JP6867982B2 - 磁気ヘッド及び磁気記録再生装置 - Google Patents
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Description
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1(a)及び図1(b)は、第1実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式的断面図である。
図2は、第1実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式的平面図である。
図1(b)は、図1(a)の一部の拡大図である。図2は、図1(b)の矢印AR1からみた平面図である。
コイル30cに記録電流を流すことにより、磁極30から第1シールド31に向かう磁界が生じる。積層体20を設けない第1参考例においては、磁極30から出た磁界の一部は、磁気記録媒体80に向かわずに、直接、第1シールド31に入る。このため、磁界は、磁気記録媒体80に印加され難い。このような現象は、高分解能化を目的としたライトギャップWG(図1(b)参照)の狭小化において、より顕著となる。一方、図3に示すように、磁気ヘッド110においては、積層体20に電流を流すことで磁性層25の磁化は、磁極30から出た磁界H2の向きとは逆向きの成分を有している。このため、磁極30から出た磁界H2は、磁性層25を通過し難い。磁界H2の多くが、磁気記録媒体80を通過して、第1シールド31に入る。このため、磁界H2は、磁気記録媒体80に印加され易い。ライトギャップWGを小さくしたときにおいても、磁界H2は、磁気記録媒体80に印加される。
図4に示す例は、第1構成に対応する。このとき、第1導電層21は、Irを含む。第1導電層21の厚さt1を適切に設定することで、磁極30と磁性層25とは、反強磁性結合し易くなる。一方、第2導電層21は、例えば、第1金属(例えばCu)を含む。この場合、第1シールド31から磁極30に向かって、電流Icが流れる。第1導電層21と磁性層25との間の界面におけるスピントルクは、第2導電層22と磁性層25との間の界面におけるスピントルクの向きと、逆方向の成分を有する。これにより、磁性層25の磁化25Mが反転する。
図5は、Irの厚さを変えたときの交換相互作用係数Jexを例示している。交換相互作用係数Jexは、反強磁性交換相互作用の大きさを示す。横軸は、Ir膜の厚さtf(nm)である。縦軸は、交換相互作用係数Jex(erg/cm2)である。図5から分かるように、厚さtfが0.32nm以上0.7nm以下の範囲において、高い交換相互作用係数Jexが得られる。
図6は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。
図6は、磁化反転特性を示す。図6の横軸は、積層体20に流れる電流の電流密度J(A/cm2)である。縦軸は、磁性層25の磁化25Mに関する規格化磁化値Mzである。規格化磁化値Mzが正である状態は、磁性層25の磁化25Mが磁化反転していない状態に対応する。規格化磁化値Mzが負である状態は、磁性層25の磁化25Mが磁化反転している状態に対応する。この例において、電流密度Jが負で、電流密度Jの絶対値が大きくなったときにおいて、規格化磁化値Mzが−1に近いことが好ましい。これにより、磁極30から出た磁界H2をより磁気記録媒体80に向かわせることができる。
図7に示すように、磁極30と第1シールド31との間に積層体20が設けられる。積層体20において、磁性層25、第1導電層21及び第2導電層22が設けられる。
図8は、図1(b)の矢印AR1からみた平面図に対応する。
図8に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド111も、磁極30、第1シールド31及び積層体20を含む。
図9は、図1(b)の矢印AR1からみた平面図に対応する。
図10は、磁化反転特性を示す。図10の横軸は、積層体20に流れる電流の電流密度J(A/cm2)である。縦軸は、磁性層25の磁化25Mに関する規格化磁化値Mzである。図10には、既に説明した第1モデルC1及び第2モデルC2に加えて、第3モデルC3の特性が例示されている。第3モデルC3は、磁気ヘッド111(図8参照)の構成を有する。第3モデルC3において、第1中間層30qは、FeNi合金層である。第1中間層30qの厚さは、3nmである。第1中間層30qにおけるスピン分極率は0.3である。第1導電層21は、Ir層である。第1導電層21の厚さt1は、0.5nmである。磁性層25の厚さtm、10nmである。磁性層25の飽和磁化は、1Tである。第2導電層22は、Cu層である。第2導電層22の厚さt2は3nmである。
図11は、実施形態に係る磁気記録再生装置の一部を例示する模式的斜視図である。
図11は、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13(a)及び図13(b)は、実施形態に係る磁気記録再生装置の一部を例示する模式的斜視図である。
図12に示すように、実施形態に係る磁気記録再生装置150においては、ロータリーアクチュエータが用いられる。記録用媒体ディスク180は、スピンドルモータ180Mに装着される。記録用媒体ディスク180は、スピンドルモータ180Mにより矢印ARの方向に回転する。スピンドルモータ180Mは、駆動装置制御部からの制御信号に応答する。本実施形態に係る磁気記録再生装置150は、複数の記録用媒体ディスク180を備えても良い。磁気記録再生装置150は、記録媒体181を含んでもよい。記録媒体181は、例えば、SSD(Solid State Drive)である。記録媒体181には、例えば、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリが用いられる。例えば、磁気記録再生装置150は、ハイブリッドHDD(Hard Disk Drive)でも良い。
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。
(構成1)
磁極と、
第1シールドと、
前記磁極と前記第1シールドとの間に設けられた積層体と、
を備え、
前記積層体は、
Fe、Co及びNiからなる群から選択された少なくとも1つを含む磁性層と、
前記磁極と前記磁性層との間に設けられた非磁性の第1導電層と、
前記磁性層と前記第1シールドとの間に設けられた非磁性の第2導電層と、
を含み、
前記第1導電層は、Irを含み、
前記第1導電層から前記第2導電層への第1方向に沿う前記第1導電層の厚さは、0.3nm以上0.8nm以下であり、
前記第2導電層は、Cu、Ag、Al及びAuからなる群から選択された少なくとも1つを含む、磁気ヘッド。
前記第2導電層から前記第1導電層へ向かう向きに電流を通電可能な、構成1記載の磁気ヘッド。
前記磁極は、
磁極部と、
前記磁極部と前記積層体との間に設けられた第1中間層と、
を含み、
前記第1中間層は、Fe、Co及びNiよりなる群から選択された少なくとも1つを含む、構成1または2に記載の磁気ヘッド。
前記第1中間層は、FeNiを含む、構成1または2に記載の磁気ヘッド。
前記第1中間層は、前記磁極と接する構成3または4に記載の磁気ヘッド。
(構成6)
前記第1方向に沿う前記第1中間層の厚さは、0.5nm以上5nm以下である、構成3〜5のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
磁極と、
第1シールドと、
前記磁極と前記第1シールドとの間に設けられた積層体と、
を備え、
前記積層体は、
Fe、Co及びNiからなる群から選択された少なくとも1つを含む磁性層と、
前記磁極と前記磁性層との間に設けられた非磁性の第1導電層と、
前記磁性層と前記第1シールドとの間に設けられた非磁性の第2導電層と、
を含み、
前記第1導電層は、Cu、Ag、Al及びAuからなる群から選択された少なくとも1つを含み、
前記第2導電層は、Irを含み、
前記第1導電層から前記第2導電層への第1方向に沿う前記第2導電層の厚さは、0.3nm以上0.8nm以下である、磁気ヘッド。
前記第1導電層から前記第2導電層へ向かう向きに電流を通電可能な、構成7記載の磁気ヘッド。
前記第1シールドは、
シールド部と、
前記シールド部と前記積層体との間に設けられた第2中間層と、
を含み、
前記第2中間層は、Fe、Co及びNiよりなる群から選択された少なくとも1つを含む、構成7または8に記載の磁気ヘッド。
前記第2中間層は、FeNiを含む、構成7または8に記載の磁気ヘッド。
前記第2中間層は、前記第1シールドと接する構成9または10に記載の磁気ヘッド。
前記第1方向に沿う前記第2中間層の厚さは、0.5nm以上5nm以下である、構成9〜11のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第1シールドから磁極への第1電流を流したときの前記磁極と前記第1シールドとの間の電気抵抗は、前記磁極から前記第1シールドへの第2電流を流したときの前記磁極と前記第1シールドとの間の電気抵抗とは異なる、構成1または7に記載の磁気ヘッド。
前記第1導電層は、前記磁極及び前記磁性層と接し、
前記第2導電層は、前記磁性層及び前記第1シールドと接する、構成1〜13のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
構成1〜14のいずれか1つに記載の磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドにより情報が記録される磁気記録媒体と、
前記積層体に電流を供給可能な電気回路と、
を備えた磁気記録再生装置。
Je…電子流、 Jex…交換相互作用係数、 Mz…規格化磁化値、W1、W2…第1、第2配線、 WG…ライトギャップ、 t1、t2、tf、tm…厚さ
Claims (9)
- 磁極と、
第1シールドと、
前記磁極と前記第1シールドとの間に設けられた積層体と、
を備え、
前記積層体は、
Fe、Co及びNiからなる群から選択された少なくとも1つを含む磁性層と、
前記磁極と前記磁性層との間に設けられた非磁性の第1導電層と、
前記磁性層と前記第1シールドとの間に設けられた非磁性の第2導電層と、
を含み、
前記第1導電層は、Irを含み、
前記第1導電層から前記第2導電層への第1方向に沿う前記第1導電層の厚さは、0.3nm以上0.8nm以下であり、
前記第2導電層は、Cu、Ag、Al及びAuからなる群から選択された少なくとも1つを含む、磁気ヘッド。 - 前記第2導電層から前記第1導電層へ向かう向きに電流を通電可能な、請求項1記載の磁気ヘッド。
- 前記磁極は、
磁極部と、
前記磁極部と前記積層体との間に設けられた第1中間層と、
を含み、
前記第1中間層は、Fe、Co及びNi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1または2に記載の磁気ヘッド。 - 磁極と、
第1シールドと、
前記磁極と前記第1シールドとの間に設けられた積層体と、
を備え、
前記積層体は、
Fe、Co及びNiからなる群から選択された少なくとも1つを含む磁性層と、
前記磁極と前記磁性層との間に設けられた非磁性の第1導電層と、
前記磁性層と前記第1シールドとの間に設けられた非磁性の第2導電層と、
を含み、
前記第1導電層は、Cu、Ag、Al及びAuからなる群から選択された少なくとも1つを含み、
前記第2導電層は、Irを含み、
前記第1導電層から前記第2導電層への第1方向に沿う前記第2導電層の厚さは、0.3nm以上0.8nm以下である、磁気ヘッド。 - 前記第1導電層から前記第2導電層へ向かう向きに電流を通電可能な、請求項4記載の磁気ヘッド。
- 前記第1シールドは、
シールド部と、
前記シールド部と前記積層体との間に設けられた第2中間層と、
を含み、
前記第2中間層は、Fe、Co及びNi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4または5に記載の磁気ヘッド。 - 前記第1シールドから磁極への第1電流を流したときの前記磁極と前記第1シールドとの間の電気抵抗は、前記磁極から前記第1シールドへの第2電流を流したときの前記磁極と前記第1シールドとの間の電気抵抗とは異なる、請求項1または4に記載の磁気ヘッド。
- 前記第1導電層は、前記磁極及び前記磁性層と接し、
前記第2導電層は、前記磁性層及び前記第1シールドと接する、請求項1〜7のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。 - 請求項1〜8のいずれか1つに記載の磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドにより情報が記録される磁気記録媒体と、
前記積層体に電流を供給可能な電気回路と、
を備えた磁気記録再生装置。
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