JP7379271B2 - 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記録装置の一部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断面図である。
図2に示すように、第1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、例えば、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。
これらの図は、実施形態に係る積層体20に流れる電流jc1の大きさと、積層体20の電気抵抗との関係を模式的に示している。これらの図の横軸は、電流jc1の大きさである。図3(a)の縦軸は、積層体20の電気抵抗Rx1である。
これらの図は、電気抵抗Rx2の信号の一部をFFT(Fast Fourier Transform)処理した信号を例示している。電気抵抗Rx2の信号は、時間的に変化する成分(高周波成分)と、時間的に実質的に変化しない成分(時間的な平均値の成分)と、を含む。FFT処理においては、電気抵抗Rx2の、時間的に変化する成分が処理される。これらの図の横軸は、周波数ffである。縦軸は、信号の強度Intである。図4(a)は電流jc1が第1電流i1であるときに対応する。図4(b)は電流jc1が第3電流i3であるときに対応する。図4(c)は電流jc1が第2電流i2であるときに対応する。
図5は、磁気記録装置の特性を例示する模式図である。
図5は、第1条件CH1、第2条件CH2及び第3条件CH3の積層体20を含む磁気ヘッドの特性のシミュレーション結果を例示している。第1条件CH1においては、上記の磁気ヘッド110の構成が適用される。すなわち、第2非磁性層42は、Taであり、第2非磁性層42は、例えば、偏極したスピンを減衰させる。
図6は、磁気ヘッド110を例示している。
図7に示すように、第1実施形態に係る磁気ヘッド111においては、第4非磁性層44が設けられない。磁気ヘッド111においては、第1磁極31は、第3磁性層23と接する。磁気ヘッド111におけるこれ以外の構成は、磁気ヘッド110の構成と同様でよい。
以下、第2実施形態の例について説明する。以下の説明において、第1実施形態と同様の部分の説明は、適宜省略される。
図8に示すように、第2実施形態に係る磁気記録装置210は、磁気ヘッド120と、磁気記録媒体80と、電気回路20D(図2参照)と、を含む。磁気ヘッド120においても、積層体20は、第1磁性層21、第2磁性層22、第3磁性層23、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。この例では、第4非磁性層44が設けられている。磁気ヘッド120においても、第2磁性層22は、第1磁極31と第1磁性層21との間に設けられる。第3磁性層23は、第1磁極31と第2磁性層22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磁極32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1磁性層21との間に設けられる。第3非磁性層43は、第3磁性層23と第2磁性層22との間に設けられる。第4非磁性層44が設けされる場合において、第4非磁性層44は、第1磁極31と第3磁性層23との間に設けられる。
図9は、磁気記録装置の特性を例示する模式図である。
図9は、第4条件CH4、第5条件CH5及び第6条件CH6の積層体20を含む磁気ヘッドの特性のシミュレーション結果を例示している。第4条件CH4においては、上記の磁気ヘッド120の構成が適用される。すなわち、第2非磁性層42は、Cuであり、第2非磁性層42は、例えば、偏極したスピンを伝搬させる。
図10に示すように、第2実施形態に係る磁気ヘッド121においては、第4非磁性層44が設けられない。磁気ヘッド121においては、第1磁極31は、第3磁性層23と接する。磁気ヘッド121におけるこれ以外の構成は、磁気ヘッド120の構成と同様でよい。
図11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2磁極32から第1磁極31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、第1磁極31の媒体対向面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12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13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15(a)及び図15(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14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15(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)
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、
を含み、
前記積層体は、
第1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2磁性層と、
前記第1磁極と前記第2磁性層との間に設けられた第3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1非磁性層と、
前記第2磁性層と前記第1磁性層との間に設けられた第2非磁性層と、
前記第3磁性層と前記第2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つを含み、
前記第2磁性層は、Fe、Co及びNiの少なくとも1つを含み、
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磁性層及び前記第2磁性層は、前記第2元素を含まない、または、前記第1磁性層及び前記第2磁性層における前記第2元素の濃度は、前記第3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非磁性層は、Cu、Ag、Au、Al及びCr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、Ta、Pt、W、Mo、Ir、Ru、Tb、Rh、Cr及びPd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、Ag、Au、Al及びCrより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3非磁性層は、Crを含む、構成1記載の磁気ヘッド。
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、
を含み、
前記積層体は、
第1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2磁性層と、
前記第1磁極と前記第2磁性層との間に設けられた第3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1非磁性層と、
前記第2磁性層と前記第1磁性層との間に設けられた第2非磁性層と、
前記第3磁性層と前記第2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2磁性層は、Fe、Co及びNiの少なくとも1つを含み、前記第2磁性層は、前記第2元素を含まない、または、前記第2磁性層における前記第2元素の濃度は、前記第1磁性層における前記第2元素の濃度よりも低く、
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3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4元素と、を含み、前記第2磁性層は、前記第4元素を含まない、または、前記第2磁性層における前記第4元素の濃度は、前記第3磁性層における前記第4元素の濃度よりも低く、
前記第1非磁性層は、Cu、Ag、Au、Al及びCr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、Ag、Au、Al及びCr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、Ag、Au、Al及びCrより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非磁性層及び前記第3非磁性層は、Crを含む、構成3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磁極と接し、
前記第2非磁性層は、前記第2磁性層及び前記第1磁性層と接し、
前記第3非磁性層は、前記第3磁性層及び前記第2磁性層と接した、構成1~4のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第1磁極は、前記第3磁性層と接した、構成1~5のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記積層体は、第4非磁性層をさらに含み、
前記第4非磁性層は、前記第1磁極と前記第3磁性層との間に設けられ、
前記第4非磁性層は、Cu、Ag、Au、Al及びCrよりなる群から選択された少なくとも1つを含む、構成1~6のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第4非磁性層は、前記第1磁極及び前記第3磁性層と接した、構成7記載の磁気ヘッド。
前記第4非磁性層の厚さは、1nm以上5nm以下である、構成7または8に記載の磁気ヘッド。
前記第2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、構成1~9のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第1非磁性層の厚さは、1nm以上5nm以下である、構成1~10のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第2非磁性層の厚さは、1nm以上5nm以下である、構成1~11のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第3非磁性層の厚さは、1nm以上5nm以下である、構成1~12のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第1磁性層の厚さは、2nm以上8nm以下である、構成1~13のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第2磁性層の厚さは、2nm以上5nm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3磁性層の厚さは、2nm以上5nm以下である、構成1~15のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
構成1~16のいずれか1つに記載の磁気ヘッドと、
磁気記録媒体と、
電気回路と、
備え、
前記積層体に流れる電流が第1電流のときの前記積層体の電気抵抗は、第1抵抗であり、
前記積層体に流れる前記電流が前記第1電流よりも大きい第2電流のときに、前記積層体の前記電気抵抗は、前記第1抵抗よりも高い第2抵抗であり、
前記積層体に流れる前記電流が前記第1電流と前記第2電流との間の第3電流のときに、前記積層体の前記電気抵抗は発振し、
前記磁気ヘッドを用いて前記磁気記録媒体に情報を記録する記録動作において、前記電気回路は、前記第2電流を前記積層体に供給することが可能である、磁気記録装置。
Claims (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積層体と、
を含み、
前記積層体は、
第1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2磁性層と、
前記第1磁極と前記第2磁性層との間に設けられた第3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1非磁性層と、
前記第2磁性層と前記第1磁性層との間に設けられた第2非磁性層と、
前記第3磁性層と前記第2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つを含み、
前記第2磁性層は、Fe、Co及びNiの少なくとも1つを含み、
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磁性層及び前記第2磁性層は、前記第2元素を含まない、または、前記第1磁性層及び前記第2磁性層における前記第2元素の濃度は、前記第3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非磁性層は、Cu、Ag、Au、Al及びCr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、Ta、Pt、W、Mo、Ir、Ru、Tb、Rh、Cr及びPd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、Ag、Au、Al及びCrより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3非磁性層は、Crを含む、請求項1記載の磁気ヘッド。
- 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、
を含み、
前記積層体は、
第1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2磁性層と、
前記第1磁極と前記第2磁性層との間に設けられた第3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1非磁性層と、
前記第2磁性層と前記第1磁性層との間に設けられた第2非磁性層と、
前記第3磁性層と前記第2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2磁性層は、Fe、Co及びNiの少なくとも1つを含み、前記第2磁性層は、前記第2元素を含まない、または、前記第2磁性層における前記第2元素の濃度は、前記第1磁性層における前記第2元素の濃度よりも低く、
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3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4元素と、を含み、前記第2磁性層は、前記第4元素を含まない、または、前記第2磁性層における前記第4元素の濃度は、前記第3磁性層における前記第4元素の濃度よりも低く、
前記第1非磁性層は、Cu、Ag、Au、Al及びCr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、Ag、Au、Al及びCr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、Ag、Au、Al及びCrより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非磁性層及び前記第3非磁性層は、Crを含む、請求項3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磁極と接し、
前記第2非磁性層は、前記第2磁性層及び前記第1磁性層と接し、
前記第3非磁性層は、前記第3磁性層及び前記第2磁性層と接した、請求項1~4のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。 - 前記第1磁極は、前記第3磁性層と接した、請求項1~5のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
- 前記積層体は、第4非磁性層をさらに含み、
前記第4非磁性層は、前記第1磁極と前記第3磁性層との間に設けられ、
前記第4非磁性層は、Cu、Ag、Au、Al及びCr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1~6のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。 - 請求項1~7のいずれか1つに記載の磁気ヘッドと、
磁気記録媒体と、
電気回路と、
備え、
前記積層体に流れる電流が第1電流のときの前記積層体の電気抵抗は、第1抵抗であり、
前記積層体に流れる前記電流が前記第1電流よりも大きい第2電流のときに、前記積層体の前記電気抵抗は、前記第1抵抗よりも高い第2抵抗であり、
前記積層体に流れる前記電流が前記第1電流と前記第2電流との間の第3電流のときに、前記積層体の前記電気抵抗は発振し、
前記磁気ヘッドを用いて前記磁気記録媒体に情報を記録する記録動作において、前記電気回路は、前記第2電流を前記積層体に供給することが可能である、磁気記録装置。
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