JP7383576B2 - 磁気ヘッド及び磁気記録装置 - Google Patents

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。

特開２００８－２７７５８６号公報

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２磁性層と前記第２磁極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３磁性層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磁性層から前記第２磁性層への第１方向に対して垂直で前記第１磁極の媒体対向面に沿う第２方向に沿う、前記第１磁極の第１磁極長さは、前記第２方向に沿う前記第２磁極の第２磁極長さよりも短い。前記第１方向に対して垂直な第３方向に沿う前記第１磁性層の第１磁性層長さは、前記第３方向に沿う前記第２磁性層の第２磁性層長さよりも長い。

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３は、参考例の磁気ヘッドにおける特性を例示するグラフ図である。 図４（ａ）及び図４（ｂ）は、磁気ヘッドを例示する模式的断面図である。 図５（ａ）及び図５（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６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７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８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９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１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、第２実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。 図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、第２実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。 図１２は、第２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１３は、第２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１４は、第２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１５は、第２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１６は、参考例の磁気ヘッドを例示する模式的平面図である。 図１７は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。 図１８は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。 図１９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２０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２１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２２（ａ）及び図２２（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。

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。

（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。

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３磁性層２３、第１非磁性層４１、第２非磁性層４２、第３非磁性層４３及び第４非磁性層４４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３磁性層２３は、第２磁性層２２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３磁性層２３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。第４非磁性層４４は、第３磁性層２３と第２磁極３２との間に設けられる。

第１非磁性層４１は、例えば、第１磁性層２１と第２磁性層２２と接して良い。第２非磁性層４２は、例えば、第２磁性層２２と第３磁性層２３と接して良い。第３非磁性層４３は、例えば、第１磁極３１と第１磁性層２１と接して良い。第４非磁性層４４は、例えば、第３磁性層２３と第２磁極３２と接して良い。

図１（ａ）に示すように、この例では、第１磁性層２１から第２磁性層２２への第１方向Ｄ１は、第１磁極３１の媒体対向面３０Ｆに対して傾斜する。第１方向Ｄ１は、積層体２０の積層方向に対応する。

第１方向Ｄ１に対して垂直で、第１磁極３１の媒体対向面３０Ｆに沿う方向を第２方向Ｄ２とする。第２方向Ｄ２は、例えば、Ｙ軸方向（クロストラック方向）である。

図１（ｂ）に示すように、第２方向Ｄ２に沿う第１磁極３１の長さを第１磁極長さｗ１とする。第２方向Ｄ２に沿う第２磁極３２の長さを第２磁極長さｗ２とする。これらの長さは、幅でも良い。第１磁極長さｗ１は、第２磁極長さｗ２よりも短い。

第１磁極長さｗ１は、実用的に、第１磁極３１のＸ軸方向の中心位置における、第１磁極３１の第２方向Ｄ２（Ｙ軸方向）に沿う長さとして良い。第２磁極長さｗ２は、実用的に、第２磁極３２のＸ軸方向の中心位置における、第２磁極３２の第２方向Ｄ２（Ｙ軸方向）に沿う長さとして良い。

第１磁極長さｗ１が第２磁極長さｗ２よりも短いことで、第１磁極３１からの磁界が、第２磁極３２に入り易くなり、第２磁極３２がトレーリングシールドとして機能し易い。

図１（ａ）に示すように、第１方向Ｄ１に対して垂直な１つの方向を第３方向Ｄ３とする。この例では、第３方向Ｄ３は、第２方向Ｄ２と交差する。第３方向Ｄ３は、例えば、第２方向Ｄ２に対して垂直である。この例では、第１方向Ｄ１が媒体対向面３０Ｆに対して傾斜しているため、第３方向Ｄ３は、媒体対向面３０Ｆに対して傾斜する。

第３方向Ｄ３に沿う第１磁性層２１の長さを第１磁性層長さＬ２１とする。第３方向Ｄ３に沿う第２磁性層２２の長さを第２磁性層長さＬ２２とする。第１磁性層長さＬ２１は、第２磁性層長さＬ２２よりも長い。後述するように、このような長さの関係により、積層体２０において安定した発振が得やすくなる。

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（ａ）及び図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。第３磁性層２３は、スピン注入層として機能する。第３磁性層２３の磁化は、特定の方向に固定されない。動作中において、第３磁性層２３の磁化の向きは、変化可能である。

例えば、第１磁極３１で反射したスピントルクが第１磁性層２１に作用する。例えば、第３磁性層２３からの透過のスピントルクが第２磁性層２２に注入される。第１磁性層２１及び第２磁性層２２において、互いに逆向きの磁化が生じ、これらの磁化が安定して発振し易くなると考えられる。

以下、積層体２０における発振の挙動の例について説明する。
図３は、参考例の磁気ヘッドにおける特性を例示するグラフ図である。
図３の横軸は、積層体２０に流れる電流密度Ｊｃである。縦軸は、発振強度ＯＳ（相対値）である。図３に例示する第１構成ＣＦ１及び第２構成ＣＦ２において、積層体２０は、１つの発振層と、１つのスピン注入層と、を含む一般的なＳＴＯである。第１構成ＣＦ１は、積層体２０が主磁極とトレーリングシールドとの間に設けられない場合の測定結果を示しており、積層体２０単体の特性に対応する。第２構成ＣＦ２は、第１構成ＣＦ１同じ積層体２０が、主磁極とトレーリングシールドとの間に設けられた場合の測定結果に対応する。

図３に示すように、積層体２０が主磁極とトレーリングシールドとの間に設けられない第１構成ＣＦ１においては、低い電流密度Ｊｃで発振が生じる。これに対して、積層体２０が主磁極とトレーリングシールドとの間に設けられる第２構成ＣＦ２においては、電流密度Ｊｃを高くしても、十分な発振が得られないことが分かった。

積層体２０が主磁極とトレーリングシールドとの間に設けられる第２構成ＣＦ２において十分な発振が得られないのは、積層体２０の発振層の磁化と、主磁極またはトレーリングシールドの磁化と、が相互作用することが原因であると考えられる。主磁極のクロストラック方向の幅は、トレーリングシールドのクロストラック方向の幅よりも小さい。このことから、主磁極の磁化が、積層体２０の磁化の影響を受け易いと考えられる。例えば、主磁極の磁化が、積層体２０の磁化と、共振している可能性がある。一方、トレーリングシールドのサイズは大きいため、トレーリングシールドにおける積層体２０からの影響は小さく、無視できると考えられる。

主磁極の磁化が積層体２０の磁化と共振する場合、共振を利用することで、積層体２０における発振を安定化させることができる。一方、トレーリングシールドにおいて共振が生じない場合は、積層体２０からトレーリングシールドの磁化に与える影響はノイズとなる。

したがって、積層体２０からトレーリングシールドの磁化に与える影響を小さくしつつ、積層体２０から主磁極の磁化に与える影響を大きくすることで、ノイズを抑制しつつ、安定した発振が得やすくなる。

図４（ａ）及び図４（ｂ）は、磁気ヘッドを例示する模式的断面図である。
図４（ａ）は、実施形態に係る磁気ヘッド１１０に対応する。磁気ヘッド１１０においては、第１磁性層２１のサイズ（第１磁性層長さＬ２１、図１（ａ）参照）は、第２磁性層２２のサイズ（第２磁性層長さＬ２２、図１（ａ）参照）よりも大きい。図４（ｂ）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、第１磁性層２１のサイズは、第２磁性層２２のサイズと同じである。例えば、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、第１磁性層２１の磁化２１Ｍと、第２磁性層２２の磁化２２Ｍが反平行である。

図４（ｂ）に示すように、第１磁性層２１の影響による磁界３１Ｍが、第１磁極３１に生じる。第２磁性層２２の影響による磁界３２Ｍが、第２磁極３２に生じる。参考例の磁気ヘッド１１８においては、第１磁性層２１のサイズが第２磁性層２２のサイズと同じであるため、磁界３１Ｍは、磁界３２Ｍと実質的に同じになる。

これに対して、図４（ａ）に示すように、第１磁性層２１のサイズが第２磁性層２２のサイズよりも大きい磁気ヘッド１１０の場合、第１磁性層２１の影響による磁界３１Ｍが大きくなり、第２磁性層２２の影響による磁界３２Ｍが小さい、または、実質的に生じない。

このように、実施形態に係る磁気ヘッド１１０においては、第１磁性層長さＬ２１を第２磁性層長さＬ２２よりも長くすることで、第１磁極３１における磁界３１Ｍを大きくできる。そして、第２磁極３２における磁界３２Ｍを抑制できる。これにより、第１磁極３１と積層体２０との相互作用を大きくできる。第２磁極３２で生じるノイズを抑制できる。

実施形態においては、積層体２０おいて安定した発振が得やすい。これにより、安定したＭＡＭＲが実施できる。実施形態によれば、記録密度の向上が可能な磁気ヘッドを提供できる。

実施形態において、第１非磁性層４１は、例えば、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａ及びＷよりなる群から選択された少なくとも１つの第１元素を含む。第１方向Ｄ１に沿う第１非磁性層４１の厚さを第１非磁性層厚さｔ４１（図１（ｂ）参照）とする。実施形態において、第１非磁性層厚さｔ４１は、例えば、０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下である。このような構成により、第１磁性層２１及び第２磁性層２２は、反強磁性結合し易い。

第１磁性層２１及び第２磁性層２２が反強磁性結合することで、例えば、積層体２０から発生する交流磁界の垂直成分（Ｚ軸方向に沿う成分）が抑制される。一方、交流磁界の面内成分（Ｘ－Ｙ平面に沿う成分）は、強まる。実施形態において、積層体２０から発生する交流磁界の垂直成分（Ｚ軸方向に沿う成分）が抑制されることで、例えば、ＳＮＲが向上する。

実施形態において、第１磁性層２１の磁気厚さは、第２磁性層２２の磁気厚さと実質的に同じで良い。例えば、第１方向Ｄ１に沿う第１磁性層２１の厚さ（第１磁性層厚さｔ２１）と、第１磁性層２１の飽和磁化と、の第１積は、第１方向Ｄ１に沿う第２磁性層２２の厚さ（第２磁性層厚さｔ２２）と、第２磁性層２２の飽和磁化と、の第２積と実質的に同じで良い。例えば、第１積は、第２積の０．８倍以上１．２５倍以下で良い。

例えば、第２磁性層厚さｔ２２は、第１磁性層厚さｔ２１の０．８倍以上１．２５倍以下で良い。

実施形態において、第１磁性層厚さｔ２１は、例えば、５ｎｍ以上１５ｎｍ以下である。１つの例において、第１磁性層厚さｔ２１は、例えば、８ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。第２磁性層厚さｔ２２は、例えば、５ｎｍ以上１５ｎｍ以下である。１つの例において、第２磁性層厚さｔ２２は、例えば、８ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。

第１方向Ｄ１に沿う第３磁性層２３の厚さを第３磁性層厚さｔ２３（図１（ｂ）参照）とする。第３磁性層厚さｔ２３は、例えば、第１磁性層厚さｔ２１よりも薄く、第２磁性層厚さｔ２２よりも薄い。第３磁性層厚さｔ２３は、例えば、第１磁性層厚さｔ２１の０．７倍以下であり、第２磁性層厚さｔ２２の０．７倍以下である。第３磁性層厚さｔ２３は、例えば、１ｎｍ以上６ｎｍ以下である。第３磁性層厚さｔ２３は、例えば、１ｎｍ以上５ｎｍ以下でも良い。

第１方向Ｄ１に沿う第２非磁性層４２の厚さを第２非磁性層厚さｔ４２（図１（ｂ）参照）とする。第２非磁性層厚さｔ４２は、例えば、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である。第１方向Ｄ１に沿う第３非磁性層４３の厚さを第３非磁性層厚さｔ４３（図１（ｂ）参照）とする。第３非磁性層厚さｔ４３は、例えば、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である。第１方向Ｄ１に沿う第４非磁性層４４の厚さを第４非磁性層厚さｔ４４（図１（ｂ）参照）とする。第４非磁性層厚さｔ４４は、例えば、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である。このような厚さにより、例えば、層間のスピン伝導が容易になる。例えば、と第３磁性層２３の磁化の変化が容易になる。例えば、安定した発振が得やすくなる。

実施形態において、第１磁性層２１は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含む。第２磁性層２２は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含む。第３磁性層２３は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含む。これらの磁性層は、例えば、正のスピン分極を有する。

実施形態において、第２非磁性層４２及び第３非磁性層４３は、例えば、Ｃｕ、Ａｕ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２非磁性層４２及び第３非磁性層４３において、例えば、高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。

実施形態において、第４非磁性層４４は、例えば、Ｔａ、Ｒｕ、Ｉｒ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。第４非磁性層４４において、例えば、スピン伝導を抑制する効果が得られる。例えば、安定した発振が得やすくなる。

磁気ヘッド１１０において、第１方向Ｄ１と媒体対向面３０Ｆとの間の角度θ１（図１（ａ）参照）は、例えば、１０度以上３０度以下でよい。

図５（ａ）及び図５（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５（ａ）は、断面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）の矢印ＡＲ１から見た平面図である。
図５（ａ）に示すように、磁気ヘッド１１１の記録部６０も、第１磁極３１と、第２磁極３２と、第１磁極３１と第２磁極３２との間に設けられた積層体２０と、を含む。図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、積層体２０は、第１～第３磁性層２１～２３、及び、第１～第３非磁性層４１～４３を含む。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３磁性層２３は、第２磁性層２２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３磁性層２３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磁性層２３は、第２磁極３２と接して良い。

磁気ヘッド１１１においては、第１磁性層２１は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含む。第２磁性層２２は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含む。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２１及び第２磁性層２２は、上記の第２元素を含まない。または、第１磁性層２１及び第２磁性層２２における第２元素の濃度は、第３磁性層２３における第２元素の濃度よりも低い。

例えば、第１磁性層２１及び第２磁性層２２は、正のスピン分極を有する。第３磁性層２３は、負のスピン分極を有する。

磁気ヘッド１１１における上記以外の構成として、磁気ヘッド１１０に関して説明した構成を適用して良い。例えば、第１磁性層長さＬ２１は、第２磁性層長さＬ２２よりも長い。磁気ヘッド１１１においても、安定した発振が得られる。

例えば、図５（ｂ）に示すように、積層体２０に電流ｉｃが供給される。電流ｉｃは、電気回路２０Ｄ（図２参照）から供給される。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。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。

図６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６に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド１１２においては、第１方向Ｄ１（積層方向）は、媒体対向面３０Ｆに沿っている。磁気ヘッド１１２においても、例えば、第１磁性層長さＬ２１は、第２磁性層長さＬ２２よりも長い。磁気ヘッド１１２におけるこれ以外の構成は、磁気ヘッド１１０と同様で良い。

図７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７に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド１１３においては、第１方向Ｄ１（積層方向）は、媒体対向面３０Ｆに沿っている。磁気ヘッド１１３においても、例えば、第１磁性層長さＬ２１は、第２磁性層長さＬ２２よりも長い。磁気ヘッド１１３におけるこれ以外の構成は、磁気ヘッド１１１と同様で良い。

図８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８は、図１（ａ）の矢印ＡＲ１から見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１１４において、積層体２０は、第１～第３磁性層２１～２３、及び、第１～第４非磁性層４１～４４を含む。図８に示すように、第３方向Ｄ３は、第２方向Ｄ２（Ｙ軸方向であり、クロストラック方向）に沿っている。第３方向Ｄ３に沿う第１磁性層２１の第１磁性層長さＬ２１は、第３方向Ｄ３に沿う第２磁性層２２の第２磁性層長さＬ２２よりも長い。磁気ヘッド１１４におけるこれ以外の構成は、磁気ヘッド１１０と同様で良い。

図９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９は、図５（ａ）の矢印ＡＲ１から見た平面図に対応する。図９に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド１１５において、積層体２０は、第１～第３磁性層２１～２３、及び、第１～第３非磁性層４１～４３を含む。図９に示すように、第３方向Ｄ３は、第２方向Ｄ２（Ｙ軸方向であり、クロストラック方向）に沿っている。第３方向Ｄ３に沿う第１磁性層２１の第１磁性層長さＬ２１は、第３方向Ｄ３に沿う第２磁性層２２の第２磁性層長さＬ２２よりも長い。磁気ヘッド１１５におけるこれ以外の構成は、磁気ヘッド１１１と同様で良い。

磁気ヘッド１１２～１１５においても、安定した発振が得られる。

（第２実施形態）
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、第２実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。
図１０（ａ）は、断面図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の矢印ＡＲ１から見た平面図である。
図１０（ａ）に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド１２０も、第１磁極３１と、第２磁極３２と、第１磁極３１と第２磁極３２との間に設けられた積層体２０と、を含む。磁気ヘッド１２０において、積層体２０に含まれる複数の層の順番が、磁気ヘッド１１０における複数の層の順番と異なる。磁気ヘッド１２０におけるこれ以外の構成は、磁気ヘッド１１０の構成と同様で良い。

図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、磁気ヘッド１２０において、積層体２０は、第１～第３磁性層２１～２３、及び、第１～第４非磁性層４１～４４を含む。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２磁性層２２と第１磁性層２１との間に設けられる。第２非磁性層４２は、第３磁性層２３と第２磁性層２２との間に設けられる。第３非磁性層４３は、第１磁性層２１と第２磁極３２の間に設けられる。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１０（ｂ）に示すように、積層体２０に電流ｉｃが供給される。電流ｉｃは、電気回路２０Ｄ（図２参照）から供給される。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。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、第２磁極３２で反射したスピントルクが第１磁性層２１に作用する。例えば、第３磁性層２３からの透過のスピントルクが第２磁性層２２に注入される。第１磁性層２１及び第２磁性層２２において、互いに逆向きの磁化が生じ、これらの磁化が安定して発振し易くなると考えられる。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。第３磁性層２３は、スピン注入層として機能する。第３磁性層２３の磁化は、特定の方向に固定されない。磁気ヘッド１２０において、ＭＡＭＲが実施可能である。

第２磁性層２２から第１磁性層２１への方向を第１方向Ｄ１とする。第１方向Ｄ１に対して垂直で第１磁極３１の媒体対向面３０Ｆに沿う方向を第２方向Ｄ２とする。第２方向Ｄ２は、例えば、Ｙ軸方向（クロストラック方向）である。図１０（ｂ）に示すように、第２方向Ｄ２に沿う第１磁極３１の第１磁極長さｗ１は、第２方向Ｄ２に沿う第２磁極３２の第２磁極長さｗ２よりも短い。

図１０（ａ）に示すように、第１方向Ｄ１に対して垂直な１つの方向を第３方向Ｄ３とする。この例では、第３方向Ｄ３は第２方向Ｄ２と交差する。この例では、第１方向Ｄ１は、媒体対向面３０Ｆに対して傾斜している。第３方向Ｄ３は、媒体対向面３０Ｆに対して傾斜している。第３方向Ｄ３に沿う第２磁性層２２の第２磁性層長さＬ２２は、第３方向Ｄ３に沿う第１磁性層２１の第１磁性層長さＬ２１よりも長い。

このような構成により、第１磁極３１における磁界３１Ｍを大きくできる。そして、第２磁極３２における磁界３２Ｍを抑制できる。これにより、第１磁極３１と積層体２０との相互作用を大きくできる。第２磁極３２で生じるノイズを抑制できる。

実施形態においては、積層体２０おいて安定した発振が得やすい。これにより、安定したＭＡＭＲが実施できる。実施形態によれば、記録密度の向上が可能な磁気ヘッドを提供できる。

磁気ヘッド１２０において、磁気ヘッド１１０に関して説明した構成が適用できる。例えば、磁気ヘッド１２０において、第１非磁性層４１は、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａ及びＷよりなる群から選択された少なくとも１つの第１元素を含む。第１方向Ｄ１に沿う第１非磁性層４１の第１非磁性層厚さｔ４１（図１０（ｂ）参照）は、例えば、０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下である。第１磁性層２１及び第２磁性層２２が反強磁性結合することで、例えば、第１磁性層２１の磁化による磁界と、第２磁性層２２の磁化による磁界と、が実質的にキャンセルされる。これにより、積層体２０から発生する交流磁界の垂直成分（Ｚ軸方向に沿う成分）が抑制される。一方、交流磁界の面内成分（Ｘ－Ｙ平面に沿う成分）は、強まる。実施形態において、積層体２０から発生する交流磁界の垂直成分（Ｚ軸方向に沿う成分）が抑制されることで、例えば、ＳＮＲが向上する。

図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、第２実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。
図１１（ａ）は、断面図である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の矢印ＡＲ１から見た平面図である。
図１１（ａ）に示すように、磁気ヘッド１２１の記録部６０も、第１磁極３１と、第２磁極３２と、第１磁極３１と第２磁極３２との間に設けられた積層体２０と、を含む。図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、積層体２０は、第１～第３磁性層２１～２３、及び、第１～第３非磁性層４１～４３を含む。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３磁性層２３は、第２磁性層２２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３磁性層２３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磁性層２３は、第２磁極３２と接して良い。

磁気ヘッド１２１においては、第１磁性層２１は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含む。第２磁性層２２は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含む。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２１及び第２磁性層２２は、上記の第２元素を含まない。または、第１磁性層２１及び第２磁性層２２における第２元素の濃度は、第３磁性層２３における第２元素の濃度よりも低い。

例えば、第１磁性層２１及び第２磁性層２２は、正のスピン分極を有する。第３磁性層２３は、負のスピン分極を有する。

磁気ヘッド１２１における上記以外の構成として、磁気ヘッド１２０に関して説明した構成を適用して良い。例えば、第１磁性層長さＬ２１は、第２磁性層長さＬ２２よりも長い。磁気ヘッド１２１においても、安定した発振が得られる。

例えば、図１１（ｂ）に示すように、積層体２０に電流ｉｃが供給される。電流ｉｃは、電気回路２０Ｄ（図２参照）から供給される。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。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。

図１２は、第２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１２に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド１２２においては、第１方向Ｄ１（積層方向）は、媒体対向面３０Ｆに沿っている。磁気ヘッド１２２においても、例えば、第１磁性層長さＬ２１は、第２磁性層長さＬ２２よりも長い。磁気ヘッド１２２におけるこれ以外の構成は、磁気ヘッド１２０と同様で良い。

図１３は、第２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１３に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド１２３においては、第１方向Ｄ１（積層方向）は、媒体対向面３０Ｆに沿っている。磁気ヘッド１２３においても、例えば、第１磁性層長さＬ２１は、第２磁性層長さＬ２２よりも長い。磁気ヘッド１２３におけるこれ以外の構成は、磁気ヘッド１２１と同様で良い。

図１４は、第２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１４は、図１０（ａ）の矢印ＡＲ１から見た平面図に対応する。図１４に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド１２４において、積層体２０は、第１～第３磁性層２１～２３、及び、第１～第４非磁性層４１～４４を含む。図１４に示すように、第３方向Ｄ３は、第２方向Ｄ２（Ｙ軸方向であり、クロストラック方向）に沿っている。第３方向Ｄ３に沿う第１磁性層２１の第１磁性層長さＬ２１は、第３方向Ｄ３に沿う第２磁性層２２の第２磁性層長さＬ２２よりも長い。磁気ヘッド１２４におけるこれ以外の構成は、磁気ヘッド１２０と同様で良い。

図１５は、第２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１５は、図１１（ａ）の矢印ＡＲ１から見た平面図に対応する。図１５に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド１２５において、積層体２０は、第１～第３磁性層２１～２３、及び、第１～第３非磁性層４１～４３を含む。図１５に示すように、第３方向Ｄ３は、第２方向Ｄ２（Ｙ軸方向であり、クロストラック方向）に沿っている。第３方向Ｄ３に沿う第１磁性層２１の第１磁性層長さＬ２１は、第３方向Ｄ３に沿う第２磁性層２２の第２磁性層長さＬ２２よりも長い。磁気ヘッド１２５におけるこれ以外の構成は、磁気ヘッド１２１と同様で良い。

磁気ヘッド１２２～１２５においても、安定した発振が得られる。

磁気ヘッド１１１～１１５、及び、磁気ヘッド１２０～１２５において、第１～第３磁性層２１～２３、及び、第１～第３非磁性層４１～４３には、磁気ヘッド１１０に関して説明した構成が適用されても良い。

例えば、磁気ヘッド１１１～１１５、及び、磁気ヘッド１２０～１２５において、第１磁性層２１の磁気厚さは、第２磁性層２２の磁気厚さの０．８倍以上１．２５倍以下で良い。例えば、第２磁性層厚さｔ２２は、第１磁性層厚さｔ２１の０．８倍以上１．２５倍以下で良い。第１磁性層厚さｔ２１は、例えば、５ｎｍ以上１５ｎｍ以下である。第２磁性層厚さｔ２２は、例えば、５ｎｍ以上１５ｎｍ以下である。

第３磁性層厚さｔ２３は、例えば、第１磁性層厚さｔ２１よりも薄く、第２磁性層厚さｔ２２よりも薄い。第３磁性層厚さｔ２３は、例えば、第１磁性層厚さｔ２１の０．７倍以下であり、第２磁性層厚さｔ２２の０．７倍以下である。第１～第３磁性層２１～２３は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含む。

磁気ヘッド１１１～１１５、及び、磁気ヘッド１２０～１２５において、第２非磁性層４２及び第３非磁性層４３は、例えば、Ｃｕ、Ａｕ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２非磁性層厚さｔ４２は、例えば、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である。第３非磁性層厚さｔ４３は、例えば、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である。

実施形態に係る磁気ヘッド１１１～１１５、及び、１２０～１２５は、既に説明した電気回路２０Ｄ（図２参照）と共に用いられても良い。実施形態に係る磁気ヘッド及び電気回路２０Ｄは、実施形態に係る磁気記録装置２１０（図２参照）に含まれる。磁気記録装置２１０は、磁気記録媒体８０を含んでも良い。

図１６は、参考例の磁気ヘッドを例示する模式的平面図である。
図１６に示すように、参考例の磁気ヘッド１１９においては、積層体２０は、磁性層２５ａ、磁性層２５ｂ、及び、磁性層２５ｃを含む。磁性層２５ｂは、第１磁極３１と、磁性層２５ａとの間に設けられる。磁性層２５ｃは、磁性層２５ａと第２磁極３２との間に設けられる。第１磁極３１と磁性層２５ｂとの間に、非磁性層４５ａが設けられる。磁性層２５ｂと磁性層２５ａとの間に、非磁性層４５ｂが設けられる。磁性層２５ａと磁性層２５ｃとの間に、非磁性層４５ｃが設けられる。磁性層２５ｃと第２磁極３２との間に、非磁性層４５ｄが設けられる。磁気ヘッド１１９においては、磁性層２５ａは、発振層として機能する。磁性層２５ｂ及び磁性層２５ｃは、スピン注入層として機能する。磁気ヘッド１１９においては、磁性層２５ｂ及び磁性層２５ｃの両方からスピンが磁性層２５ａに注入される。

以下、参考例の磁気ヘッド１１９と、実施形態に係る磁気ヘッド１２０と、の特性のシミュレーション結果の例について説明する。磁気ヘッド１１９のシミュレーションのモデルにおいて、磁性層２５ａの厚さは９ｎｍであり、磁性層２５ｂ及び磁性層２５ｃのそれぞれの厚さは、６ｎｍである。第１磁極３１と第２磁極３２との間の距離（記録ギャップ）は、２７ｎｍである。

磁気ヘッド１２０のシミュレーションのモデルにおいて、第１磁性層２１の厚さ（第１磁性層厚さｔ２１）は９ｎｍであり、第２磁性層２２の厚さ（第２磁性層厚さｔ２２）は９ｎｍである。第３磁性層２３の厚さ（第３磁性層厚さｔ２３）は、２ｎｍである。磁気ヘッド１２０において、第１磁極３１と第２磁極３２との間の距離（記録ギャップ）は、２７ｎｍである。

図１７は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。
図１７の横軸は、Ｘ軸方向における位置ＤＸである。０ｎｍの位置ＤＸは、第１磁極３１のＸ軸方向における端（第２磁極３２に対向する側の端）に対応する。図１７の縦軸は、ＳＮ比ＳＮＲ（signal to noise ratio）である。この例では、線記録密度が２８００ｋＦＣＩ（Flux Change per Inch）で「２Ｔ」の記録におけるＳＮ比ＳＮＲが示されている。図１７において、位置ＤＸが約１０ｎｍ以上約１７．５ｎｍ以下の範囲において、実用的な記録が可能である。

図１７に示すように、参考例の磁気ヘッド１１９においては、位置ＤＸに関する実用的な範囲において、ＳＮ比ＳＮＲは、２以上４以下程度である。これに対して、実施形態に係る磁気ヘッド１２０においては、位置ＤＸに関する実用的な範囲において、ＳＮ比ＳＮＲは、８以上９．５以下程度である。このように、実施形態においては、参考例と比べて、高いＳＮ比ＳＮＲが得られる。

実施形態において高いＳＮ比ＳＮＲが得られるのは、回転磁界（交流磁界）のＺ軸方向に沿う成分が抑制されることが原因であると考えられる。

図１８は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。
図１８の横軸は、Ｘ軸方向における位置ＤＸである。０ｎｍの位置ＤＸは、第１磁極３１のＸ軸方向における端（第２磁極３２に対向する側の端）に対応する。図１８の縦軸は、記録幅ＷＷである。この例では、線記録密度が２８００ｋＦＣＩ（Flux Change per Inch）で「２Ｔ」の記録における記録幅ＷＷが示されている。記録幅ＷＷは、記録再生において得られる信号強度がピーク強度の５０％以上である範囲に対応する。

図１８に示すように、参考例の磁気ヘッド１１９においては、位置ＤＸに関する実用的な範囲において、記録幅ＷＷは、６６ｎｍ以上６８ｎｍ以下程度である。これに対して、実施形態に係る磁気ヘッド１２０においては、位置ＤＸに関する実用的な範囲において、記録幅ＷＷは、４６ｎｍ以上４８ｎｍ以下程度である。このように、実施形態においては、参考例と比べて、小さい記録幅ＷＷが得られる。

実施形態において小さい記録幅ＷＷが得られるのは、回転磁界（交流磁界）のＺ軸方向に沿う成分が抑制されることが原因であると考えられる。

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。以下の説明は、第１実施形態及び第２実施形態に係る磁気ヘッド（磁気ヘッド１１０～１１５及び１２０～１２５など）及びその変形に適用できる。

図１９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１９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１９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２０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２０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Ａｌ_２Ｏ_３／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２１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２２（ａ）及び図２２（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２１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２２（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２２（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２２（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２２（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２磁性層と前記第２磁極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３磁性層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磁性層から前記第２磁性層への第１方向に対して垂直で前記第１磁極の媒体対向面に沿う第２方向に沿う、前記第１磁極の第１磁極長さは、前記第２方向に沿う前記第２磁極の第２磁極長さよりも短く、
前記第１方向に対して垂直な第３方向に沿う前記第１磁性層の第１磁性層長さは、前記第３方向に沿う前記第２磁性層の第２磁性層長さよりも長い、磁気ヘッド。

（構成２）
前記第３方向は、前記第２方向と交差した、構成１記載の磁気ヘッド。

（構成３）
前記第１方向は、前記媒体対向面に対して傾斜した、構成２記載の磁気ヘッド。

（構成４）
前記第３方向は、前記第２方向に沿う、構成１記載の磁気ヘッド。

（構成５）
前記積層体は、前記第３磁性層と前記第２磁極との間に設けられた第４非磁性層をさらに含み、
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、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い、構成１～４のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。

（構成７）
前記第３磁性層は、前記第２磁極と接した、構成６記載の磁気ヘッド。

（構成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、
を備え、
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２磁性層と前記第１磁性層との間に設けられた第１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２非磁性層と、
前記第１磁性層と前記第２磁極との間に設けられた第３非磁性層と、
を含み、
前記第２磁性層から前記第１磁性層への第１方向に対して垂直で前記第１磁極の媒体対向面に沿う第２方向に沿う、前記第１磁極の第１磁極長さは、前記第２方向に沿う前記第２磁極の第２磁極長さよりも短く、
前記第１方向に対して垂直な第３方向に沿う前記第２磁性層の第２磁性層長さは、前記第３方向に沿う前記第１磁性層の第１磁性層長さよりも長い、磁気ヘッド。

（構成９）
前記第３方向は、前記第２方向と交差した、構成８記載の磁気ヘッド。

（構成１０）
前記第１方向は、前記媒体対向面に対して傾斜した、構成９記載の磁気ヘッド。

（構成１１）
前記第３方向は、前記第２方向に沿う、構成８記載の磁気ヘッド。

（構成１２）
前記積層体は、前記第１磁極と前記第３磁性層との間に設けられた第４非磁性層をさらに含み、
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、構成８～１１のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。

（構成１３）
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い、構成８～１１のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。

（構成１４）
前記第３磁性層は、前記第１磁極と接した、構成１３記載の磁気ヘッド。

（構成１５）
前記第１非磁性層は、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａ及びＷよりなる群から選択された少なくとも１つの第１元素を含み、
前記第１方向に沿う前記第１非磁性層の厚さは、０．２ｎｍ以上３ｎｍ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方向に沿う前記第１磁性層の第１磁性層厚さと、前記第１磁性層の飽和磁化と、の第１積は、前記第１方向に沿う前記第２磁性層の第２磁性層厚さと、前記第２磁性層の飽和磁化と、の第２積の０．８倍以上１．２５倍以下である、構成１～１５のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。

（構成１７）
前記第３磁性層の前記第１方向に沿う第３磁性層厚さは、前記第１方向に沿う前記第１磁性層の第１磁性層厚さの０．７倍以下であり、前記第１方向に沿う前記第２磁性層の第２磁性層厚さの０．７倍以下である、構成１～１５のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。

（構成１８）
前記第２磁性層厚さは、前記第１磁性層厚さの０．８倍以上１．２５倍以下である、構成１７記載の磁気ヘッド。

（構成１９）
前記第２非磁性層及び前記第３非磁性層は、Ｃｕ、Ａｕ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、構成１～１７のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。

（構成２０）
構成１～１９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。

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、 ２１～２３…第１～第３磁性層、 ２１Ｍ、２２Ｍ…磁化、 ２５ａ～２５ｃ…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、 ３１Ｍ、３２Ｍ…磁界、 ３３…シールド、 ４１～４４…第１～第４非磁性層、 ４５ａ～４５ｄ…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、 １１０～１１５、１１８、１１９、１２０～１２５…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、 ＣＦ１、ＣＦ２…第１、第２構成、 Ｄ１～Ｄ３…第１～第３方向、 ＤＸ…位置、 Ｉｗ…記録電流、 Ｊｃ…電流密度、 Ｌ２１、Ｌ２２…第１、第２磁性層長さ、 ＯＳ…発振強度、 ＳＮＲ…ＳＮ比、 Ｔ１、Ｔ２…第１、第２端子、 Ｗ１、Ｗ２…第１、第２配線、 ＷＷ…記録幅、 ｉｃ…電流、 ｊｅ…電子流、 ｔ２１～ｔ２３…第１～第３磁性層厚さ、 ｔ４１～ｔ４４…第１～第４非磁性層厚さ、 ｗ１、ｗ２…第１、第２磁極長さ

Claims (11)

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２磁性層と前記第２磁極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３磁性層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磁性層から前記第２磁性層への第１方向に対して垂直で前記第１磁極の媒体対向面に沿う第２方向に沿う、前記第１磁極の第１磁極長さは、前記第２方向に沿う前記第２磁極の第２磁極長さよりも短く、
   前記第１方向に対して垂直な第３方向に沿う前記第１磁性層の第１磁性層長さは、前記第３方向に沿う前記第２磁性層の第２磁性層長さよりも長い、磁気ヘッド。
2. 前記第３方向は、前記第２方向と交差した、請求項１記載の磁気ヘッド。
3. 前記第１方向は、前記媒体対向面に対して傾斜した、請求項２記載の磁気ヘッド。
4. 前記第３方向は、前記第２方向に沿う、請求項１記載の磁気ヘッド。
5. 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２磁性層と前記第１磁性層との間に設けられた第１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２非磁性層と、
   前記第１磁性層と前記第２磁極との間に設けられた第３非磁性層と、
   を含み、
   前記第２磁性層から前記第１磁性層への第１方向に対して垂直で前記第１磁極の媒体対向面に沿う第２方向に沿う、前記第１磁極の第１磁極長さは、前記第２方向に沿う前記第２磁極の第２磁極長さよりも短く、
   前記第１方向に対して垂直な第３方向に沿う前記第２磁性層の第２磁性層長さは、前記第３方向に沿う前記第１磁性層の第１磁性層長さよりも長い、磁気ヘッド。
6. 前記第３方向は、前記第２方向と交差した、請求項５記載の磁気ヘッド。
7. 前記第１方向は、前記媒体対向面に対して傾斜した、請求項６記載の磁気ヘッド。
8. 前記第３方向は、前記第２方向に沿う、請求項５記載の磁気ヘッド。
9. 前記第１非磁性層は、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａ及びＷよりなる群から選択された少なくとも１つの第１元素を含み、
   前記第１方向に沿う前記第１非磁性層の厚さは、０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下である、請求項１～８のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
10. 前記第３磁性層の前記第１方向に沿う第３磁性層厚さは、前記第１方向に沿う前記第１磁性層の第１磁性層厚さの０．７倍以下であり、前記第１方向に沿う前記第２磁性層の第２磁性層厚さの０．７倍以下である、請求項１～９のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
11. 請求項１～１０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。

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