したがって、横軸は、積層体20に印加される磁界に対応する。図7(a)及び図7(b)の縦軸は、積層体20の電気抵抗Rxである。
図7(a)において、積層体20に供給される電流icは、発振のしきい値電流Ithよりも小さい。図7(a)の例では、電流icは、例えば、1.0×106A/cm2である。図7(b)において、積層体20に供給される電流icは、しきい値電流Ithよりも大きい。図7(b)の例では、電流icは、1.0×108A/cm2である。図7(b)における電流icは、図7(a)における電流icの100倍である。図7(a)は、非発振状態における特性に対応する。図7(b)は、発振状態における特性に対応する。これらの図は、電気抵抗Rxの時間的な平均値の特性を例示している。積層体20が発振している場合、電気抵抗Rxは発振に伴って変化する。電気抵抗Rxとして時間的な平均の抵抗が採用される。時間的な平均により、例えば、ノイズなどの影響も抑制できる。
図7(a)に示すように、電流icがしきい値電流Ithよりも十分に小さい場合、記録電流Iw(すなわち磁界)の絶対値が増大すると、電気抵抗Rxは上昇する。記録電流Iwの絶対値が十分に大きいと、電気抵抗Rxは、飽和する。例えば、電気抵抗Rxが飽和するときの記録電流Iwは、例えば、50mAである。このときの磁界は、約15000Oeである。
実施形態に係る磁気記録装置ヘッドにおいては、例えば、図7(a)に例示した特性が生じる。図7(a)に示すように、積層体20の電気抵抗Rxは、記録電流Iwが第1電流I1のときに第1抵抗Rx1である。電気抵抗Rxは、記録電流Iwが第2電流I2のときに第2抵抗Rx2である。電気抵抗Rxは、記録電流Iwが第3電流I3のときに第3抵抗Rx3である。第1電流I1の絶対値は、第2電流I2の絶対値よりも小さく、第3電流I3の絶対値よりも小さい。第2電流I2の向きは、第3電流I3の向きと逆である。第1抵抗Rx1は、第2抵抗Rx2よりも低く、第3抵抗Rx3よりも低い。例えば、谷型の電流-抵抗特性が生じる。第1電流I1は実質的に0で良い。
図7(b)に示すように、電流icがしきい値電流Ithよりも大きく、発振が生じている場合、電気抵抗Rxは、山及び谷の特性を示す。この場合も、第2電流I2及び第3電流I3の絶対値が十分に大きい場合、谷型の特性と見なせる。例えば、第2電流I2及び第3電流I3の絶対値は、電流icがしきい値電流Ithよりも十分に小さい場合において電気抵抗Rxが飽和するときの値として良い。この場合も、第1抵抗Rx1は、第2抵抗Rx2よりも低く、第3抵抗Rx3よりも低い。これに対して、一般的なSTOにおいては、山型の特性が生じる。実施形態における谷型の特性は、実施形態に係る構成による特異的な特性と考えられる。
このような特異的な特性は、第1磁性層21が正の分極を持ち、第2磁性層22が負の分極を持つことに関係している可能性がある。このような組み合わせにおいて、記録電流Iwの絶対値が大きい場合(すなわち、磁界の絶対値が大きい場合)、第1磁性層21及び第2磁性層22の磁化の向きが互いに平行に近くなり、抵抗が増大していると考えられる。一般的なSTOにおいては、いずれの磁性層も正の分極を持つ。磁化の向きが互いに平行に近くなる場合に抵抗が減少する。
図8は、第1実施形態に係る磁気ヘッドの特性を例示する模式図である。
図8の横軸は時間tmである。縦軸は、磁化Mz(規格化値)である。図8には、第1磁性層21の磁化Mz1と、第2磁性層22の磁化Mz2と、に関する例が示されている。図8に示すように、磁化Mz1及び磁化Mz2は、逆位相(例えば、逆向きを保った状態)で回転する。
図8の横軸は時間tmである。縦軸は、磁化Mz(規格化値)である。図8には、第1磁性層21の磁化Mz1と、第2磁性層22の磁化Mz2と、に関する例が示されている。図8に示すように、磁化Mz1及び磁化Mz2は、逆位相(例えば、逆向きを保った状態)で回転する。
以下、実施形態に係る磁気記録装置210に含まれる磁気ヘッド及び磁気記録媒体80の例について説明する。
図9は、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9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)において、第1磁極31から第2磁極32への第1方向D1は、X軸方向に対して傾斜しても良い。第1方向D1は、積層体20の積層方向に対応する。X軸方向は、媒体対向面30Fに沿う。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。
図9は、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9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)において、第1磁極31から第2磁極32への第1方向D1は、X軸方向に対して傾斜しても良い。第1方向D1は、積層体20の積層方向に対応する。X軸方向は、媒体対向面30Fに沿う。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。
第1方向D1が、X軸方向に対して傾斜する場合、層の厚さは、第1方向D1に沿う長さに対応する。第1方向D1がX軸方向に対して傾斜する構成は、実施形態係る任意の磁気ヘッドに適用されて良い。例えば、第1磁極31と積層体20との界面、及び、積層体20と第2磁極32との界面は、X軸方向に対して傾斜しても良い。
以下、実施形態に係る磁気記録装置210に含まれる磁気ヘッド及び磁気記録媒体80の例について説明する。
図10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10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。
図10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10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11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11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。
図11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12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12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。
図12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13(a)及び図13(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13(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13(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13(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13(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13(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13(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、例えばスピントランスファ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。
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積層体と、
を備え、
前記積層体は、
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1磁性層と前記第2磁性層との間に設けられた第1非磁性層と、
前記第2磁性層と前記第2磁極との間に設けられた第2非磁性層と、
前記第1磁極と前記第1磁性層との間に設けられた第3非磁性層と、
を含み、
前記第1磁性層は、Fe、Co及びNiの少なくとも1つを含む第1元素を含み、
前記第2磁性層は、前記第1元素と、Cr、V、Mn、Ti及びScよりなる群から選択された少なくとも1つを含む第2元素と、を含み、
前記第1磁性層は、前記第2元素を含まない、または、前記第1磁性層における前記第2元素の濃度は、前記第2磁性層における前記第2元素の濃度よりも低く、
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厚さの0.25倍以上4倍以下である、磁気ヘッド。
(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積層体と、
を備え、
前記積層体は、
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1磁性層と前記第2磁性層との間に設けられた第1非磁性層と、
前記第2磁性層と前記第2磁極との間に設けられた第2非磁性層と、
前記第1磁極と前記第1磁性層との間に設けられた第3非磁性層と、
を含み、
前記第1磁性層は、Fe、Co及びNiの少なくとも1つを含む第1元素を含み、
前記第2磁性層は、前記第1元素と、Cr、V、Mn、Ti及びScよりなる群から選択された少なくとも1つを含む第2元素と、を含み、
前記第1磁性層は、前記第2元素を含まない、または、前記第1磁性層における前記第2元素の濃度は、前記第2磁性層における前記第2元素の濃度よりも低く、
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厚さの0.25倍以上4倍以下である、磁気ヘッド。
(構成2)
前記第1厚さは、前記第2厚さの0.33倍以上である、構成1記載の磁気ヘッド。
前記第1厚さは、前記第2厚さの0.33倍以上である、構成1記載の磁気ヘッド。
(構成3)
前記第3非磁性層は、前記第1磁極及び前記第1磁性層と接した、構成1または2に記載の磁気ヘッド。
前記第3非磁性層は、前記第1磁極及び前記第1磁性層と接した、構成1または2に記載の磁気ヘッド。
(構成4)
前記第1非磁性層は、前記第1磁性層及び前記第2磁性層と接した、構成1~3のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第1非磁性層は、前記第1磁性層及び前記第2磁性層と接した、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2非磁性層は、前記第2磁性層及び前記第2磁極と接した、構成1~4のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第2非磁性層は、前記第2磁性層及び前記第2磁極と接した、構成1~4のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
(構成6)
前記第1非磁性層、前記第2非磁性層及び前記第3非磁性層の少なくともいずれかは、Cu、Au、Cu、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元素を含む、構成1記載の磁気ヘッド。
前記第1非磁性層、前記第2非磁性層及び前記第3非磁性層の少なくともいずれかは、Cu、Au、Cu、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元素を含む、構成1記載の磁気ヘッド。
(構成7)
前記第2厚さは、5nm以上である、構成1~6のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第2厚さは、5nm以上である、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厚さは、5nm以上である、構成1~7のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第1厚さは、5nm以上である、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厚さ及び前記第2厚さの和は、15nm以上である、構成1~8のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第1厚さ及び前記第2厚さの和は、15nm以上である、構成1~8のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
(構成10)
前記第1磁性層は、第1磁性領域及び第2磁性領域を含み、
前記第2磁性領域は、前記第1磁性領域と前記第1非磁性層との間にあり、
前記第1磁性領域の飽和磁化は、前記第2磁性領域の飽和磁化よりも大きい、構成1~9のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第1磁性層は、第1磁性領域及び第2磁性領域を含み、
前記第2磁性領域は、前記第1磁性領域と前記第1非磁性層との間にあり、
前記第1磁性領域の飽和磁化は、前記第2磁性領域の飽和磁化よりも大きい、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磁性層は、第1磁性領域及び第2磁性領域を含み、
前記第2磁性領域は、前記第1磁性領域と前記第1非磁性層との間にあり、
前記第1磁性領域におけるFeの濃度は、前記第2磁性領域におけるFeの濃度よりも高い、構成1~9のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第1磁性層は、第1磁性領域及び第2磁性領域を含み、
前記第2磁性領域は、前記第1磁性領域と前記第1非磁性層との間にあり、
前記第1磁性領域におけるFeの濃度は、前記第2磁性領域におけるFeの濃度よりも高い、構成1~9のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
(構成12)
前記第2磁性層は、第3磁性領域及び第4磁性領域を含み、
前記第4磁性領域は、前記第3磁性領域と前記第1非磁性層との間にあり、
前記第3磁性領域の飽和磁化は、前記第4磁性領域の飽和磁化よりも大きい、構成1~11のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第2磁性層は、第3磁性領域及び第4磁性領域を含み、
前記第4磁性領域は、前記第3磁性領域と前記第1非磁性層との間にあり、
前記第3磁性領域の飽和磁化は、前記第4磁性領域の飽和磁化よりも大きい、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2磁性層は、第3磁性領域及び第4磁性領域を含み、
前記第4磁性領域は、前記第3磁性領域と前記第1非磁性層との間にあり、
前記第3磁性領域におけるFeの濃度は、前記第4磁性領域におけるFeの濃度よりも高い、構成1~12のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第2磁性層は、第3磁性領域及び第4磁性領域を含み、
前記第4磁性領域は、前記第3磁性領域と前記第1非磁性層との間にあり、
前記第3磁性領域におけるFeの濃度は、前記第4磁性領域におけるFeの濃度よりも高い、構成1~12のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
(構成14)
前記積層体は、第3磁性層をさらに含み、
前記第3磁性層は、前記第2磁性層と前記第2非磁性層との間に設けられ、
前記第3磁性層は、Fe、Co及びNiの少なくとも1つを含む第1元素を含み、
前記第3磁性層は、前記第2元素を含まない、または、前記第3磁性層における前記第2元素の濃度は、前記第2磁性層における前記第2元素の濃度よりも低い、構成1~13のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記積層体は、第3磁性層をさらに含み、
前記第3磁性層は、前記第2磁性層と前記第2非磁性層との間に設けられ、
前記第3磁性層は、Fe、Co及びNiの少なくとも1つを含む第1元素を含み、
前記第3磁性層は、前記第2元素を含まない、または、前記第3磁性層における前記第2元素の濃度は、前記第2磁性層における前記第2元素の濃度よりも低い、構成1~13のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
(構成15)
前記第2磁性層における前記第2元素の濃度は、10原子%以上80原子%以下である、構成1~14のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第2磁性層における前記第2元素の濃度は、10原子%以上80原子%以下である、構成1~14のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
(構成16)
前記第1磁性層から前記第2磁性層への向きに電流が前記積層体に供給される、構成1~15のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第1磁性層から前記第2磁性層への向きに電流が前記積層体に供給される、構成1~15のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
(構成17)
前記電流が前記積層体に供給されたときに、前記積層体から交流磁界が生じる、構成16記載の磁気ヘッド。
前記電流が前記積層体に供給されたときに、前記積層体から交流磁界が生じる、構成16記載の磁気ヘッド。
(構成18)
コイルをさらに備え、
前記コイルに流れる記録電流に応じて、前記第1磁極及び前記第2磁極の少なくともいずれかから生じる記録磁界が変化し、
前記積層体の電気抵抗は、前記記録電流が第1電流のときに第1抵抗であり、
前記電気抵抗は、前記記録電流が第2電流のときに第2抵抗であり、
前記電気抵抗は、前記記録電流が第3電流のときに第3抵抗であり、
前記第1電流の絶対値は、前記第2電流の絶対値よりも小さく、前記第3電流の絶対値よりも小さく、
前記第2電流の向きは、前記第3電流の向きと逆であり、
前記第1抵抗は、前記第2抵抗よりも低く、前記第3抵抗よりも低い、構成1~17のいずれか1つに記載の磁気記録装置。
コイルをさらに備え、
前記コイルに流れる記録電流に応じて、前記第1磁極及び前記第2磁極の少なくともいずれかから生じる記録磁界が変化し、
前記積層体の電気抵抗は、前記記録電流が第1電流のときに第1抵抗であり、
前記電気抵抗は、前記記録電流が第2電流のときに第2抵抗であり、
前記電気抵抗は、前記記録電流が第3電流のときに第3抵抗であり、
前記第1電流の絶対値は、前記第2電流の絶対値よりも小さく、前記第3電流の絶対値よりも小さく、
前記第2電流の向きは、前記第3電流の向きと逆であり、
前記第1抵抗は、前記第2抵抗よりも低く、前記第3抵抗よりも低い、構成1~17のいずれか1つに記載の磁気記録装置。
(構成19)
構成1~16のいずれか1つに記載の磁気ヘッドと、
電気回路と、
を備え、
前記電気回路は、前記積層体に電流を供給可能であり、
前記電流は、前記第1磁性層から前記第2磁性層への向きを有する、磁気記録装置。
構成1~16のいずれか1つに記載の磁気ヘッドと、
電気回路と、
を備え、
前記電気回路は、前記積層体に電流を供給可能であり、
前記電流は、前記第1磁性層から前記第2磁性層への向きを有する、磁気記録装置。
(構成20)
前記電気回路が、前記積層体に電流を供給したときに、
前記積層体から交流磁界が生じる、構成19記載の磁気記録装置。
前記電気回路が、前記積層体に電流を供給したときに、
前記積層体から交流磁界が生じる、構成19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、積層体、磁性層、非磁性層、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磁性領域、 22…第2磁性層、 22c、22d…第3、第4磁性領域、 23…第3磁性層、 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、 33…シールド、 41~43…第1~第3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、 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、112…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、AR1…矢印、 D1…第1方向、 I1~I3…第1~第3電流、 Ith…しきい値電流、 Iw…記録電流、 Mz、Mz1、Mz2…磁化、 OS…発振強度、 Rx…電気抵抗、 Rx1~Rx3…第1~第3抵抗、 T1、T2…第1、第2端子、 W1、W2…第1、第2配線、 ic…電流、 je…電子流、 t1~t3…第1~第3厚さ、 t41~t43…厚さ、 ts…和
図4(a)及び図4(b)は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。
図4(a)の横軸は、第1厚さt1である。図4(b)の横軸は、第2厚さt2である。図4(b)において、第1厚さt1は、15nmである。図4(a)及び)図4(b)において、積層体20に供給される電流icは、2.5×108A/cm2である。図4(a)及び図4(b)の縦軸は、発振強度OSである。
図4(a)の横軸は、第1厚さt1である。図4(b)の横軸は、第2厚さt2である。図4(b)において、第1厚さt1は、15nmである。図4(a)及び)図4(b)において、積層体20に供給される電流icは、2.5×108A/cm2である。図4(a)及び図4(b)の縦軸は、発振強度OSである。
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。
(構成18)
コイルをさらに備え、
前記コイルに流れる記録電流に応じて、前記第1磁極及び前記第2磁極の少なくともいずれかから生じる記録磁界が変化し、
前記積層体の電気抵抗は、前記記録電流が第1電流のときに第1抵抗であり、
前記電気抵抗は、前記記録電流が第2電流のときに第2抵抗であり、
前記電気抵抗は、前記記録電流が第3電流のときに第3抵抗であり、
前記第1電流の絶対値は、前記第2電流の絶対値よりも小さく、前記第3電流の絶対値よりも小さく、
前記第2電流の向きは、前記第3電流の向きと逆であり、
前記第1抵抗は、前記第2抵抗よりも低く、前記第3抵抗よりも低い、構成1~17のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
コイルをさらに備え、
前記コイルに流れる記録電流に応じて、前記第1磁極及び前記第2磁極の少なくともいずれかから生じる記録磁界が変化し、
前記積層体の電気抵抗は、前記記録電流が第1電流のときに第1抵抗であり、
前記電気抵抗は、前記記録電流が第2電流のときに第2抵抗であり、
前記電気抵抗は、前記記録電流が第3電流のときに第3抵抗であり、
前記第1電流の絶対値は、前記第2電流の絶対値よりも小さく、前記第3電流の絶対値よりも小さく、
前記第2電流の向きは、前記第3電流の向きと逆であり、
前記第1抵抗は、前記第2抵抗よりも低く、前記第3抵抗よりも低い、構成1~17のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
Claims (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積層体と、
を備え、
前記積層体は、
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1磁性層と前記第2磁性層との間に設けられた第1非磁性層と、
前記第2磁性層と前記第2磁極との間に設けられた第2非磁性層と、
前記第1磁極と前記第1磁性層との間に設けられた第3非磁性層と、
を含み、
前記第1磁性層は、Fe、Co及びNiの少なくとも1つを含む第1元素を含み、
前記第2磁性層は、前記第1元素と、Cr、V、Mn、Ti及びScよりなる群から選択された少なくとも1つを含む第2元素と、を含み、
前記第1磁性層は、前記第2元素を含まない、または、前記第1磁性層における前記第2元素の濃度は、前記第2磁性層における前記第2元素の濃度よりも低く、
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厚さの0.25倍以上4倍以下である、磁気ヘッド。
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