JP6495841B2 - 磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置 - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置に関する。
磁気記録ヘッドを用いて、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの磁気記憶媒体に情報が記録される。磁気記録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２０１０−４０１２６号公報
本発明の実施形態は、記録密度が向上できる磁気記録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、磁気記録ヘッドは、磁極と、積層体と、第１非磁性層と、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非磁性の中間層と、を含む。前記第１非磁性層は、前記第２磁性層と前記磁極との間に設けられ前記磁極及び前記第２磁性層と接する。前記第１磁性層は、前記第２磁性層から前記第１磁性層に向かう第１方向に沿った第１厚さと、第１飽和磁束密度と、を有する。前記第２磁性層は、前記第１方向に沿った第２厚さと、第２飽和磁束密度と、を有する。前記第２厚さと前記第２飽和磁束密度との第２積は、前記第１厚さと前記第１飽和磁束密度との第１積よりも大きい。前記第１方向に対して垂直な第２方向における前記第１磁性層の第１長さは、前記第２方向における前記第２磁性層の第２長さよりも短い。前記第２磁性層から前記第１磁性層に向かって電流が流れる。前記磁極は、媒体対向面を有し、前記第２方向は、前記媒体対向面に沿う。
本発明の実施形態によれば、磁気記録ヘッドは、磁極と、積層体と、第１非磁性層と、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非磁性の中間層と、を含む。前記第１非磁性層は、前記第２磁性層と前記磁極との間に設けられ前記磁極及び前記第２磁性層と接する。前記第１磁性層は、前記第２磁性層から前記第１磁性層に向かう第１方向に沿った第１厚さと、第１飽和磁束密度と、を有する。前記第２磁性層は、前記第１方向に沿った第２厚さと、第２飽和磁束密度と、を有する。前記第２厚さと前記第２飽和磁束密度との第２積は、前記第１厚さと前記第１飽和磁束密度との第１積よりも大きい。前記第１方向に対して垂直な第２方向における前記第１磁性層の第１長さは、前記第２方向における前記第２磁性層の第２長さよりも短い。前記第２磁性層から前記第１磁性層に向かって電流が流れる。前記第１方向に対して垂直で前記第２方向と交差する第３方向における前記第１磁性層の長さは、前記第３方向における前記第２磁性層の長さよりも短い。
本発明の実施形態によれば、磁気記録ヘッドは、磁極と、シールドと、積層体と、第１非磁性層と、を含む。前記積層体は、前記磁極と前記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非磁性層は、前記第２磁性層と前記シールドとの間に設けられ前記シールド及び前記第２磁性層と接する。前記第１磁性層は、前記第２磁性層から前記第１磁性層に向かう第１方向に沿った第１厚さと、第１飽和磁束密度と、を有する。前記第２磁性層は、前記第１方向に沿った第２厚さと、第２飽和磁束密度と、を有する。前記第２厚さと前記第２飽和磁束密度との第２積は、前記第１厚さと前記第１飽和磁束密度との第１積よりも大きい。前記第１方向に対して垂直な第２方向における前記第１磁性層の第１長さは、前記第２方向における前記第２磁性層の第２長さよりも短い。前記第２磁性層から前記第１磁性層に向かって電流が流れる。前記磁極は、媒体対向面を有し、前記第２方向は、前記媒体対向面に沿う。
本発明の実施形態によれば、磁気記録ヘッドは、磁極と、シールドと、積層体と、第１非磁性層と、を含む。前記積層体は、前記磁極と前記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非磁性層は、前記第２磁性層と前記シールドとの間に設けられ前記シールド及び前記第２磁性層と接する。前記第１磁性層は、前記第２磁性層から前記第１磁性層に向かう第１方向に沿った第１厚さと、第１飽和磁束密度と、を有する。前記第２磁性層は、前記第１方向に沿った第２厚さと、第２飽和磁束密度と、を有する。前記第２厚さと前記第２飽和磁束密度との第２積は、前記第１厚さと前記第１飽和磁束密度との第１積よりも大きい。前記第１方向に対して垂直な第２方向における前記第１磁性層の第１長さは、前記第２方向における前記第２磁性層の第２長さよりも短い。前記第２磁性層から前記第１磁性層に向かって電流が流れる。前記第１方向に対して垂直で前記第２方向と交差する第３方向における前記第１磁性層の長さは、前記第３方向における前記第２磁性層の長さよりも短い。
図１（ａ）〜図１（ｃ）は、第１の実施形態に係る磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置を例示する模式的断面図である。 図２（ａ）〜図２（ｄ）は、磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置の特性を例示するグラフ図である。 図３（ａ）及び図３（ｂ）は、磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置の特性を例示するグラフ図である。 図４（ａ）〜図４（ｅ）は、磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置における動作を例示する模式図である。 図５（ａ）〜図５（ｃ）は、第１の実施形態に係る別の磁気記録ヘッドを例示する模式的斜視図である。 図６（ａ）〜図６（ｃ）は、第１の実施形態に係る別の磁気記録ヘッドを例示する模式的斜視図である。 図７（ａ）〜図７（ｃ）は、第１の実施形態に係る別の磁気記録ヘッドを例示する模式的斜視図である。 図８（ａ）〜図８（ｃ）は、第１の実施形態に係る別の磁気記録ヘッドを例示する模式的斜視図である。 図９（ａ）及び図９（ｂ）は、第１の実施形態に係る別の磁気記録ヘッドを例示する模式的斜視図である。 図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、第１の実施形態に係る別の磁気記録ヘッド及び別の磁気記録再生装置を例示する模式的断面図である。 図１１（ａ）〜図１１（ｃ）は、第２の実施形態に係る磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置を例示する模式的断面図である。 図１２（ａ）〜図１２（ｃ）は、第２の実施形態に係る別の磁気記録ヘッドを例示する模式的斜視図である。 図１３（ａ）〜図１３（ｃ）は、第２の実施形態に係る別の磁気記録ヘッドを例示する模式的斜視図である。 図１４（ａ）〜図１４（ｃ）は、第２の実施形態に係る別の磁気記録ヘッドを例示する模式的斜視図である。 図１５（ａ）〜図１５（ｃ）は、第２の実施形態に係る別の磁気記録ヘッドを例示する模式的斜視図である。 図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、第２の実施形態に係る別の磁気記録ヘッドを例示する模式的斜視図である。 図１７（ａ）〜図１７（ｃ）は、第２の実施形態に係る別の磁気記録ヘッド及び別の磁気記録再生装置を例示する模式的断面図である。 第３の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。 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２０（ａ）及び図２０（ｂ）は、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、各部分の厚みと幅との関係、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の実施形態）
図１（ａ）〜図１（ｃ）は、第１の実施形態に係る磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置を例示する模式的断面図である。
図１（ｂ）及び図１（ｃ）は、磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置の状態（動作）を例示している。
図１（ａ）に示すように、本実施形態に係る磁気記録再生装置１５０は、本実施形態に係る磁気記録ヘッド１１０と、磁気記録媒体８０と、を含む。磁気記録ヘッド１１０は、磁気記録媒体８０に情報を記録する。
磁気記録ヘッド１１０は、磁極２０と、積層体１０と、第１非磁性層１５と、を含む。
磁極２０は、磁気記録媒体８０に磁界（記録磁界）を印加する。磁極２０は、例えば、主磁極である。
積層体１０は、第１磁性層１１と、第２磁性層１２と、中間層１３と、を含む。第２磁性層１２は、第１磁性層１１と磁極２０との間に設けられる。中間層１３は、第１磁性層１１と第２磁性層１２との間に設けられる。中間層１３は、非磁性である。後述するように、積層体１０は、高周波磁界を発生する。高周波磁界は、磁気記録媒体８０に印加される。磁極２０による磁気記録媒体８０への情報の記録が、高周波磁界によりアシストされる。磁気記録ヘッド１１０においては、例えば、高周波アシスト記録が行われる。積層体１０は、例えば、スピントルク発振子（ＳＴＯ：Spin Torque Oscillator）として機能する。
第１非磁性層１５は、第２磁性層１２と磁極２０との間に設けられる。第１非磁性層１５は、磁極２０及び第２磁性層１２と接する。磁極２０と第２磁性層１２との間には、磁性層は設けられない。第１非磁性層１５は、例えば、金属層である。この金属層は、合金を含んでも良い。第１非磁性層１５は、複数の積層膜（金属膜）を含んでも良い。
この例では、シールド２０ｓと、第２非磁性層１６と、がさらに設けられている。磁極２０とシールド２０ｓとの間に積層体１０が配置される。磁極２０と積層体１０との間に第１非磁性層１５が配置される。シールド２０ｓと積層体１０との間に、第２非磁性層１６が設けられる。この例では、第１磁性層１１とシールド２０ｓとの間に、第２非磁性層１６が配置される。
第２非磁性層１６は、例えば、金属層である。この金属層は、合金を含んでも良い。第２非磁性層１６は、複数の積層膜（金属膜）を含んでも良い。
磁気記録ヘッド１１０は、磁気記録媒体８０に対向する。磁気記録ヘッド１１０の磁極２０は、媒体対向面５１（ＡＢＳ：Air Bearing Surface）を有する。磁気記録媒体８０は、媒体対向面５１に対して、相対的に移動する。磁気記録媒体８０の媒体移動方向８５は、媒体対向面５１に対して実質的に平行である。磁気記録媒体８０の移動に伴って磁気記録媒体８０の異なる位置のそれぞれに、磁極２０から記録磁界が印加される。記録磁界により、磁気記録媒体８０の磁化８４の向きが変更される。
磁気記録媒体８０は、例えば、垂直磁化膜である。磁化８４が上向きの状態が、例えば、「１」及び「０」の一方の情報に対応する。磁化８４が下向きの状態が、例えば、「１」及び「０」の他方の情報に対応する。
シールド２０ｓは、例えば、トレーリングシールドである。例えば、磁気記録媒体８０の１つの位置は、磁極２０に対向した後に、シールド２０ｓに対向する。
磁気記録ヘッド１１０には、コイル２５が設けられる。コイル２５は、磁極２０から磁界を発生させる。例えば、コイル２５に流れる電流の方向に応じて、磁極２０で生じる磁界（例えば記録磁界）の方向が変化する。コイル２５に流れる電流の方向は、例えば、記録する情報に対応する。
この例では、制御部５５がさらに設けられている。制御部５５は、磁気記録再生装置１５０に含まれる。制御部５５は、磁気記録ヘッド１１０に付属されても良い。
制御部５５は、コイル２５に電気的に接続される。例えば、制御部５５からコイル２５に電流が供給される。電流の方向が、制御部５５により制御される。
制御部５５は、例えば、第１非磁性層１５及び第２非磁性層１６と電気的に接続される。後述するように、積層体１０に電流が流れる。この電流は、例えば、制御部５５により供給される。第１非磁性層１５及び第２非磁性層１６は、例えば、電極として機能する。制御部５５と第１非磁性層１５との間の電気的接続は、磁極２０を介して行われても良い。制御部５５と第２非磁性層１６との間の電気的接続は、シールド２０ｓを介して行われても良い。
磁気記録媒体８０から磁気記録ヘッド１１０に向かう方向をＺ方向とする。Ｚ方向に対して垂直な１つの方向をＸ方向とする。Ｚ方向及びＸ方向に対して垂直な方向をＹ方向とする。Ｚ方向は、ハイト方向である。Ｘ方向は、ダウントラック方向に沿う。Ｙ方向は、トラック幅方向に沿う。
磁気記録ヘッド１１０において、第２磁性層１２から第１磁性層１１に向かう方向を第１方向Ｄ１とする。第１磁性層１１から第２磁性層１２に向かう方向を第１反対方向Ｄｒ１とする。第１反対方向Ｄｒ１は、第１方向Ｄ１に対して反平行である。第１方向Ｄ１及び第１反対方向Ｄｒ１は、例えば、Ｘ方向に沿う。第１方向Ｄ１及び第１反対方向Ｄｒ１は、積層体１０の積層方向に沿う。この例では、Ｘ方向は、積層体１０の積層方向に沿う。
第１磁性層１１は、第１方向Ｄ１に沿った第１厚さｔ１を有する。第２磁性層１２は、第１方向Ｄ１に沿った第２厚さｔ２を有する。中間層１３は、第１方向Ｄ１に沿った第３厚さｔ３を有する。例えば、積層体１０の厚さは、例えば、第１厚さｔ１、第２厚さｔ２及び第３厚さｔ３の合計に依存する。
例えば、媒体対向面５１において、磁極２０とシールド２０ｓとの間の距離（第１方向Ｄ１に沿った距離）をギャップ長ｇ２０とする。ギャップ長ｇ２０を小さくすることで、記録密度が向上できる。積層体１０の厚さを薄くすることで、ギャップ長ｇ２０を小さくできる。
実施形態においては、第１磁性層１１の第１厚さｔ１は、比較的薄く設定される。これにより、積層体１０の厚さが薄くでき、ギャップ長ｇ２０を小さくできる。
磁性膜において、磁気膜厚が定義される。磁気膜厚は、磁性膜の厚さｔと、磁性膜の飽和磁束密度Ｂｓと、の積である。
実施形態において、第２磁性層１２の磁気膜厚は、第１磁性層１１の磁気膜厚よりも大きい。第１磁性層１１は、第１方向Ｄ１に沿った第１厚さｔ１と、第１飽和磁束密度Ｂｓ１と、を有する。第２磁性層１２は、第１方向Ｄ１に沿った第２厚さｔ２と、第２飽和磁束密度Ｂｓ２と、を有する。実施形態においては、第２厚さｔ２と第２飽和磁束密度Ｂｓ２との第２積（ｔ２・Ｂｓ２）は、第１厚さｔ１と第１飽和磁束密度Ｂｓ１との第１積（ｔ１・Ｂｓ１）よりも大きい。例えば、第２厚さｔ２は、第１厚さｔ１よりも大きくても良い。第２厚さｔ２は、第１厚さｔ１の２倍以上でも良い。
図１（ａ）に示すように、実施形態においては、第１磁性層１１の幅は、第２磁性層１２の幅よりも狭い。第１方向Ｄ１に対して垂直な１つの方向を第２方向Ｄ２とする。この例では、第２方向Ｄ２は、Ｚ方向に沿う。第２方向Ｄ２における第１磁性層１１の第１長さＬ１は、第２方向Ｄ２における第２磁性層１２の第２長さＬ２よりも短い。この例では、第１長さＬ１は、第１磁性層１１のＺ方向の長さＬｚ１である。第２長さＬ２は、第２磁性層１２のＺ方向の長さＬｚ２である。
第１長さＬ１は、例えば、第１磁性層１１の厚さ方向（第１方向Ｄ１）の中心の位置における、第２方向Ｄ２における第１磁性層１１の長さでも良い。第１長さＬ１は、例えば、第２方向Ｄ２における第１磁性層１１の長さの最大値でも良い。
第２長さＬ２は、例えば、第２磁性層１２の厚さ方向（第１方向Ｄ１）の中心の位置における、第２方向Ｄ２における第２磁性層１２の長さでも良い。第２長さＬ２は、例えば、第２方向Ｄ２における第２磁性層１２の長さの最小値でも良い。
図１（ａ）に示すように、例えば、第１長さＬ１が、第１方向Ｄ１に沿って変化しても良い。例えば、第２長さＬ２が、第１方向Ｄ１に沿って変化しても良い。このような場合において、例えば、第２方向Ｄ２における第１磁性層１１の長さの最大値が、第２方向Ｄ２における第２磁性層１２の長さの最小値よりも小さい。
例えば、第２長さＬ２は、第１長さＬ１の１．０５倍以上である。
さらに、実施形態においては、積層体１０に流れる電流を特殊な条件とする。すなわち、実施形態においては、第２磁性層１２から第１磁性層１１に向かって電流が流れる。以下、実施形態に係る動作について、説明する。
図１（ｂ）は、第１動作ＯＰ１を例示している。第１動作ＯＰ１は、磁気記録ヘッド１１０における第１状態に対応する。第１動作ＯＰ１において、コイル２５に第１コイル電流Ｃ１が流れる。磁極２０とシールド２０ｓとの間の領域において、第１コイル電流Ｃ１の方向は、例えば、Ｙ方向に対して逆（反平行）である。
第１動作ＯＰ１（第１状態）において、磁極２０から生じる第１磁極磁界Ｈｇ１は、第１方向Ｄ１に沿う成分を有する。このとき、積層体１０に、第１方向Ｄ１の電流Ｊｃ１が流れる。このとき、電子流Ｊｅ１が流される。電子流Ｊｅ１の方向は、電流Ｊｃ１の向きと逆である。この電流Ｊｃ１は、積層体１０が発振するしきい値電流以上である。このとき、積層体１０において、高周波磁界Ｈａｃが発生する。高周波磁界Ｈａｃは、磁気記録媒体８０に印加される。高周波磁界Ｈａｃにより、磁気記録媒体８０の磁化８４が反転し易くなる。
第１動作ＯＰ１において、磁極２０から第１記録磁界Ｈｒ１が生じる。第１記録磁界Ｈｒ１は、第１コイル電流Ｃ１に基づく。第１記録磁界Ｈｒ１が、磁気記録媒体８０に印加される。磁気記録媒体８０の磁化８４は、第１記録磁界Ｈｒ１の方向に沿う。例えば、磁化８４が反転する。例えば、高周波アシスト記録が行われる。これにより、第１情報（例えば「１」及び「０」の一方）の記録が行われる。
図１（ｃ）は、第２動作ＯＰ２を例示している。第２動作ＯＰ２は、磁気記録ヘッド１１０における第２状態に対応する。第２動作ＯＰ２において、コイル２５に第２コイル電流Ｃ２が流れる。磁極２０とシールド２０ｓとの間の領域において、第２コイル電流Ｃ２の方向は、例えば、Ｙ方向である。
第２動作ＯＰ２（第２状態）において、磁極２０から生じる第２磁極磁界Ｈｇ２は、第１反対方向Ｄｒ１（第１方向Ｄ１の逆、反平行）に沿う成分を有する。このときも、積層体１０に、第１方向Ｄ１の電流Ｊｃ１が流される。この電流Ｊｃ１は、積層体１０が発振するしきい値電流以上である。このとき、積層体１０において、高周波磁界Ｈａｃが発生する。高周波磁界Ｈａｃは、磁気記録媒体８０に印加される。高周波磁界Ｈａｃにより、磁気記録媒体８０の磁化８４が反転し易くなる。
第２動作ＯＰ２において、磁極２０から第２記録磁界Ｈｒ２が生じる。第２記録磁界Ｈｒ２は、第２コイル電流Ｃ２に基づく。第２記録磁界Ｈｒ２が、磁気記録媒体８０に印加される。磁気記録媒体８０の磁化８４は、第２記録磁界Ｈｒ２の方向に沿う。例えば、磁化８４が反転する。例えば、高周波アシスト記録が行われる。これにより、第２情報（例えば「１」及び「０」の他方）の記録が行われる。
上記のように、実施形態においては、第１磁性層１１の第１厚さｔ１が薄く設定される。さらに、積層体１０には、第２磁性層１２から第１磁性層１１に向かって電流（電流Ｊｃ１）が流れる。これにより、積層体１０から高周波磁界Ｈａｃが発生することがわかった。
実施形態においては、薄い第１磁性層１１により、ギャップ長ｇ２０が小さい。そして、この構成において、上記の方向の電流を積層体１０に流すことで、積層体１０から高周波磁界Ｈａｃが生じる。この高周波磁界Ｈａｃにより、例えば、高周波アシスト記録が実施される。ギャップ長ｇ２０が小さくても、高周波アシスト記録が可能である。
実施形態によれば、小さいギャップ長ｇ２０及び高周波磁界Ｈａｃにより、記録密度が向上できる磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置が提供できる。
さらに、既に説明したように、第１磁性層１１の幅（第１長さＬ１）は、第２磁性層１２の幅（第２長さＬ２）よりも小さい。後述するように、これにより、小さい電流で発振が得られる。低電流駆動が可能になる。これにより、積層体１０を小さくしても適正な動作が得られる。これにより、さらに記録密度が向上できる。実施形態によれば、記録密度が向上できる磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置が提供できる。
実施形態における積層体１０の動作の例について説明する。
図１（ａ）は、例えば、コイル２５に電流が供給されていないときの状態（初期状態）に対応する。この状態において、第２磁性層１２の磁化１２ｍの向きは、Ｚ方向である。第２磁性層１２は、例えば、面内磁化膜である。このとき、第１磁性層１１の磁化１１ｍの向きは、−Ｚ方向（Ｚ方向と逆（反平行）方向）である。第１磁性層１１は、例えば、面内磁化膜である。第１磁性層１１の磁化１１ｍの向きは、変化し易い。これにより、第１状態及び第２状態が生じる。
図１（ｂ）に例示した第１状態(第１動作ＯＰ１）において、第１反対方向Ｄｒ１の電子流Ｊｅ１により、第２磁性層１２と中間層１３との界面において、スピンが反射する。反射したスピンは、第１磁性層１１に進む。第２磁性層１２から第１磁性層１１に向けて、反射のスピントルクが注入される。第１磁性層１１の磁化１１ｍは、第１磁極磁界Ｈｇ１の方向とは逆になる。第１反対方向Ｄｒ１の電子流Ｊｅ１により、第１磁性層１１から第２磁性層１２に向けて、スピンが注入される。第２磁性層１２において、磁化１２ｍが回転する。これにより、高周波磁界Ｈａｃが生じる。
図１（ｃ）に例示した第２状態(第２動作ＯＰ２）において、第１反対方向Ｄｒ１の電子流Ｊｅ１により、第２磁性層１２と中間層１３との界面において、スピンが反射する。反射したスピンは、第１磁性層１１に進む。第２磁性層１２から第１磁性層１１に向けて、反射のスピントルクが注入される。第１磁性層１１の磁化１１ｍは、第２磁極磁界Ｈｇ２の方向とは逆になる。第１反対方向Ｄｒ１の電子流Ｊｅ１により、第１磁性層１１から第２磁性層１２に向けて、スピンが注入される。第２磁性層１２において、磁化１２ｍが回転する。これにより、高周波磁界Ｈａｃが生じる。
第１磁性層１１は、例えば、スピン注入層として機能する。第２磁性層１２は、例えば、磁界発生層として機能する。
実施形態においては、第２磁性層１２から第１磁性層１１に向かって電流を流す。これにより、第１磁性層１１を薄くしても、良好な発振特性が得られることが分かった。
以下、実施形態の特性の例について、参考例とともに説明する。
まず、第１磁性層１１の幅（第１長さＬ１）が、第２磁性層１２の幅（第２長さＬ２）と同じ場合について説明する。磁気記録ヘッドの特性（磁気記録再生装置の特性）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は、以下である。
磁気記録ヘッド１１０の構成において、第１磁性層１１及び第２磁性層１２のそれぞれにおいて、Ｚ方向の長さは３５ｎｍであり、Ｙ方向の長さは３５ｎｍである。すなわち、第１長さＬ１は、第２長さＬ２と同じである。
第１磁性層１１のＸ方向の厚さ（第１厚さｔ１）は、２ｎｍまたは６ｎｍである。第１磁性層１１の飽和磁束密度Ｂｓ（第１飽和磁束密度Ｂｓ１）は、１．２Ｔ（テスラ）である。第１磁性層１１の異方性磁界Ｈｋは、２ｋＯｅ（キロエルステッド）、１０ＫＯｅまたは１８ｋＯｅである。第１磁性層１１における交換スティフネス定数は、１．４×１０−６ｅｒｇ／ｃｍ（エルグ／センチメートル）である。
第２磁性層１２のＸ方向の厚さ（第２厚さｔ２）は、１０ｎｍである。第２磁性層１２の飽和磁束密度Ｂｓ（第２飽和磁束密度Ｂｓ２）は、２．２Ｔである。第２磁性層１２の異方性磁界Ｈｋ（垂直磁気異方性磁界）は、−４ｋＯｅである。第２磁性層１２における交換スティフネス定数は、２×１０−６ｅｒｇ／ｃｍである。
第１磁性層１１と第２磁性層１２との間の距離（中間層１３の第３厚さｔ３）は、２ｎｍである。中間層１３において、交換結合係数は、０である。
シミュレーションにおいて、積層体１０に加わる磁界（ギャップ磁界Ｈｇａｐ）の向きは、略第１方向Ｄ１である。
シミュレーションにおいては、電流（電流Ｊｃ１）の向きが変更される。すなわち、電流Ｊｃ１の向きが第１方向Ｄ１である場合と、第１反対方向Ｄｒ１である場合と、の２つの場合についてシミュレーションが行われる。電流Ｊｃ１の向きが第１反対方向Ｄｒ１である場合が、従来の一般的なＳＴＯにおける電流方向に対応する。電流Ｊｃ１の向きが第１方向Ｄ１である場合は、従来は用いられていない特殊な構成に対応する。
図２（ａ）〜図２（ｄ）は、磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置の特性を例示するグラフ図である。
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す磁気記録ヘッド１１８ａ及び１１８ｂにおいては、電流Ｊｃ１の向きは、第１方向Ｄ１である。図２（ｃ）及び図２（ｄ）に示す磁気記録ヘッド１１９ａ及び１１９ｂにおいては、電流Ｊｃ１の向きは、第１反対方向Ｄｒ１である。磁気記録ヘッド１１８ａ及び１１９ａにおいては、第２厚さｔ２は、２ｎｍである。磁気記録ヘッド１１８ｂ及び１１９ｂにおいては、第２厚さｔ２は、６ｎｍである。これらの図において、横軸は、電流密度Ｊ（Ａ／ｃｍ２）である。縦軸は、積層体１０で発生する高周波磁界Ｈａｃの強度Ｉｎｔ（単位Ｏｅ）である。図２（ａ）及び図２（ｂ）においては、第１磁性層１１の異方性磁界Ｈｋが２ｋＯｅの場合と、１８ｋＯｅの場合と、が示されている。図２（ｃ）及び図２（ｄ）においては、第１磁性層１１の異方性磁界Ｈｋが１０ｋＯｅの場合と、１８ｋＯｅの場合と、が示されている。
図２（ｄ）に示すように、従来の電流方向（電流Ｊｃ１の向きが第１反対方向Ｄｒ１）で、第１磁性層１１が厚い場合（第１厚さｔ１＝６ｎｍ）、第１磁性層１１の異方性磁界Ｈｋが１０ｋＯｅ及び１８ｋＯｅの両方の場合において、高周波磁界Ｈａｃの強度Ｉｎｔは高く、安定した発振が得られる。
図２（ｃ）に示すように、従来の電流方向（電流Ｊｃ１の向きが第１反対方向Ｄｒ１）で、第１磁性層１１が薄い場合（第１厚さｔ１＝２ｎｍ）、第１磁性層１１の異方性磁界Ｈｋが１８ｋＯｅの場合は、ある電流密度Ｊの範囲で、高周波磁界Ｈａｃの強度Ｉｎｔは高い。しかしながら、第１磁性層１１が過度に薄いこの条件では、高い電流密度Ｊでは発振が得られなくなる。一方、第１磁性層１１の異方性磁界Ｈｋが１０ｋＯｅの場合は、高周波磁界Ｈａｃの強度Ｉｎｔは非常に低い。このように、従来の電流方向の場合は、第２磁性層１２を薄くすると、第１磁性層１１の異方性磁界Ｈｋに制約が生じる。すなわち、異方性磁界Ｈｋが大きい材料を用いないと、適正な発振が得られない。第１磁性層１１の材料の選択範囲が狭まる。換言すると、従来の電流方向においては、第１磁性層１１として実用的な材料を用いると、第２磁性層１２の厚さを薄くすることが困難である。
このように、従来の電流方向（電流Ｊｃ１の向きが第１反対方向Ｄｒ１）の構成においては、第１磁性層１１の異方性磁界Ｈｋが大きい時に、発振しやすい。
図２（ｂ）に示すように、実施形態の電流方向（電流Ｊｃ１の向きが第１方向Ｄ１）で、第１磁性層１１が厚い場合（第１厚さｔ１＝６ｎｍ）、第１磁性層１１の異方性磁界Ｈｋが１８ｋＯｅの場合、電流密度Ｊがある程度高い場合に、高周波磁界Ｈａｃの強度Ｉｎｔが高い。第１磁性層１１の異方性磁界Ｈｋが２ｋＯｅの場合は、電流密度の広い範囲で高い強度Ｉｎｔが得られる。例えば、第１磁性層１１の異方性磁界Ｈｋが小さい方が、良好な発振が得られやすい。
図２（ａ）に示すように、実施形態の電流方向（電流Ｊｃ１の向きが第１方向Ｄ１）で、第１磁性層１１が薄い場合（第１厚さｔ１＝２ｎｍ）、第１磁性層１１の異方性磁界Ｈｋが１８ｋＯｅの場合は高周波磁界Ｈａｃの強度Ｉｎｔは低く、実質的に発振しない。しかしながら、第１磁性層１１の異方性磁界Ｈｋが２ｋＯｅの場合、電流密度の広い範囲で高い強度Ｉｎｔが得られる。
このように、実施形態の電流方向（電流Ｊｃ１の向きが第１方向Ｄ１）の構成においては、第１磁性層１１の異方性磁界Ｈｋが小さい方が発振しやすい。実施形態の電流方向における挙動は、従来の実施形態の電流方向における挙動とは逆である。実施形態の電流方向を用いることで、第１磁性層１１が薄くても良好な発振が得られる。そして、第１磁性層１１として、異方性磁界Ｈｋが小さい材料を用いることができる。材料の選択範囲が広がり、実用的な材料に基づく磁気記録ヘッドが得られる。
上記のシミュレーションの例では、第１磁性層１１の幅（第１長さＬ１）が、第２磁性層１２の幅（第２長さＬ２）と同じである。第１磁性層１１の幅（第１長さＬ１）が、第２磁性層１２の幅（第２長さＬ２）よりも小さい場合の特性について説明する。
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置の特性を例示するグラフ図である。
図３（ａ）は、電流Ｊｃ１の向きが第１方向Ｄ１の向きの場合の特性を示している。図３（ａ）においては、図２（ａ）に例示した磁気記録ヘッド１１８ａの特性に加えて、実施形態に係る磁気記録ヘッド１１０の特性が示されている。既に説明したように、磁気記録ヘッド１１８ａにおいては、第１磁性層１１及び第２磁性層１２のそれぞれにおいて、Ｚ方向の長さは３５ｎｍであり、Ｙ方向の長さは３５ｎｍである（Ｌ２＝Ｌ１）。一方、磁気記録ヘッド１１０においては、第１磁性層１１の幅（第１長さＬ１）は２８ｎｍであり、第２磁性層１２の幅（第２長さＬ２）は４６ｎｍである。すなわち、第１磁性層１１の幅（第１長さＬ１）が、第２磁性層１２の幅（第２長さＬ２）よりも小さい（Ｌ２＞Ｌ１）。
図３（ａ）には、さらに、参考例の磁気記録ヘッド１１８ｅの特性が示されている。磁気記録ヘッド１１８ｅにおいては、第１磁性層１１の幅（第１長さＬ１）は４２ｎｍであり、第２磁性層１２の幅（第２長さＬ２）は２４ｎｍである。すなわち、第１磁性層１１の幅（第１長さＬ１）は、第２磁性層１２の幅（第２長さＬ２）よりも大きい（Ｌ２＜Ｌ１）。磁気記録ヘッド１１８ａ、１１０及び１１８ｅにおいて、第１磁性層１１の異方性磁界Ｈｋは、２ｋＯｅである。
図３（ｂ）は、電流Ｊｃ１の向きが第１反対方向Ｄｒ１の場合の特性を示している。図３（ｂ）においては、図２（ｄ）に例示した磁気記録ヘッド１１９ｂの特性に加えて、参考例の磁気記録ヘッド１１９及び１１９ｅの特性が示されている。既に説明したように、磁気記録ヘッド１１９ｂにおいては、第１磁性層１１及び第２磁性層１２のそれぞれにおいて、Ｚ方向の長さは３５ｎｍであり、Ｙ方向の長さは３５ｎｍである（Ｌ２＝Ｌ１）。磁気記録ヘッド１１９においては、第１磁性層１１の幅（第１長さＬ１）は２８ｎｍであり、第２磁性層１２の幅（第２長さＬ２）は４６ｎｍである（Ｌ２＞Ｌ１）。磁気記録ヘッド１１９ｅにおいては、第１磁性層１１の幅（第１長さＬ１）は４２ｎｍであり、第２磁性層１２の幅（第２長さＬ２）は２４ｎｍである（Ｌ２＜Ｌ１）。磁気記録ヘッド１１９ｂ、１１９及び１１９ｅにおいて、第１磁性層１１の異方性磁界Ｈｋは、１８ｋＯｅである。
これらの図において、横軸は電流密度Ｊであり、縦軸は、高周波磁界Ｈａｃの強度Ｉｎｔである。
図３（ａ）に示すように、実施形態に係る電流方向（電流Ｊｃ１の向きが第１方向Ｄ１）において、磁気記録ヘッド１１０（Ｌ２＞Ｌ１）における高周波磁界Ｈａｃの強度Ｉｎｔは、磁気記録ヘッド１１８ａ（Ｌ２＝Ｌ１）におけるそれよりも高い。そして、高周波磁界Ｈａｃの強度Ｉｎｔが高くなる電流密度Ｊは、磁気記録ヘッド１１０において、磁気記録ヘッド１１８ａよりも低い。すなわち、磁気記録ヘッド１１０においては、低電流駆動で高い強度Ｉｎｔが得られる。一方、磁気記録ヘッド１１８ｅ（Ｌ２＜Ｌ１）においては、発振に必要な電流密度Ｊが高くなり、得られる高周波磁界Ｈａｃの強度Ｉｎｔは、磁気記録ヘッド１１８ａに比べて低くなる。
一方、図３（ｂ）に示すように、電流Ｊｃ１の向きが第１反対方向Ｄｒ１においては、磁気記録ヘッド１１９（Ｌ２＞Ｌ１）における高周波磁界Ｈａｃの強度Ｉｎｔは、磁気記録ヘッド１１９ｂ（Ｌ２＝Ｌ１）におけるそれよりも低い。そして、高周波磁界Ｈａｃの強度Ｉｎｔが高くなる電流密度Ｊは、磁気記録ヘッド１１９において、磁気記録ヘッド１１８ｂよりも高い。磁気記録ヘッド１１９ｅ（Ｌ２＜Ｌ１）においては、発振に必要な電流密度Ｊが高くなり、得られる高周波磁界Ｈａｃの強度Ｉｎｔは、磁気記録ヘッド１１９ｂに比べ小さい。
このように、電流Ｊｃ１の向きが第１方向Ｄ１である場合には、「Ｌ２＞Ｌ１」の条件により、「Ｌ２＝Ｌ１」の条件に比べて、低電流駆動で、高周波磁界Ｈａｃの高い強度Ｉｎｔが得られる。電流Ｊｃ１の向きが第１方向Ｄ１である場合において「Ｌ２＜Ｌ１」とすると、駆動電流は大きくなり高周波磁界Ｈａｃの強度Ｉｎｔも弱まる。これに対して、電流Ｊｃ１の向きが第１反対方向Ｄｒ１である場合には、「Ｌ２＞Ｌ１」とすると、「Ｌ２＝Ｌ１」の条件に比べて、著しく駆動電流が大きくなり、高周波磁界Ｈａｃの強度Ｉｎｔも低くなる。この特性は、「Ｌ２＜Ｌ１」の場合よりも悪い。
このように、電流Ｊｃ１の向きが第１方向Ｄ１である場合において第１長さＬ１が第２長さＬ２よりも短いと、特性が向上する。これに対して、電流Ｊｃ１の向きが第１反対方向Ｄｒ１である場合には、第１長さＬ１が第２長さＬ２よりも短いと特性が劣化する。すなわち、電流Ｊｃ１の向きが第１方向Ｄ１である場合における挙動は、電流Ｊｃ１の向きが第１反対方向Ｄｒ１である場合の挙動とは異なり、逆である。
第１磁性層１１の幅（第１長さＬ１）が、第２磁性層１２の幅（第２長さＬ２）よりも小さくすることで、高周波磁界Ｈａｃの高い強度Ｉｎｔが得られ、低電流駆動が可能になる特性は、実施形態に係る電流方向（電流Ｊｃ１の向きが第１方向Ｄ１）において特別に得られる。
図３（ａ）及び図３（ｂ）に例示した特性は、以下のように考察できる。
電流Ｊｃ１の向きが第１方向Ｄ１である場合（図３（ａ）参照）、第１磁性層１１の幅（第１長さＬ１）が小さい場合に、少ない電流密度Ｊで、第１磁性層１１の磁化はギャップ磁界Ｈｇａｐに対して逆向きになり易いと考えられる。逆向きの磁化状態となる際に、第１磁性層１１は、第２磁性層１２からのスピントルクを受け取る。第１磁性層１１の体積が小さいと、ギャップ磁界Ｈｇａｐに対して反転しやすくなると考えられる。逆に、第１磁性層１１の幅（第１長さＬ１）が大きい場合には、反転のための電流密度Ｊが増える。このため、発振のための電流密度は、高くなると考えられる。
図３（ａ）に示すように、第１磁性層の幅（第１長さＬ１）が小さいときに（相対的に第２磁性層１２の体積が大きいときに）、高周波磁界Ｈａｃの強度Ｉｎｔが高くなる。この結果から、実施形態（Ｌ２＞Ｌ１）における高周波磁界Ｈａｃの強度Ｉｎｔにおいて、飽和磁化の大きな第２磁性層１２の影響が大きく、飽和磁化の小さい第１磁性層１１の体積減少分による効果が小さい、と考えられる。
一方、電流Ｊｃ１の向きが第１反対方向Ｄｒ１の場合（図３（ｂ）参照）の動作においては、第１磁性層１１（すなわちスピン注入層）の磁化は、第２磁性層１２（すなわち発振層）の磁化と平行に向く。さらに、発振層がもたらすスピントルクに抗って、これらの磁化が同一方向を向く。このため、図２（ｃ）及び図２（ｄ）に例示したように、スピン注入層の異方性磁界Ｈｋを高くすることで、初めて発振が得られる。
このような動作において、第１磁性層１１の幅（第１長さＬ１）が大きい場合には、第１磁性層１１の磁化は第２磁性層からのスピントルクに抗うことができる。しかしながら、逆に、第１磁性層１１の幅が小さい場合には、第１磁性層１１の磁化が第２磁性層１２の磁化と同一方向の状態を保つことが困難となる。
このような動作において、第１磁性層１１の幅が大きい場合には、十分にスピントルクに抗って発振を得ることができる。しかしながら、磁気膜厚の大きい第２磁性層１２の体積が減るため、高周波磁界Ｈａｃの強度Ｉｎｔが低下する。一方、第１磁性層１１の幅が小さい場合（結果として第２磁性層の体積が相対的に増加）において、高周波磁界Ｈａｃの強度Ｉｎｔが高くなることが期待される。しかしながら、図３（ｂ）に示した通り、第１磁性層１１の幅（第１長さＬ１）が小さいと高周波磁界Ｈａｃの強度Ｉｎｔは低い。
第１磁性層１１の厚さが狭ギャップのために薄く設計されており、かつ、第１磁性層１１の幅が小さいため、第１磁性層１１の体積が小さくなる。このため、第１磁性層１１の磁化が第２磁性層１２からのスピントルクに抗うことができずに、磁化の平行状態を保てなくなる。その結果、適正な発振が得られないと考えられる。ギャップ長ｇ２０が大きい場合には、スピン注入層の厚さを十分に大きく取れるので、スピントルクに抗う厚さを確保できる。これにより、この問題が回避できると考えられる。しかしながら、ギャップ長ｇ２０を狭くする場合には、厚さを低減できない。
図４（ａ）〜図４（ｅ）は、磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置における動作を例示する模式図である。
図４（ａ）は、積層体１０に電流が流れていない状態を例示している。この例では、第１磁性層１１の磁化１１ｍ及び第２磁性層１２の磁化１２ｍは、第１反対方向Ｄｒ１に沿っている（上向き）。
図４（ｂ）に示すように、第１反対方向Ｄｒ１の電流Ｊｃ１が流れる場合（従来の場合）は、反射のスピントルクＳＴｒの作用により、第２磁性層１２において、発振が生じると考えられる。このとき、第１磁性層１１の磁化１１ｍの向きは、図４（ａ）の状態と同じ（上向き）である。
図４（ｃ）に示すように、第１方向Ｄ１の電流Ｊｃ１が流れる最初の段階では、第２磁性層１２の磁化１２ｍから、反射のスピントルクＳＴｒが第１磁性層１１の磁化１１ｍに作用する。そのため、第１磁性層１１の磁化１１ｍに揺らぎが生じる。
図４（ｃ）の状態よりもスピントルクが強まると（電流が少し大きくなると）、図４（ｄ）に示す状態となる。図４（ｄ）に示すように、第１磁性層１１の磁化１１ｍは、図４（ａ）の状態から反転する（下向き）。
この後、図４（ｅ）に示すように、透過のスピントルクＳＴｔが、第２磁性層１２の磁化１２ｍに作用する。第１磁性層１１の磁化１１ｍは、下向きの状態で回転する。一方、第２磁性層１２の磁化１２ｍは、上向きの状態で回転する。十分に大きなスピントルクが与えられるようになると、第２磁性層１２の磁化１２ｍは、回転軸に対して９０度の方向を向く。このときに、第２磁性層１２は、最大の高周波磁界強度を発する。これにより、高い強度の高周波磁界が得られる。例えば、電流Ｊｃ１が流れるときの第１磁性層１１の磁化１１ｍは、電流Ｊｃ１が流れないときの第１磁性層１１の磁化１１ｍの成分と逆向きの成分を有する。
実施形態において、磁極２０は、例えば、ＦｅＣｏ合金、または、ＦｅＣｏＮｉ合金などを含む。
シールド２０ｓは、例えば、ＦｅＣｏ合金またはＦｅＣｏＮｉ合金などを含む。
第１磁性層１１及び第２磁性層１２の少なくともいずれかは、例えば、ＦｅＣｏ合金、ホイスラー合金、［Ｆｅ／Ｃｏ］人工格子、［ＦｅＣｏＮｉ／Ｎｉ］人工格子、及び、［Ｃｏ／Ｐｔ］人工格子の少なくともいずれかを含む。第１磁性層１１及び第２磁性層１２の少なくともいずれかは、ＦｅＣｏ合金膜、ホイスラー合金膜、［Ｆｅ／Ｃｏ］人工格子膜、［ＦｅＣｏＮｉ／Ｎｉ］人工格子膜、及び、［Ｃｏ／Ｐｔ］人工格子膜の少なくとも２つを含む積層膜を含んでも良い。
中間層１３は、例えば、Ｃｕ及びＡｇの少なくともいずれかを含む。中間層１３は、例えば、Ｃｕを含む合金、及び、Ａｇを含む合金の少なくともいずれかを含んでも良い。中間層１３は、例えば、Ｃｕ膜、Ａｇ膜、Ｃｕを含む合金膜、及び、Ａｇを含む合金膜の少なくとも２つを含む積層膜を含んでも良い。中間層１３は、例えば、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）などの酸化物を含んでも良い。中間層１３は、例えば、マグネシウム、アルミニウム及びチタンの少なくともいずれかの酸化物を含んでも良い。
第１非磁性層１５及び第２非磁性層１６の少なくともいずれかは、例えば、Ｔａ、Ｃｕ、Ｐｔ及びＰｄの少なくともいずれかを含む。第１非磁性層１５及び第２磁性層１２の少なくともいずれかは、それらのいずれかを含む合金を含んでも良い。第１非磁性層１５及び第２非磁性層１６の少なくともいずれかは、それらの膜の少なくとも２つを含む積層膜を含んでも良い。
磁気記録媒体８０は、例えば、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２グラニュラ膜を含む。
図１（ｂ）に示すように、第１状態において、第１方向Ｄ１に沿う成分を有する第１磁極磁界Ｈｇ１が磁極２０から発生する。図１（ｃ）に示すように、第２状態において、第１磁性層１１から第２磁性層１２に向かう第１反対方向Ｄｒ１に沿う成分を有する第２磁極磁界Ｈｇ２が磁極２０から生じる。第１状態において、第１磁性層１１の磁化１１ｍは、第１反対方向Ｄｒ１の成分を有する。第２状態において、第１磁性層１１の磁化１１ｍは、第１方向Ｄ１の成分を有する。このような第１状態及び第２状態において、積層体１０は、高周波磁界Ｈａｃを発生する。高周波磁界Ｈａｃの周波数は、例えば、５ギガヘルツ以上２５ギガヘルツ以下である。
図１（ｂ）に示すように、例えば、第１状態においてコイル２５に第１コイル電流Ｃ１が供給されて磁極２０から、第１磁極磁界Ｈｇ１が発生する。図１（ｃ）に示すように、第２状態においてコイル２５に第２コイル電流Ｃ２が供給されて、磁極２０から第２磁極磁界Ｈｇ２が発生する。制御部５５は、第１状態においてコイル２５に第１コイル電流Ｃ１を供給し、積層体１０に電流Ｊｃ１を供給する。制御部５５は、第２状態においてコイル２５に第２コイル電流Ｃ２を供給し、積層体１０に電流Ｊｃ１を供給する。
図１（ａ）に例示した磁気記録ヘッド１１０においては、第２方向Ｄ２は、Ｚ軸方向に沿っている。すなわち、第２方向Ｄ２は、磁極２０の媒体対向面５１と交差する。
図１（ａ）に示した例においては、積層体１０の側面がテーパ状に傾斜している。積層体の側面の位置が連続して変化している。例えば、第１磁性層１１は、第２方向Ｄ２と交差する第１側面１１ｓｆを有し、第２磁性層１２は、第２方向Ｄ２と交差する第２側面１２ｓｆを有している（図１（ａ）参照）。例えば、第２側面１２ｓｆは、第１側面１１ｓｆが含まれる平面内にある。
図１（ａ）に示した例においては、第１磁性層１１の第１側面１１ｓｆは、第１方向Ｄ１に対して傾斜している。そして、第２磁性層１２の第２側面１２ｓｆも、第１方向Ｄ１に対して傾斜している。
実施形態において、積層体の形状は、種々の変形が可能である。以下、積層体の形状の例について説明する。
図５（ａ）〜図５（ｃ）は、第１の実施形態に係る別の磁気記録ヘッドを例示する模式的斜視図である。
図５（ａ）〜図５（ｃ）に示すように、磁気記録ヘッド１１０ａ〜１１０ｃにおいては、第１磁性層１１のＺ方向の長さＬｚ１（第１長さＬ１）は、第２磁性層１２のＺ方向の長さＬｚ２（第２長さＬ２）よりも短い。第２方向Ｄ２は、媒体対向面５１と交差する。
磁気記録ヘッド１１０ａにおいては、第１磁性層１１の第１側面１１ｓｆの内のＺ方向で互いに対向する２つの側面が、第１方向Ｄ１に対して傾斜している。
磁気記録ヘッド１１０ｂにおいては、第１磁性層１１の第１側面１１ｓｆの内のＺ方向で互いに対向する２つの側面の１つが、第１方向Ｄ１に対して傾斜している。２つの側面の別の１つ（媒体対向面５１の側の側面）は、第１方向Ｄ１に沿っている。
磁気記録ヘッド１１０ｃにおいては、第１磁性層１１の第１側面１１ｓｆの内のＺ方向で互いに対向する２つの側面の１つが、第１方向Ｄ１に対して傾斜している。２つの側面の別の１つ（媒体対向面５１とは反対側の側面）は、第１方向Ｄ１に沿っている。
図６（ａ）〜図６（ｃ）は、第１の実施形態に係る別の磁気記録ヘッドを例示する模式的斜視図である。
図６（ａ）〜図６（ｃ）に示すように、磁気記録ヘッド１１０ｄ〜１１０ｆにおいては、第１磁性層１１のＺ方向の長さＬｚ１（第１長さＬ１）は、第２磁性層１２のＺ方向の長さＬｚ２（第２長さＬ２）よりも短い。これらの磁気記録ヘッド１１０ｄ〜１１０ｆにおいては、第１長さＬ１は、第２長さＬ２と不連続に変化する。
図７（ａ）〜図７（ｃ）は、第１の実施形態に係る別の磁気記録ヘッドを例示する模式的斜視図である。
図７（ａ）〜図７（ｃ）に示すように、磁気記録ヘッド１１０ｇ〜１１０ｉにおいては、第１磁性層１１のＹ方向の長さＬｙ１（第１長さＬ１）は、第２磁性層１２のＹ方向の長さＬｙ２（第２長さＬ２）よりも短い。第２方向Ｄ２は、媒体対向面５１に沿っている。
磁気記録ヘッド１１０ｇにおいては、第１磁性層１１の第１側面１１ｓｆの内のＹ方向で互いに対向する２つの側面が、第１方向Ｄ１に対して傾斜している。
磁気記録ヘッド１１０ｈ及び１１０ｉにおいては、第１磁性層１１の第１側面１１ｓｆの内のＹ方向で互いに対向する２つの側面の１つが、第１方向Ｄ１に対して傾斜している。２つの側面の別の１つは、第１方向Ｄ１に沿っている。
図８（ａ）〜図８（ｃ）は、第１の実施形態に係る別の磁気記録ヘッドを例示する模式的斜視図である。
図８（ａ）〜図８（ｃ）に示すように、磁気記録ヘッド１１０ｊ〜１１０ｌにおいては、第１磁性層１１のＹ方向の長さＬｙ１（第１長さＬ１）は、第２磁性層１２のＹ方向の長さＬｙ２（第２長さＬ２）よりも短い。これらの磁気記録ヘッド１１０ｊ〜１１０ｌにおいては、第１長さＬ１は、第２長さＬ２と不連続に変化する。
図９（ａ）及び図９（ｂ）は、第１の実施形態に係る別の磁気記録ヘッドを例示する模式的斜視図である。
図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、磁気記録ヘッド１１０ｍ及び１１０ｎにおいては、第１磁性層１１のＺ方向の長さＬｚ１は、第２磁性層１２のＺ方向の長さＬｚ２よりも短い。さらに、第１磁性層１１のＹ方向の長さＬｙ１は、第２磁性層１２のＹ方向の長さＬｙ２よりも短い。
例えば、第１方向Ｄ１に対して垂直で、第２方向Ｄ２と交差する方向を第３方向Ｄ３とする。磁気記録ヘッド１１０ｍ及び１１０ｎにおいては、第２方向Ｄ２における第１磁性層１１の第１長さＬ１は、第２方向Ｄ２における第２磁性層１２の第２長さＬ２よりも短い。さらに、第３方向Ｄ３における第１磁性層１１の長さ（第３長さＬ３）は、第３方向Ｄ３における第２磁性層１２の長さ（第４長さＬ４）よりも短い。例えば、第２方向Ｄ２は、媒体対向面５１と交差する。第３方向Ｄ３は、媒体対向面５１に沿っている。
磁気記録ヘッド１１０ｍにおいては、第１長さＬ１は、第２長さＬ２と不連続に変化する。第３長さＬ３は、第４長さＬ４と不連続に変化する。
磁気記録ヘッド１１０ｎにおいては、第１磁性層１１の第１側面１１ｓｆの内のＺ方向で互いに対向する２つの側面が、第１方向Ｄ１に対して傾斜している。第１磁性層１１の第１側面１１ｓｆの内のＹ方向で互いに対向する２つの側面が、第１方向Ｄ１に対して傾斜している。
図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、第１の実施形態に係る別の磁気記録ヘッド及び別の磁気記録再生装置を例示する模式的断面図である。
図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）は、磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置の状態（動作）を例示している。
図１０（ａ）に示すように、本実施形態に係る磁気記録再生装置１５０Ａは、本実施形態に係る磁気記録ヘッド１１０Ａと、磁気記録媒体８０と、を含む。本実施形態においては、第１磁性層１１及び第２磁性層１２の積層方向が、媒体対向面５１に対して傾斜している。これ以外は、磁気記録ヘッド１１０と同様である。
磁気記録ヘッド１１０Ａ及び磁気記録再生装置１５０Ａにおいても、第２厚さｔ２と第２飽和磁束密度との第２積は、第１厚さｔ１と第１飽和磁束密度との第１積よりも大きい。例えば、第１厚さｔ１は、第２厚さｔ２よりも薄い。さらに、第２方向Ｄ２（第１方向Ｄ１に対して垂直な１つの方向）における第１磁性層１１の第１長さＬ１は、第２方向Ｄ２における第２磁性層１２の第２長さＬ２よりも短い。
そして、図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）に示すように、第２磁性層１２から第１磁性層１１に向かって電流（電流Ｊｃ１）が流れる。磁気記録ヘッド１１０Ａ及び磁気記録再生装置１５０Ａにおいても、記録密度が向上できる磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置が提供できる。低電流駆動が可能になる。
（第２の実施形態）
図１１（ａ）〜図１１（ｃ）は、第２の実施形態に係る磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置を例示する模式的断面図である。
図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）は、磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置の状態（動作）を例示している。
図１１（ａ）に示すように、本実施形態に係る磁気記録再生装置１５１は、本実施形態に係る磁気記録ヘッド１１１と、磁気記録媒体８０と、を含む。本実施形態においては、第１磁性層１１及び第２磁性層１２の配置が、磁気記録ヘッド１１０における配置とは異なる。以下の磁気記録ヘッド１１１の説明において、磁気記録ヘッド１１０と同様の部分は、適宜省略される。
磁気記録ヘッド１１１は、磁極２０と、シールド２０ｓと、積層体１０と、第１非磁性層１５と、を含む。シールド２０ｓは、例えば、トレーリングシールドである。積層体１０は、第１磁性層１１、第２磁性層１２及び中間層１３を含む。第１磁性層１１は、磁極２０とシールド２０ｓとの間に設けられる。第２磁性層１２は、第１磁性層１１とシールド２０ｓとの間に設けられる。中間層１３は、第１磁性層１１と第２磁性層１２との間に設けられ、非磁性である。
第１非磁性層１５は、第２磁性層１２とシールド２０ｓとの間に設けられる。第１非磁性層１５は、シールド２０ｓ及び第２磁性層１２と接する。
第２非磁性層１６は、第１磁性層１１と磁極２０との間に設けられる。
第２磁性層１２から第１磁性層１１に向かう方向を第１方向Ｄ１とする。第１方向Ｄ１は、Ｘ方向とは逆である。第１磁性層１１から第２磁性層１２に向かう方向を第１反対方向Ｄｒ１とする。第１反対方向Ｄｒ１は、Ｘ方向と同じである。
この例においても、第１磁性層１１は、第１方向Ｄ１に沿った第１厚さｔ１と、第１飽和磁束密度Ｂｓ１と、を有する。第２磁性層１２は、第１方向Ｄ１に沿った第２厚さｔ２と、第２飽和磁束密度Ｂｓ２と、を有する。この例でも、第２厚さｔ２と第２飽和磁束密度Ｂｓ２との第２積は、第１厚さｔ１と第１飽和磁束密度Ｂｓ１との第１積よりも大きい。
さらに、第２方向Ｄ２（第１方向Ｄ１に対して垂直な１つの方向）における第１磁性層１１の第１長さＬ１は、第２方向Ｄ２における第２磁性層１２の第２長さＬ２よりも短い。この例では、第２方向Ｄ２は、Ｚ方向に対応する。第２方向Ｄ２は、媒体対向面５１と交差する。
図１１（ｂ）は、第１動作ＯＰ１（第１状態）に対応する。第１状態において、磁極２０から生じる第１磁極磁界Ｈｇ１は、第１反対方向Ｄｒ１に沿う成分を有する。このとき、積層体１０に第１方向Ｄ１の電流Ｊｃ１が流れる。このとき、電子流Ｊｅ１の向きは、電流Ｊｃ１の向きと逆である。
図１１（ｃ）は、第２動作ＯＰ２（第２状態）に対応する。第２状態において、磁極２０から生じる第２磁極磁界Ｈｇ２は、第１方向Ｄ１に沿う成分を有する。このときも、積層体１０に第１方向Ｄ１の電流Ｊｃ１が流れる。
このような動作により、第１磁性層１１を薄くしても、良好な高周波磁界Ｈａｃが得られる。これにより、記録密度が向上できる磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置が提供できる。
本実施形態において、コイル２５が設けられても良い。第１状態においてコイル２５に第１コイル電流Ｃ１が供給されて磁極２０から、第１磁極磁界Ｈｇ１が発生する。第２状態においてコイル２５に第２コイル電流Ｃ２が供給されて、磁極２０から第２磁極磁界Ｈｇ２が発生する。
本実施形態にいて、制御部５５をさらに設けられても良い。制御部５５は、第１状態においてコイル２５に第１コイル電流Ｃ１を供給し、積層体１０に電流Ｊｃ１を供給する。制御部５５は、第２状態においてコイル２５に第２コイル電流Ｃ２を供給し、積層体１０に電流Ｊｃ１を供給する。
図１１（ａ）に示した例においては、第１磁性層１１の第１側面１１ｓｆは、第１方向Ｄ１に対して傾斜している。そして、第２磁性層１２の第２側面１２ｓｆも、第１方向Ｄ１に対して傾斜している。
実施形態において、積層体の形状は、種々の変形が可能である。以下、積層体の形状の例について説明する。
図１２（ａ）〜図１２（ｃ）は、第２の実施形態に係る別の磁気記録ヘッドを例示する模式的斜視図である。
図１２（ａ）〜図１２（ｃ）に示すように、磁気記録ヘッド１１１ａ〜１１１ｃにおいては、第１磁性層１１のＺ方向の長さＬｚ１（第１長さＬ１）は、第２磁性層１２のＺ方向の長さＬｚ２（第２長さＬ２）よりも短い。第２方向Ｄ２は、媒体対向面５１と交差する。
磁気記録ヘッド１１１ａにおいては、第１磁性層１１の第１側面１１ｓｆの内のＺ方向で互いに対向する２つの側面が、第１方向Ｄ１に対して傾斜している。
磁気記録ヘッド１１１ｂにおいては、第１磁性層１１の第１側面１１ｓｆの内のＺ方向で互いに対向する２つの側面の１つが、第１方向Ｄ１に対して傾斜している。２つの側面の別の１つ（媒体対向面５１の側の側面）は、第１方向Ｄ１に沿っている。
磁気記録ヘッド１１１ｃにおいては、第１磁性層１１の第１側面１１ｓｆの内のＺ方向で互いに対向する２つの側面の１つが、第１方向Ｄ１に対して傾斜している。２つの側面の別の１つ（媒体対向面５１とは反対側の側面）は、第１方向Ｄ１に沿っている。
図１３（ａ）〜図１３（ｃ）は、第２の実施形態に係る別の磁気記録ヘッドを例示する模式的斜視図である。
図１３（ａ）〜図１３（ｃ）に示すように、磁気記録ヘッド１１１ｄ〜１１１ｆにおいては、第１磁性層１１のＺ方向の長さＬｚ１（第１長さＬ１）は、第２磁性層１２のＺ方向の長さＬｚ２（第２長さＬ２）よりも短い。これらの磁気記録ヘッド１１１ｄ〜１１１ｆにおいては、第１長さＬ１は、第２長さＬ２と不連続に変化する。
図１４（ａ）〜図１４（ｃ）は、第２の実施形態に係る別の磁気記録ヘッドを例示する模式的斜視図である。
図１４（ａ）〜図１４（ｃ）に示すように、磁気記録ヘッド１１１ｇ〜１１１ｉにおいては、第１磁性層１１のＹ方向の長さＬｙ１（第１長さＬ１）は、第２磁性層１２のＹ方向の長さＬｙ２（第２長さＬ２）よりも短い。第２方向Ｄ２は、媒体対向面５１に沿っている。
磁気記録ヘッド１１１ｇにおいては、第１磁性層１１の第１側面１１ｓｆの内のＹ方向で互いに対向する２つの側面が、第１方向Ｄ１に対して傾斜している。
磁気記録ヘッド１１１ｈ及び１１１ｉにおいては、第１磁性層１１の第１側面１１ｓｆの内のＹ方向で互いに対向する２つの側面の１つが、第１方向Ｄ１に対して傾斜している。２つの側面の別の１つは、第１方向Ｄ１に沿っている。
図１５（ａ）〜図１５（ｃ）は、第２の実施形態に係る別の磁気記録ヘッドを例示する模式的斜視図である。
図１５（ａ）〜図１５（ｃ）に示すように、磁気記録ヘッド１１１ｊ〜１１１ｌにおいては、第１磁性層１１のＹ方向の長さＬｙ１（第１長さＬ１）は、第２磁性層１２のＹ方向の長さＬｙ２（第２長さＬ２）よりも短い。これらの磁気記録ヘッド１１１ｊ〜１１１ｌにおいては、第１長さＬ１は、第２長さＬ２と不連続に変化する。
図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、第２の実施形態に係る別の磁気記録ヘッドを例示する模式的斜視図である。
図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示すように、磁気記録ヘッド１１１ｍ及び１１１ｎにおいては、第１磁性層１１のＺ方向の長さＬｚ１は、第２磁性層１２のＺ方向の長さＬｚ２よりも短い。さらに、第１磁性層１１のＹ方向の長さＬｙ１は、第２磁性層１２のＹ方向の長さＬｙ２よりも短い。
例えば、第１方向Ｄ１に対して垂直で、第２方向Ｄ２と交差する方向を第３方向Ｄ３とする。磁気記録ヘッド１１０ｍ及び１１０ｎにおいては、第２方向Ｄ２における第１磁性層１１の第１長さＬ１は、第２方向Ｄ２における第２磁性層１２の第２長さＬ２よりも短い。さらに、第３方向Ｄ３における第１磁性層１１の長さ（第３長さＬ３）は、第３方向Ｄ３における第２磁性層１２の長さ（第４長さＬ４）よりも短い。例えば、第２方向Ｄ２は、媒体対向面５１と交差する。第３方向Ｄ３は、媒体対向面５１に沿っている。
磁気記録ヘッド１１１ｍにおいては、第１長さＬ１は、第２長さＬ２と不連続に変化する。第３長さＬ３は、第４長さＬ４と不連続に変化する。
磁気記録ヘッド１１１ｎにおいては、第１磁性層１１の第１側面１１ｓｆの内のＺ方向で互いに対向する２つの側面が、第１方向Ｄ１に対して傾斜している。第１磁性層１１の第１側面１１ｓｆの内のＹ方向で互いに対向する２つの側面が、第１方向Ｄ１に対して傾斜している。
図１７（ａ）〜図１７（ｃ）は、第２の実施形態に係る別の磁気記録ヘッド及び別の磁気記録再生装置を例示する模式的断面図である。
図１７（ｂ）及び図１７（ｃ）は、磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置の状態（動作）を例示している。
図１７（ａ）に示すように、本実施形態に係る磁気記録再生装置１５１Ａは、本実施形態に係る磁気記録ヘッド１１１Ａと、磁気記録媒体８０と、を含む。本実施形態においては、第１磁性層１１及び第２磁性層１２の積層方向が、媒体対向面５１に対して傾斜している。これ以外は、磁気記録ヘッド１１１と同様である。
磁気記録ヘッド１１１Ａ及び磁気記録再生装置１５１Ａにおいても、第２厚さｔ２と第２飽和磁束密度との第２積は、第１厚さｔ１と第１飽和磁束密度との第１積よりも大きい。例えば、第１厚さｔ１は、第２厚さｔ２よりも薄い。さらに、第２方向Ｄ２（第１方向Ｄ１に対して垂直な１つの方向）における第１磁性層１１の第１長さＬ１は、第２方向Ｄ２における第２磁性層１２の第２長さＬ２よりも短い。
そして、図１７（ｂ）及び図１７（ｃ）に示すように、第２磁性層１２から第１磁性層１１に向かって電流（電流Ｊｃ１）が流れる。磁気記録ヘッド１１１Ａ及び磁気記録再生装置１５１Ａにおいても、記録密度が向上できる磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置が提供できる。低電流駆動が可能になる。
（第３の実施形態）
第３の実施形態は、磁気記憶装置に係る。本実施形態に係る磁気記憶装置は、第１及び第２の実施形態のいずれか、及び、その変形の磁気記録ヘッドと、磁気記録媒体８０と、を含む。磁気記録媒体８０は、磁極２０により情報が記録される。制御部５５がさらに設けられても良い。
制御部５５は、第１動作ＯＰ１及び第２動作ＯＰ２を実施する。第１動作ＯＰ１及び第２動作ＯＰ２においは、制御部５５は、積層体１０に電流Ｊｃ１を供給する。
本実施形態において、磁気記録ヘッドは、コイル２５をさらに含む。制御部５５は、第１動作ＯＰ１において、コイル２５に第１コイル電流Ｃ１を供給して磁極２０から第１磁極磁界Ｈｇ１を発生させる。制御部５５は、第２動作ＯＰ２において、コイル２５に第２コイル電流Ｃ２を供給して磁極２０から第２磁極磁界Ｈｇ２を発生させる。
以下では、磁気記録ヘッド１１０が用いられる場合について、説明する。
図１８は、第３の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１８は、磁気記録ヘッドが搭載されるヘッドスライダを例示している。
磁気記録ヘッド１１０は、ヘッドスライダ３に搭載される。ヘッドスライダ３には、例えばＡｌ２Ｏ３／ＴｉＣなどが用いられる。ヘッドスライダ３は、磁気記録媒体８０の上を、浮上または接触しながら、磁気記録媒体８０に対して相対的に運動する。
ヘッドスライダ３は、例えば、空気流入側３Ａと空気流出側３Ｂとを有する。磁気記録ヘッド１１０は、ヘッドスライダ３の空気流出側３Ｂの側面などに配置される。これにより、ヘッドスライダ３に搭載された磁気記録ヘッド１１０は、磁気記録媒体８０の上を浮上または接触しながら磁気記録媒体８０に対して相対的に運動する。
図１９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２０（ａ）及び図２０（ｂ）は、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１９に示したように、実施形態に係る磁気記録再生装置１５０は、ロータリーアクチュエータを用いた形式の装置である。記録用媒体ディスク１８０は、スピンドルモータ４に装着され、駆動装置制御部からの制御信号に応答するモータにより矢印Ａの方向に回転する。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。例えば、磁気記録再生装置１５０は、ハイブリッドＨＤＤ（Hard Disk Drive）である。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。
記録用媒体ディスク１８０に格納する情報の記録再生を行うヘッドスライダ３は、既に説明したような構成を有し、薄膜状のサスペンション１５４の先端に取り付けられている。ここで、ヘッドスライダ３の先端付近に、例えば、既に説明した実施形態に係る磁気記録ヘッドのいずれかが搭載される。
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３の媒体対向面（ＡＢＳ）で発生する圧力とがつりあい、ヘッドスライダ３の媒体対向面は、記録用媒体ディスク１８０の表面から所定の浮上量をもって保持される。なお、ヘッドスライダ３が記録用媒体ディスク１８０と接触するいわゆる「接触走行型」としても良い。
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、駆動コイルを保持するボビン部などを有する。アーム１５５の他端には、リニアモータの一種であるボイスコイルモータ１５６が設けられている。ボイスコイルモータ１５６は、アーム１５５のボビン部に巻き上げられた駆動コイルと、このコイルを挟み込むように対向して配置された永久磁石及び対向ヨークからなる磁気回路とを含むことができる。サスペンション１５４は、一端と他端とを有し、磁気記録ヘッドは、サスペンション１５４の一端に搭載され、アーム１５５は、サスペンション１５４の他端に接続されている。
アーム１５５は、軸受部１５７の上下２箇所に設けられたボールベアリングによって保持され、ボイスコイルモータ１５６により回転摺動が自在にできるようになっている。その結果、磁気記録ヘッドを記録用媒体ディスク１８０の任意の位置に移動可能となる。
図２０（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２０（ｂ）は、ヘッドスタックアセンブリ１６０の一部となる磁気記録ヘッドアセンブリ（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２０（ａ）に示したように、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ＨＧＡと反対方向に延びる。支持フレーム１６１は、ボイスコイルモータのコイル１６２を支持する。
また、図２０（ｂ）に示したように、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３が取り付けられている。そして、ヘッドスライダ３には、実施形態に係る磁気記録ヘッドのいずれかが搭載される。
すなわち、実施形態に係る磁気記録ヘッドアセンブリ（ヘッドジンバルアセンブリ）１５８は、実施形態に係る磁気記録ヘッドと、磁気記録ヘッドが搭載されたヘッドスライダ３と、ヘッドスライダ３を一端に搭載するサスペンション１５４と、サスペンション１５４の他端に接続されたアーム１５５と、を備える。
サスペンション１５４は、信号の記録及び再生用、浮上量調整のためのヒーター用、及び、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）を有する。これらのリード線と、ヘッドスライダ３に組み込まれた磁気記録ヘッドの各電極と、が電気的に接続される。
また、磁気記録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が設けられる。信号処理部１９０は、例えば、磁気記録再生装置１５０の一部（図１９参照）に設けられる。信号処理部１９０の入出力線は、ヘッドジンバルアセンブリ１５８の電極パッドに接続され、磁気記録ヘッドと電気的に結合される。
このように、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、上記の実施形態に係る磁気記録ヘッドと、磁気記録媒体と磁気記録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した可動部と、磁気記録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位置制御部と、磁気記録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。
すなわち、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、ヘッドスライダ３を含むことができる。
また、上記の位置制御部は、ヘッドジンバルアセンブリ１５８を含むことができる。
このように、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記録ヘッドアセンブリと、磁気記録ヘッドアセンブリに搭載された磁気記録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、例えば、以下の特徴を含む。
（特徴１）
磁極と、
積層体であって、
第１磁性層と、
前記第１磁性層と前記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非磁性の中間層と、
を含む前記積層体と、
前記第２磁性層と前記磁極との間に設けられ前記磁極及び前記第２磁性層と接する第１非磁性層と、
を備え、
前記第１磁性層は、前記第２磁性層から前記第１磁性層に向かう第１方向に沿った第１厚さと、第１飽和磁束密度と、を有し、
前記第２磁性層は、前記第１方向に沿った第２厚さと、第２飽和磁束密度と、を有し、
前記第２厚さと前記第２飽和磁束密度との第２積は、前記第１厚さと前記第１飽和磁束密度との第１積よりも大きく、
前記第１方向に対して垂直な第２方向における前記第１磁性層の第１長さは、前記第２方向における前記第２磁性層の第２長さよりも短く、
前記第２磁性層から前記第１磁性層に向かって電流が流れる、磁気記録ヘッド。
（特徴２）
磁極と、
シールドと、
積層体であって、
前記磁極と前記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、
を含む前記積層体と、
前記第２磁性層と前記シールドとの間に設けられ前記シールド及び前記第２磁性層と接する第１非磁性層と、
を備え、
前記第１磁性層は、前記第２磁性層から前記第１磁性層に向かう第１方向に沿った第１厚さと、第１飽和磁束密度と、を有し、
前記第２磁性層は、前記第１方向に沿った第２厚さと、第２飽和磁束密度と、を有し、
前記第２厚さと前記第２飽和磁束密度との第２積は、前記第１厚さと前記第１飽和磁束密度との第１積よりも大きく、
前記第１方向に対して垂直な第２方向における前記第１磁性層の第１長さは、前記第２方向における前記第２磁性層の第２長さよりも短く、
前記第２磁性層から前記第１磁性層に向かって電流が流れる、磁気記録ヘッド。
（特徴３）
前記シールドは、トレーリングシールドである特徴２記載の磁気記録ヘッド。
（特徴４）
前記磁極は、媒体対向面を有し、
前記第２方向は、前記媒体対向面と交差する、特徴１〜３のいずれか１つに記載の磁気記録ヘッド。
（特徴５）
前記磁極は、媒体対向面を有し、
前記第２方向は、前記媒体対向面に沿う、特徴１〜３のいずれか１つに記載の磁気記録ヘッド。
（特徴６）
前記第１方向に対して垂直で前記第２方向と交差する第３方向における前記第１磁性層の長さは、前記第３方向における前記第２磁性層の長さよりも短い、特徴１〜５のいずれか１つに記載の磁気記録ヘッド。
（特徴７）
前記第１磁性層は、前記第２方向と交差する第１側面を有し、
前記第２磁性層は、前記第２方向と交差する第２側面を有し、
前記第２側面は、前記第１側面が含まれる平面内にある、特徴１〜６のいずれか１つに記載の磁気記録ヘッド。
（特徴８）
前記第１磁性層は、前記第２方向と交差する第１側面を有し、
前記第１側面は、前記第１方向に対して傾斜している、特徴１〜７のいずれか１つに記載の磁気記録ヘッド。
（特徴９）
前記第２磁性層は、前記第２方向と交差する第２側面を有し、
前記第２側面は、前記第１方向に対して傾斜している、特徴１〜８のいずれか１つに記載の磁気記録ヘッド。
（特徴１０）
前記第２長さは、前記第１長さの１．０５倍以上である、特徴１〜９のいずれか１つに記載の磁気記録ヘッド。
（特徴１１）
前記中間層は、酸化物を含む、特徴１〜１０のいずれか１つに記載の磁気記録ヘッド。
（特徴１２）
第１状態において、前記第１方向に沿う成分を有する第１磁極磁界が前記磁極から発生し、
第２状態において、前記第１磁性層から前記第２磁性層に向かう第１反対方向に沿う成分を有する第２磁極磁界が前記磁極から生じ、
前記第１状態において、前記第１磁性層の磁化は、前記第１反対方向の成分を有する、特徴１または２に記載の磁気記録ヘッド。
（特徴１３）
前記第２状態において、前記第１磁性層の磁化は、前記第１方向の成分を有する、特徴１２記載の磁気記録ヘッド。
（特徴１４）
前記第１状態及び前記第２状態において、前記積層体は、高周波磁界を発生する、特徴１２または１３に記載の磁気記録ヘッド。
（特徴１５）
前記高周波磁界の周波数は、５ギガヘルツ以上２５ギガヘルツ以下である、特徴１４記載の磁気記録ヘッド。
（特徴１６）
コイルをさらに備え、
前記第１状態において前記コイルに第１コイル電流が供給されて前記磁極から前記第１磁極磁界が発生し、
前記第２状態において前記コイルに第２コイル電流が供給されて前記磁極から前記第２磁極磁界が発生する、特徴１２〜１５のいずれか１つに記載の磁気記録ヘッド。
（特徴１７）
制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記積層体に前記電流を供給し、
前記制御部は、第１動作において前記積層体に前記電流を供給しつつ前記コイルに前記第１コイル電流を供給し、
前記制御部は、第２動作において前記積層体に前記電流を供給しつつ前記コイルに前記第１コイル電流とは逆向きの第２コイル電流を供給する、特徴１６記載の磁気記録ヘッド。
（特徴１８）
特徴１〜１５のいずれか１つに記載の磁気記録ヘッドと、
前記磁極により情報が記録される磁気記録媒体と、
前記積層体に前記電流を流す制御部と、
を備えた磁気記録再生装置。
（特徴１９）
前記磁気記録ヘッドは、コイルをさらに含み、
前記制御部は、第１動作において、前記コイルに第１コイル電流を供給して前記磁極に、前記第１方向に沿う成分を有する前記第１磁極磁界を発生させ、
前記制御部は、第２動作において、前記コイルに第２コイル電流を供給して前記磁極に、前記第１磁性層から前記第２磁性層に向かう第１反対方向に沿う成分を有する第２磁極磁界を発生させる、特徴１８記載の磁気記録再生装置。
（特徴２０）
前記磁気記録媒体は、垂直磁気記録媒体である、特徴１８または１９に記載の磁気記録再生装置。
実施形態によれば、記録密度が向上できる磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置が提供される。
なお、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、本発明の実施形態は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、磁気記録ヘッドに含まれるシールド、磁極、中間層及び絶縁部、並びに、磁気記録再生装置に含まれる磁気記録媒体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。
３…ヘッドスライダ、 ３Ａ…空気流入側、 ３Ｂ…空気流出側、 ４…スピンドルモータ、 １０…積層体、 １１…第１磁性層、 １１ｍ…磁化、 １１ｓｆ…第１側面、 １２…第２磁性層、 １２ｍ…磁化、 １２ｓｆ…第２側面、 １３…中間層、 １５…第１非磁性層、 １６…第２非磁性層、 ２０…磁極、 ２０ｓ…シールド、 ２５…コイル、 ５１…媒体対向面、 ５５…制御部、 ８０…磁気記録媒体、 ８４…磁化、 ８５…媒体移動方向、 １１０、１１０Ａ、１１０ａ〜１１０ｎ、１１１、１１１Ａ、１１１ａ〜１１１ｎ、１１８ａ、１１８ｂ、、１１８ｅ、１１９ａ、１１９ｂ、１１９ｅ…磁気記録ヘッド、 １５０、１５０Ａ、１５１、１５１Ａ…磁気記録再生装置、 １５４…サスペンション、 １５５…アクチュエータアーム、 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、 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、 １８１…記録媒体、 １９０…信号処理部、 Ａ…矢印、 Ｃ１、Ｃ２…第１、第２コイル電流、 Ｄ１〜Ｄ３…第１〜第３方向、 Ｄｒ１…第１反対方向、 Ｈａｃ…高周波磁界、 Ｈｇ１、Ｈｇ２…第１、第２磁極磁界、 Ｈｇａｐ…ギャップ磁界、 Ｈｒ１、Ｈｒ２…第１、第２記録磁界、 Ｉｎｔ…強度、 Ｊ…電流密度、 Ｊｃ１…電流、 Ｊｅ１…電子流、 Ｌ１〜Ｌ４…第１〜第４長さ、 Ｌｙ１、Ｌｙ２、Ｌｚ１、Ｌｚ２…長さ、 ＯＰ１、ＯＰ２…第１、第２動作、 ＳＴｒ…反射のスピントルク、 ＳＴｔ…透過のスピントルク、 ｇ２０…ギャップ長、 ｔ１〜ｔ３…第１〜第３厚さ

Claims (10)

  1. 磁極と、
    積層体であって、
    第１磁性層と、
    前記第１磁性層と前記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非磁性の中間層と、
    を含む前記積層体と、
    前記第２磁性層と前記磁極との間に設けられ前記磁極及び前記第２磁性層と接する第１非磁性層と、
    を備え、
    前記第１磁性層は、前記第２磁性層から前記第１磁性層に向かう第１方向に沿った第１厚さと、第１飽和磁束密度と、を有し、
    前記第２磁性層は、前記第１方向に沿った第２厚さと、第２飽和磁束密度と、を有し、
    前記第２厚さと前記第２飽和磁束密度との第２積は、前記第１厚さと前記第１飽和磁束密度との第１積よりも大きく、
    前記第１方向に対して垂直な第２方向における前記第１磁性層の第１長さは、前記第２方向における前記第２磁性層の第２長さよりも短く、
    前記第２磁性層から前記第１磁性層に向かって電流が流れ、
    前記磁極は、媒体対向面を有し、
    前記第２方向は、前記媒体対向面に沿う、磁気記録ヘッド。
  2. 前記第１方向に対して垂直で前記第２方向と交差する第３方向における前記第１磁性層の長さは、前記第３方向における前記第２磁性層の長さよりも短い、請求項１記載の磁気記録ヘッド。
  3. 磁極と、
    積層体であって、
    第１磁性層と、
    前記第１磁性層と前記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非磁性の中間層と、
    を含む前記積層体と、
    前記第２磁性層と前記磁極との間に設けられ前記磁極及び前記第２磁性層と接する第１非磁性層と、
    を備え、
    前記第１磁性層は、前記第２磁性層から前記第１磁性層に向かう第１方向に沿った第１厚さと、第１飽和磁束密度と、を有し、
    前記第２磁性層は、前記第１方向に沿った第２厚さと、第２飽和磁束密度と、を有し、
    前記第２厚さと前記第２飽和磁束密度との第２積は、前記第１厚さと前記第１飽和磁束密度との第１積よりも大きく、
    前記第１方向に対して垂直な第２方向における前記第１磁性層の第１長さは、前記第２方向における前記第２磁性層の第２長さよりも短く、
    前記第２磁性層から前記第１磁性層に向かって電流が流れ、
    前記第１方向に対して垂直で前記第２方向と交差する第３方向における前記第１磁性層の長さは、前記第３方向における前記第２磁性層の長さよりも短い、磁気記録ヘッド。
  4. 磁極と、
    シールドと、
    積層体であって、
    前記磁極と前記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、
    を含む前記積層体と、
    前記第２磁性層と前記シールドとの間に設けられ前記シールド及び前記第２磁性層と接する第１非磁性層と、
    を備え、
    前記第１磁性層は、前記第２磁性層から前記第１磁性層に向かう第１方向に沿った第１厚さと、第１飽和磁束密度と、を有し、
    前記第２磁性層は、前記第１方向に沿った第２厚さと、第２飽和磁束密度と、を有し、
    前記第２厚さと前記第２飽和磁束密度との第２積は、前記第１厚さと前記第１飽和磁束密度との第１積よりも大きく、
    前記第１方向に対して垂直な第２方向における前記第１磁性層の第１長さは、前記第２方向における前記第２磁性層の第２長さよりも短く、
    前記第２磁性層から前記第１磁性層に向かって電流が流れ、
    前記磁極は、媒体対向面を有し、
    前記第２方向は、前記媒体対向面に沿う、磁気記録ヘッド。
  5. 前記第１方向に対して垂直で前記第２方向と交差する第３方向における前記第１磁性層の長さは、前記第３方向における前記第２磁性層の長さよりも短い、請求項４記載の磁気記録ヘッド。
  6. 磁極と、
    シールドと、
    積層体であって、
    前記磁極と前記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、
    を含む前記積層体と、
    前記第２磁性層と前記シールドとの間に設けられ前記シールド及び前記第２磁性層と接する第１非磁性層と、
    を備え、
    前記第１磁性層は、前記第２磁性層から前記第１磁性層に向かう第１方向に沿った第１厚さと、第１飽和磁束密度と、を有し、
    前記第２磁性層は、前記第１方向に沿った第２厚さと、第２飽和磁束密度と、を有し、
    前記第２厚さと前記第２飽和磁束密度との第２積は、前記第１厚さと前記第１飽和磁束密度との第１積よりも大きく、
    前記第１方向に対して垂直な第２方向における前記第１磁性層の第１長さは、前記第２方向における前記第２磁性層の第２長さよりも短く、
    前記第２磁性層から前記第１磁性層に向かって電流が流れ、
    前記第１方向に対して垂直で前記第２方向と交差する第３方向における前記第１磁性層の長さは、前記第３方向における前記第２磁性層の長さよりも短い、磁気記録ヘッド。
  7. 前記シールドは、トレーリングシールドである請求項４〜６のいずれか１つに記載の磁気記録ヘッド。
  8. 前記磁極は、媒体対向面を有し、
    前記第２方向は、前記媒体対向面と交差する、請求項３または６に記載の磁気記録ヘッド。
  9. 請求項１〜８のいずれか１つに記載の磁気記録ヘッドと、
    前記磁極により情報が記録される磁気記録媒体と、
    前記積層体に前記電流を流す制御部と、
    を備えた磁気記録再生装置。
  10. 前記磁気記録ヘッドは、コイルをさらに含み、
    前記制御部は、第１動作において、前記コイルに第１コイル電流を供給して前記磁極に、前記第１方向に沿う成分を有する第１磁極磁界を発生させ、
    前記制御部は、第２動作において、前記コイルに第２コイル電流を供給して前記磁極に、前記第１磁性層から前記第２磁性層に向かう第１反対方向に沿う成分を有する第２磁極磁界を発生させる、請求項９記載の磁気記録再生装置。
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