JP7319505B2 - 磁気ヘッド及び磁気記録装置 - 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記録装置を例示する模式的斜視図である。
図3は、第1実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式的断面図である。
図1は、図3の一部の拡大図である。
図4は、参考例の磁気ヘッド118に対応する。磁気ヘッド118においては、磁極30と第1シールド31との間に、第1磁性層21及び第2磁性層22が設けられ、第3磁性層23が設けられない。磁気ヘッド118においては、磁極30と第1磁性層21との間の第1中間層41は、上記の第2群の材料を含む。第1磁性層21と第2磁性層22のとの間の第2中間層42は、上記の第1群の材料を含む。第2磁性層22と第1シールド31との間の中間層は、上記の第2群の材料を含む。
図6は、上記の磁気ヘッド110及び磁気ヘッド118について、バイアス電流密度を変えたときのSNRの改善特性のシミュレーション結果の例を示している。図6の横軸は、積層体20に供給されるバイアス電流の電流密度JB(×108A/cm2)である。図6の縦軸は、SNR(Signal-Nose-Ratio)の改善効果に関するパラメータPSNRである。パラメータPSNRは、バイアス電流密度が0の時の記録時間が2TにおけるSNR(Signal-Nose-Ratio)を基準にしたときの、バイアス電流密度が電流密度JBである時の記録時間が2TにおけるSNRに対応する。この例では、線記録密度は2300kFCIである。
これらの図の横軸は時間tm(ns)である。これらの図の縦軸は、磁化Mxを示す。図7(a)は、第1磁性層21の磁化Mx(21)、及び、第2磁性層22の磁化Mx(22)を示している。図7(b)は、第3磁性層23の磁化Mx(23)を示している。図7(c)は、磁極30の磁化Mx(30)を示している。これらの図において、バイアス電流の電流密度JBは、3×108A/cm2である。
図8は、図7(a)~図7(c)の振動特性をフーリエ変換した結果を例示している。図8の横軸は、周波数f1(GHz)である。縦軸は、磁化Mxの絶対値AMxである。図8に示すように、磁化Mxの絶対値AMxは、鋭いピークを有する。安定した発振が得られる。
図9は、第1磁性層21の第1厚さt21を変えたときのパラメータPSNRのシミュレーション結果を例示している。図9から分かるように、第1厚さt21が2.5nm以上8nm以下のときに、大きなパラメータPSNRが得られる。実施形態において、第1厚さt21が2.5nm以上8nm以下であることが好ましい。実施形態において、第1厚さt21は3nm以上7.5nm以下でも良い。より大きいパラメータPSNRが得られる。
図10は、磁気ヘッド110に対応する。図10の横軸は、積層体20に流れる電流Id1に対応する。これらの図の縦軸は、積層体20の電気抵抗Rcに対応する。電流Id1は、例えば、第1端子T1及び第2端子T2を含む電流経路に流れる電流に対応する。電流Id1は、第1磁性層21から第3磁性層23への第1向きを有する。第1向きは、例えば、第1端子T1から第2端子T2への向きに対応する。第1向きは、例えば、配線W1から配線W2への向きに対応する。電子流は、電流Id1とは逆の向きに流れる。
図11(a)~図11(d)は、磁気ヘッド110に対応する。図11(a)は、積層体20に電流が流れない状態ST0に対応する。図11(b)は、積層体20に第1電流I1が供給される第1状態ST1に対応する。図11(c)は、積層体20に第2電流I2が供給される第2状態ST2に対応する。図11(d)は、積層体20に第3電流I3が供給される第3状態ST3に対応する。
第2実施形態は、磁気記録装置210に係る。磁気記録装置210は、磁気ヘッド110と、磁気ヘッド110により情報が記録される磁気記録媒体80と、を含む。以下、実施形態に係る磁気記録装置の例について説明する。磁気記録装置は、磁気記録再生装置でも良い。磁気ヘッドは、記録部と再生部とを含んでも良い。
図12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14(a)及び図14(b)は、第2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14(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第1磁性層と、
前記第1磁性層と前記第1シールドとの間に設けられた第2磁性層と、
前記第2磁性層と前記第1シールドとの間に設けられた第3磁性層と、
前記磁極と前記第1磁性層との間に設けられ、Au、Cu、Ag、Al及びTiよりなる第1群から選択された少なくとも1つを含む第1中間層と、
前記第1磁性層と前記第2磁性層との間に設けられ、Ta、Ir、W、Mo、Cr、Tb、Rh、及びPdよりなる第2群から選択された少なくとも1つを含む第2中間層と、
前記第2磁性層と前記第3磁性層との間に設けられ、前記第1群から選択された少なくとも1つを含む第3中間層と、
前記第3磁性層と前記第1シールドとの間に設けられ、前記第2群から選択された少なくとも1つを含む第4中間層と、
を備えた、磁気ヘッド。
前記第1磁性層は、第1飽和磁束密度と、前記磁極から前記第1シールドに向かう第1方向に沿う第1厚さと、を有し、
前記第2磁性層は、第2飽和磁束密度と、前記第1方向に沿う第2厚さと、を有し、
前記第1飽和磁束密度と前記第1厚さとの第1積は、前記第2飽和磁束密度と前記第2厚さとの第2積よりも小さい、構成1記載の磁気ヘッド。
前記第3磁性層は、第3飽和磁束密度と、前記第1方向に沿う第3厚さと、を有し、
前記第1積は、前記第3飽和磁束密度と前記第3厚さとの第3積よりも大きい、構成2記載の磁気ヘッド。
前記磁極から前記第1シールドに向かう第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厚さよりも薄い、構成1記載の磁気ヘッド。
前記第1厚さは、前記第1方向に沿う前記第3磁性層の第3厚さよりも厚い、構成4記載の磁気ヘッド。
前記磁極から前記第1シールドに向かう第1方向に沿う前記第1磁性層の第1厚さは、2.5nm以上8nm以下である、構成1記載の磁気ヘッド。
前記第1方向に沿う前記第2磁性層の第2厚さは、5nmを越え15nm以下である、構成6記載の磁気ヘッド。
前記第1方向に沿う前記第3磁性層の第3厚さは、1nm以上5nm未満である、構成6または7に記載の磁気ヘッド。
前記第1方向に沿う前記第1中間層の厚さは、1nm以上4nm以下である、構成6~8のいずれか1つ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、1nm以上5nm以下である、構成6~9のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第1方向に沿う前記第3中間層の厚さは、1nm以上5nm以下である、構成6~10のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第1方向に沿う前記第4中間層の厚さは、1nm以上10nm以下である、構成6~11のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第1磁性層、前記第2中間層、前記第2磁性層、前記第3中間層及び前記第3磁性層を含む積層体の前記第1方向に沿う長さは、25nm以下である、構成6~12のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第1磁性層、前記第2中間層、前記第2磁性層、前記第3中間層及び前記第3磁性層を含む積層体に流れる電流の電流密度は、2×108cm2以上である、構成1~12のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第1中間層は、前記第1磁性層と接し、
前記第2中間層は、前記第1磁性層及び前記第2磁性層と接し、
前記第3中間層は、前記第2磁性層及び前記第3磁性層と接し、
前記第4中間層は、前記第3磁性層と接した、構成1~14のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第1中間層は、前記磁極と接した、構成15記載の磁気ヘッド。
前記第4中間層は、前記第1シールドと接した、構成16記載の磁気ヘッド。
前記第1磁性層、前記第2磁性層及び前記第3磁性層を含む積層体に前記第1磁性層から前記第3磁性層への第1向きを有する第1電流を流したときに前記積層体は第1電気抵抗を有し、
前記積層体に前記第1向きを有する第2電流を流したときに前記積層体は第2電気抵抗を有し、前記第2電流は前記第1電流よりも大きく、
前記積層体に前記第1向きを有する第3電流を流したときに前記積層体は第3電気抵抗を有し、前記第3電流は前記第2電流よりも大きく、
前記第2電気抵抗は、前記第1電気抵抗よりも高く、前記第3電気抵抗よりも高い、構成1~17のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記磁極から記録磁界が発生し、前記磁極から前記第1シールドへの電流が流れたときに、前記第1磁性層、前記第2磁性層及び前記第3磁性層を含む積層体から交流磁界が発生する、構成1~17のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
構成1~19のいずれか1つに記載の磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドにより情報が記録される磁気記録媒体と、
を備えた磁気記録装置。
Claims (7)
- 磁極と、
第1シールドと、
前記磁極と前記第1シールドとの間に設けられた第1磁性層と、
前記第1磁性層と前記第1シールドとの間に設けられた第2磁性層と、
前記第2磁性層と前記第1シールドとの間に設けられた第3磁性層と、
前記磁極と前記第1磁性層との間に設けられ、Au、Cu、Ag、Al及びTiよりなる第1群から選択された少なくとも1つを含む第1中間層と、
前記第1磁性層と前記第2磁性層との間に設けられ、Ta、Ir、W、Mo、Cr、Tb、Rh、及びPdよりなる第2群から選択された少なくとも1つを含む第2中間層と、
前記第2磁性層と前記第3磁性層との間に設けられ、前記第1群から選択された少なくとも1つを含む第3中間層と、
前記第3磁性層と前記第1シールドとの間に設けられ、前記第2群から選択された少なくとも1つを含む第4中間層と、
を備え、
前記第1磁性層は、第1飽和磁束密度と、前記磁極から前記第1シールドに向かう第1方向に沿う第1厚さと、を有し、
前記第2磁性層は、第2飽和磁束密度と、前記第1方向に沿う第2厚さと、を有し、
前記第1飽和磁束密度と前記第1厚さとの第1積は、前記第2飽和磁束密度と前記第2厚さとの第2積よりも小さく、
前記第3磁性層は、第3飽和磁束密度と、前記第1方向に沿う第3厚さと、を有し、
前記第1積は、前記第3飽和磁束密度と前記第3厚さとの第3積よりも大きい、磁気ヘッド。 - 前記第1中間層は、前記第1磁性層と接し、
前記第2中間層は、前記第1磁性層及び前記第2磁性層と接し、
前記第3中間層は、前記第2磁性層及び前記第3磁性層と接し、
前記第4中間層は、前記第3磁性層と接した、請求項1記載の磁気ヘッド。 - 前記第1中間層は、前記磁極と接した、請求項2記載の磁気ヘッド。
- 前記第4中間層は、前記第1シールドと接した、請求項3記載の磁気ヘッド。
- 前記第1磁性層、前記第2磁性層及び前記第3磁性層を含む積層体に前記第1磁性層から前記第3磁性層への第1向きを有する第1電流を流したときに前記積層体は第1電気抵抗を有し、
前記積層体に前記第1向きを有する第2電流を流したときに前記積層体は第2電気抵抗を有し、前記第2電流は前記第1電流よりも大きく、
前記積層体に前記第1向きを有する第3電流を流したときに前記積層体は第3電気抵抗を有し、前記第3電流は前記第2電流よりも大きく、
前記第2電気抵抗は、前記第1電気抵抗よりも高く、前記第3電気抵抗よりも高い、請求項1~4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第1磁性層と、
前記第1磁性層と前記第1シールドとの間に設けられた第2磁性層と、
前記第2磁性層と前記第1シールドとの間に設けられた第3磁性層と、
前記磁極と前記第1磁性層との間に設けられ、Au、Cu、Ag、Al及びTiよりなる第1群から選択された少なくとも1つを含む第1中間層と、
前記第1磁性層と前記第2磁性層との間に設けられ、Ta、Ir、W、Mo、Cr、Tb、Rh、及びPdよりなる第2群から選択された少なくとも1つを含む第2中間層と、
前記第2磁性層と前記第3磁性層との間に設けられ、前記第1群から選択された少なくとも1つを含む第3中間層と、
前記第3磁性層と前記第1シールドとの間に設けられ、前記第2群から選択された少なくとも1つを含む第4中間層と、
を備え、
前記第1磁性層、前記第2磁性層及び前記第3磁性層を含む積層体に前記第1磁性層から前記第3磁性層への第1向きを有する第1電流を流したときに前記積層体は第1電気抵抗を有し、
前記積層体に前記第1向きを有する第2電流を流したときに前記積層体は第2電気抵抗を有し、前記第2電流は前記第1電流よりも大きく、
前記積層体に前記第1向きを有する第3電流を流したときに前記積層体は第3電気抵抗を有し、前記第3電流は前記第2電流よりも大きく、
前記第2電気抵抗は、前記第1電気抵抗よりも高く、前記第3電気抵抗よりも高い、磁気ヘッド。 - 請求項1~6のいずれか1つに記載の磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドにより情報が記録される磁気記録媒体と、
を備えた磁気記録装置。
Priority Applications (3)
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