JP7424946B2 - Magnetic head and magnetic recording device - Google Patents
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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。 Embodiments of the present invention relate to a magnetic head and a magnetic recording device.
磁気ヘッドを用いて、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。 Information is recorded on a magnetic storage medium such as an HDD (Hard Disk Drive) using a magnetic head. In magnetic heads and magnetic recording devices, it is desired to improve the recording density.
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。 Embodiments of the present invention provide a magnetic head and a magnetic recording device that can improve recording density.
本発明の実施形態によれば、磁気記録装置は、磁気ヘッド及び電気回路を含む。前記磁気ヘッドは、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非磁性層と、前記第１非磁性層と前記第２磁極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２磁極との間に設けられた第１層と、前記第１層と前記第２磁極との間に設けられた第２非磁性層と、前記第２非磁性層と前記第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非磁性層と、を含む。前記第１磁性層は、Ｃｏ、Ｆｅ及びＮｉ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磁性層における前記第１元素の濃度は、５０原子％以上である。前記第２磁性層は、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏよりなる群から選択された少なくとも１つの第２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つの第３元素と、を含む。前記第１層は、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｃ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。前記電気回路は、前記第２磁極から前記第１磁極への第１向きを有する第１電流を前記積層体に供給する。 According to embodiments of the invention, a magnetic recording device includes a magnetic head and an electrical circuit. The magnetic head includes a first magnetic pole, a second magnetic pole, and a laminate provided between the first magnetic pole and the second magnetic pole. The laminate includes a first nonmagnetic layer, a first magnetic layer provided between the first nonmagnetic layer and the second magnetic pole, and a first magnetic layer between the first magnetic layer and the second magnetic pole. a second non-magnetic layer provided between the first layer and the second magnetic pole; and a second non-magnetic layer provided between the second non-magnetic layer and the second magnetic pole. 2 magnetic layers, and a third non-magnetic layer provided between the second magnetic layer and the second magnetic pole. The first magnetic layer includes at least one first element selected from the group consisting of Co, Fe, and Ni, and the concentration of the first element in the first magnetic layer is 50 atomic % or more. The second magnetic layer includes at least one second element selected from the group consisting of Fe, Ni and Co, and at least one third element selected from the group consisting of Cr, V, Mn, Ti and Sc. ,including. The first layer includes Ta, Zr, Hf, Mo, W, Tc, Re, Ru, Rh, Os, Ir, Pd, Pt, Mn, Cr, V, Ti, Sc, Y, La, Ce, Pr, Contains at least one selected from the group consisting of Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu. The electrical circuit supplies a first current having a first direction from the second magnetic pole to the first magnetic pole to the stack.
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。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Each embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
The drawings are schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each part, the size ratio between parts, etc. are not necessarily the same as the reality. Even when the same part is shown, the dimensions and ratios may be shown differently depending on the drawing.
In the specification of this application and each figure, the same elements as those described above with respect to the existing figures are given the same reference numerals, and detailed explanations are omitted as appropriate.
（第１実施形態）
図１（ａ）～図１（ｃ）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１（ａ）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及び磁気記録媒体８０を含む。磁気ヘッド１１０により、磁気記録媒体８０に情報が記録される。磁気記録媒体８０は、例えば、垂直記録媒体である。磁気記録媒体８０の例については、後述する。
(First embodiment)
FIGS. 1(a) to 1(c) are schematic cross-sectional views illustrating the magnetic recording device according to the first embodiment.
As shown in FIG. 1A, a
図１（ａ）に示すように、磁気ヘッド１１０は、第１磁極３０、第２磁極３１及び積層体２０を含む。積層体２０は、第１磁極３０と第２磁極３１との間に設けられる。
As shown in FIG. 1A, the
この例では、積層体２０は、第１非磁性層４１、第１磁性層２１、第１層２５、第２非磁性層４２、第２磁性層２２及び第３非磁性層４３を含む。後述するように、別の磁性層（第３磁性層）がさらに設けられても良い。
In this example, the
第１磁性層２１は、第１非磁性層４１と第２磁極３１との間に設けられる。第１層２５は、第１磁性層２１と第２磁極３１との間に設けられる。第２非磁性層４２は、第１層２５と第２磁極３１との間に設けられる。第２磁性層２２は、第２非磁性層４２と第２磁極３１との間に設けられる。第３非磁性層４３は、第２磁性層２２と第２磁極３１との間に設けられる。
The first
第１磁性層２１は、Ｃｏ、Ｆｅ及びＮｉ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磁性層２１における第１元素の濃度は、５０原子％以上である。第１磁性層２１は、例えば、ＦｅＣｏ合金またはＮｉＦｅ合金を含む。
The first
第２磁性層２２は、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏよりなる群から選択された少なくとも１つの第２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つの第３元素と、を含む。
The second
例えば、第２磁性層２２の材料は、第１磁性層２１の材料とは異なる。例えば、第２磁性層２２の特性は、第１磁性層２１の特性とは異なる。例えば、第２磁性層２２の性質は、第１磁性層２１の性質とは異なる。例えば、第２磁性層２２の分極に関する特性は、第１磁性層２１の分極に関する特性とは異なる。例えば、第１磁性層２１は、正の分極を有する。第２磁性層２２は、負の分極を有する。
For example, the material of the second
第１層２５は、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｃ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕよりなる群（以下、「第１層材料群」と言う）から選択された少なくとも１つを含む。
The
例えば、第１非磁性層４１は、Ｔａ、Ｒｕ、Ｃｒ及びＣｕよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。例えば、第２非磁性層４２は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ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。第３非磁性層４３は、Ｃｕ、Ａｇ及びＡｕよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。
For example, the first
第１磁極３０は、例えば、主磁極である。第２磁極３１は、例えば、シールド（例えば、トレーリングシールド）である。第１磁極３０及び第２磁極３１は、例えば、磁気回路を形成する。後述するように、第１磁極３０（または／及び第２磁極３１）にコイルが設けられる。第１磁極３０から、コイルに流れる記録電流に応じた記録磁界が発生する。発生した記録磁界の少なくとも一部は、磁気記録媒体８０に向かう。記録磁界の少なくとも一部が、磁気記録媒体８０に印加される。磁気記録媒体８０のうちの、記録磁界が印加された部分の磁化の向きが、記録磁界により制御される。これにより、磁気記録媒体８０に、記録磁界の向きに応じた情報が記録される。例えば、記録磁界の少なくとも一部は、磁気記録媒体８０に向かった後に、第２磁極３１に向かう。
The first
第１磁極３０から第２磁極３１への方向をＸ軸方向とする。Ｘ軸方向は、例えば、ダウントラック方向である。
The direction from the first
積層体２０に電流が供給されることが可能である。例えば、後述するように、第１磁極３０及び第２磁極３１を介して、積層体２０に電流が供給される。電流は、後述する電気回路２０Ｄ（図１２参照）から供給される。
A current can be supplied to the
図１（ａ）は、積層体２０に電流が供給されていない状態（第３状態ＳＴ３）に対応する。図１（ｃ）は、第１状態ＳＴ１に対応する。第１状態ＳＴ１において、積層体２０に第１電流ｉ１が供給される。図１（ｂ）は、第２状態ＳＴ２に対応する。第２状態ＳＴ２において、積層体２０に第２電流ｉ２が供給される。第２電流ｉ２は、第１電流ｉ１よりも小さい。第１電流ｉ１は、例えば、後述する電気回路２０Ｄ（図１２参照）から供給される。図１（ａ）～図１（ｃ）の例では、コイルに流れる電流により、第１磁極３０の磁化及び第２磁極３１の磁化が、Ｘ軸方向に固定されている。この状態で、積層体２０に第２電流ｉ２が供給される。
FIG. 1A corresponds to a state where no current is supplied to the stacked body 20 (third state ST3). FIG. 1(c) corresponds to the first state ST1. In the first state ST1, the first current i1 is supplied to the stacked
第１電流ｉ１は、例えば、第１磁性層２１の第１磁化２１Ｍ及び第２磁性層２２の第２磁化２２Ｍを反転するのに十分な電流である。
The first current i1 is, for example, a current sufficient to reverse the
この例では、第１電流ｉ１は、第２磁極３１から第１磁極３０への第１向きＤ１を有する。第２電流ｉ２も、第２磁極３１から第１磁極３０への第１向きＤ１を有する。大きな第１電流ｉ１が積層体２０に供給されることで、第１磁性層２１の第１磁化２１Ｍ及び第２磁性層２２の第２磁化２２Ｍが反転する。
In this example, the first current i1 has a first direction D1 from the second
積層体２０に第１電流ｉ１が流れるときに、積層体２０に第１電子流ｊｅ１が流れる。第１電子流ｊｅ１の向きは、第１電流ｉ１の向きとは反対である。積層体２０に第２電流ｉ２が流れるときに、積層体２０に第２電子流ｊｅ２が流れる。第２電子流ｊｅ２の向きは、第２電流ｉ２の向きとは反対である。
When the first current i1 flows through the stacked
第１状態ＳＴ１において、第１磁化２１Ｍ及び第２磁化２２Ｍは、第１磁極３０の磁化３０Ｍの向き、及び、第２磁極３１の磁化３１Ｍの向きとは反対の成分を有する。これにより、第１磁極３０から発生した記録磁界は、第１磁性層２１及び第２磁性層２２（すなわち積層体２０）中を通り難くなる。これにより、第１磁極３０から発生した記録磁界の多くの部分が、磁気記録媒体８０に向い易くなる。記録磁界が効率良く磁気記録媒体８０に印加される。
In the first state ST1, the
例えば、記録密度を高めるために第１磁極３０と第２磁極３１との間の距離を短くすると、第１磁極３０から発生した記録磁界は、磁気記録媒体８０に向かわずに第２磁極３１に入り易くなる。このとき、実施形態においては、第１磁化２１Ｍ及び第２磁化２２Ｍが反転することで、第１磁極３０と第２磁極３１との間の距離が短い場合でも、記録磁界は、効果的に磁気記録媒体８０に向かう。第１磁極３０と第２磁極３１との間の距離が短い場合でも、記録磁界を効果的に磁気記録媒体８０に印加できる。これにより、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。
For example, when the distance between the first
実施形態において、例えば、積層体２０は、交流磁界を発生しない。または、積層体２０から発生する交流磁界の周波数は、磁気記録媒体の磁気共鳴周波数よりも高い。
In embodiments, for example, the
一方、ＭＡＭＲ（Microwave Assisted Magnetic Recording）の参考例がある。この参考例においては、磁性層を含む積層体から高周波磁界が発生する。この高周波磁界が磁気記録媒体８０の一部に印加され、磁気記録媒体８０の一部において磁気共鳴が生じ磁気記録媒体８０の磁化の向きが変化し易くなる。この参考例においては、積層体から発生する高周波磁界の周波数は、磁気記録媒体８０の磁気共鳴周波数以下である。これにより、磁気共鳴が生じることで磁気記録媒体８０の磁化の向きが変化し易くなる。
On the other hand, there is a reference example of MAMR (Microwave Assisted Magnetic Recording). In this reference example, a high frequency magnetic field is generated from a laminate including a magnetic layer. This high frequency magnetic field is applied to a part of the
これに対して、実施形態においては、積層体２０は、交流磁界を発生しない。または、積層体２０から発生する交流磁界の周波数は、磁気記録媒体の磁気共鳴周波数よりも高い。実施形態においては、ＭＡＭＲとは異なり、第１磁性層２１の第１磁化２１Ｍ及び第２磁性層２２の第２磁化２２Ｍが反転する。
In contrast, in the embodiment, the
以下、実施形態における磁化の変化の例について説明する。
図１（ａ）に示すように、電流が供給されない第３状態ＳＴ３（初期状態）においては、磁化３０Ｍ、第１磁化２１Ｍ、第２磁化２２Ｍ及び磁化３１Ｍは、同じ向き（例えば、第２向きＤ２）を有している。
Examples of changes in magnetization in the embodiment will be described below.
As shown in FIG. 1(a), in the third state ST3 (initial state) where no current is supplied, the
図１（ｂ）に示すように、小さい第２電流ｉ２（第２電子流ｊｅ２）が積層体２０に供給される第２状態ＳＴ２において、第２磁性層２２の第２磁化２２Ｍは、第２磁極３１から第２磁性層２２へのスピントランスファトルクＳＴＴ３の影響を受ける。一方、例えば、第１層２５が設けられているため、第１磁性層２１からのスピントランスファトルクＳＴＴ１は、第１層２５で減衰し、スピントランスファトルクＳＴＴ１が第２磁性層２２へ与える影響が抑制される。これにより、第２磁化２２Ｍは、初期状態から変化し始める。一方、第１磁性層２１の第１磁化２１Ｍは初期状態のままである。
As shown in FIG. 1(b), in the second state ST2 in which a small second current i2 (second electron current je2) is supplied to the stacked
図１（ｃ）に示すように、十分に大きい第１電流ｉ１（第１電子流ｊｅ１）が積層体２０に供給される第１状態ＳＴ１においては、第２磁極３１からのスピントランスファトルクＳＴＴ３の影響を受けて、第２磁性層２２の第２磁化２２Ｍは、例えば、第１状態ＳＴ１において、第２磁化２２Ｍは、第１磁極３０の磁化３０Ｍ、及び、第２磁極３１の磁化３１Ｍとは反対方向に向けて回転し、第２磁化２２Ｍの第１向きＤ１の成分が増大する。１つの例において、第２磁化２２Ｍは、初期状態から反転する。第２磁化２２Ｍの回転角が９０度を超えると、第２磁性層２２からのスピントランスファトルクＳＴＴ２の影響を受け、第１磁性層２１の第１磁化２１Ｍが反転する。このように、大きな第１電流ｉ１が流れることで、第１磁性層２１の第１磁化２１Ｍ及び第２磁性層２２の第２磁化２２Ｍが初期状態から反転する。
As shown in FIG. 1(c), in the first state ST1 in which a sufficiently large first current i1 (first electron current je1) is supplied to the stacked
スピントランスファトルクによる第１磁化２１Ｍ及び第２磁化２２Ｍの反転は、第１磁極の反転に追随してナノセカンド以下の短時間で生じる。このため、第１磁極３０と第２磁極３１との間の距離が短く微細な記録パターンを記録する場合でも、記録磁界を安定して効果的に磁気記録媒体８０に向かわせることができる。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。
The reversal of the
以下、参考例における磁化の変化の例について説明する。
図２（ａ）及び図２（ｂ）は、参考例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（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、参考例に係る磁気ヘッド１１９においては、第１層２５が設けられていない。図２（ａ）は、磁気ヘッド１１９に含まれる第１磁性層２１が正の分極を有する場合を例示している。図２（ｂ）は、磁気ヘッド１１９に含まれる第１磁性層２１が負の分極を有する場合を例示している。
Hereinafter, an example of a change in magnetization in a reference example will be described.
FIGS. 2A and 2B are schematic cross-sectional views illustrating a magnetic recording device according to a reference example.
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
図２（ａ）に示すように、小さい第２電流ｉ２（第２電子流ｊｅ２）が積層体２０に流れる第２状態ＳＴ２において、第２磁極３１からのスピントランスファトルクＳＴＴ３と、第１磁性層２１からのスピントランスファトルクＳＴＴ１と、の両方が、第２磁性層２２に作用する。スピントルクを与える第１磁性層２１の分極の極性と、第２磁極３１の分極の極性と、が、正なので、スピントランスファトルクＳＴＴ３の向きと、第１磁性層２１からのスピントランスファトルクＳＴＴ１の向きとは、互いに逆であるので、互いに相殺する。このため、第２磁性層２２の第２磁化２２Ｍは、反転し難い。
As shown in FIG. 2(a), in a second state ST2 in which a small second current i2 (second electron current je2) flows through the stacked
第１磁性層２１の極性が負である場合には、第１磁性層２１の分極の極性が、第２磁極３１の分極の極性とは反対なので、第２磁性層２２へのスピントランスファトルクは加算となり、第２磁性層２２の反転は加速される。しかしながら、図２（ｂ）に示すように、大きい第１電流ｉ１（第１電子流ｊｅ１）が積層体２０に供給される第１状態ＳＴ１において、第２磁性層２２の磁化２２Ｍの回転角が９０度を超えるため、第２磁性層２２からのスピントランスファトルクＳＴＴ２の方向が反転し、第１磁性層２１の磁化２１Ｍは反転する。その結果、第２磁極３１からのスピントランスファトルクＳＴＴ３と、第１磁性層２１からのスピントランスファトルクＳＴＴ１と、が互いに逆になる。このように、この参考例においては、第１磁性層２１の分極の極性によらず、第１磁性層２１の第１磁化２１Ｍ及び第２磁性層２２の第２磁化２２Ｍの反転が困難になる。参考例においては、信頼性確保が困難となるような高い電流密度が必要になる。
When the polarity of the first
これに対して、実施形態に係る磁気ヘッド１１０においては、第２磁性層２２からのスピントランスファトルクＳＴＴ２の妨害が抑制される。第１磁化２１Ｍ及び第２磁化２２Ｍの反転は、低い電流密度で生じる。これにより、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。
In contrast, in the
図１（ｃ）に示すように、実施形態において、第１電流ｉ１が積層体２０に供給されたときに、例えば、第１磁性層２１の第１磁化２１Ｍは、第１向きＤ１の成分を有する。第１電流ｉ１が積層体２０に供給されたときに、第２磁性層２２の第２磁化２２Ｍは、第１向きＤ１の成分を有する。
As shown in FIG. 1(c), in the embodiment, when the first current i1 is supplied to the stacked
図１（ｂ）に示すように、第１向きＤ１の第２電流ｉ２が積層体２０に供給されたときに、第１磁化２１Ｍは、第１磁極３０から第２磁極３１への第２向きＤ２の成分を有する。この第２電流ｉ２は第１電流ｉ１よりも小さい。第２電流ｉ２が積層体２０に供給されたときに、第２磁化２２Ｍは、第２向きＤ２の成分を有する。第２磁化２２Ｍの第２向きＤ２の成分は、第１磁化２１Ｍの第２向きＤ２の成分よりも小さい。
As shown in FIG. 1(b), when the second current i2 in the first direction D1 is supplied to the
図３（ａ）～図３（ｃ）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（ａ）～図３（ｃ）に示すように、１つの期間において第１磁極３０の磁化３０Ｍの向き、及び、第２磁極３１の磁化３１Ｍの向きが、図１（ａ）～図１（ｃ）に例示した状態とは逆である。
3(a) to 3(c) are schematic cross-sectional views illustrating the magnetic recording device according to the first embodiment.
As shown in FIGS. 3(a) to 3(c), the direction of the
図３（ｃ）に示すように、第１磁極３０の磁化３０Ｍは、第１向きＤ１の成分を有する。第１電流ｉ１が積層体２０に供給されたときに、第１磁性層２１の第１磁化２１Ｍは、第２向きＤ２の成分を有する。第１電流ｉ１が積層体２０に供給されたときに、第２磁性層２２の第２磁化２２Ｍは、第２向きＤ２の成分を有する。
As shown in FIG. 3(c), the
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、電流が積層体２０に供給されないとき、または、第２電流ｉ２が積層体２０に供給されたときに、第１磁化２１Ｍは、第１向きＤ１の成分を有する。電流が積層体２０に供給されないとき、または、第２電流ｉ２が積層体２０に供給されたときに、第２磁化２２Ｍは、第１向きＤ１の成分を有する。このように、第１磁極３０の磁化３０Ｍの向きが、図１（ａ）～図１（ｃ）に例示した状態とは逆のときにおいても、大きな第１電流ｉ１が供給される第１状態ＳＴ１において、第１磁化２１Ｍ及び第２磁化２２Ｍは、初期状態（第３状態ＳＴ３）から反転する。
As shown in FIGS. 3(a) and 3(b), when the current is not supplied to the
以下、実施形態に係る磁気ヘッドの特性の例について説明する。
図４は、実施形態に係る磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。
図４は、磁気ヘッド１１０の特性のシミュレーション結果を例示している。図４の横軸は、積層体２０に流れる電流密度Ｊ２０である。図４の縦軸は、パラメータＭ１である。パラメータＭ１は、第１磁性層２１の磁気厚及び第２磁性層２２の磁気厚の和の第１向きＤ１の成分である。第１磁性層２１の磁気厚は、第１磁性層２１の厚さ（Ｘ軸方向に沿う長さ）と第１磁性層２１の飽和磁化との積である。第２磁性層２２の磁気厚は、第２磁性層２２の厚さ（Ｘ軸方向に沿う長さ）と第２磁性層２２の飽和磁化との積である。
Examples of characteristics of the magnetic head according to the embodiment will be described below.
FIG. 4 is a graph diagram illustrating the characteristics of the magnetic head according to the embodiment.
FIG. 4 illustrates simulation results of the characteristics of the
このシミュレーションのモデルにおいて、第１磁性層２１の磁気厚は、４ｎｍＴである。第２磁性層２２の磁気厚は、４ｎｍＴである。第１磁極３０と第２磁極３１との間における磁界（ギャップ磁界）は、１５ｋＯｅである。第１層２５により、第１磁性層２１から第２磁性層２２へのスピントランスファトルクＳＴＴ１は小さくなり、この例では、０である。積層体２０に供給される電流の時間は、１ナノ秒以上の、十分に長い時間である。
In this simulation model, the magnetic thickness of the first
図４に示すように、電流密度Ｊ２０が低いとき（例えば、１×１０８Ａ／ｃｍ２以下のとき）に、パラメータＭ１は、負である。電流密度Ｊ２０が上昇すると、パラメータＭ１は、正になる。電流密度Ｊ２０が高いとき（例えば、２×１０８Ａ／ｃｍ２以上のとき）に、パラメータＭ１は、正である。電流密度Ｊ２０が１×１０８Ａ／ｃｍ２～２×１０８Ａ／ｃｍ２の範囲で、パラメータＭ１の極性が反転する。パラメータＭ１の極性の反転は、積層体２０の磁化が、第１磁極３０の磁化３０Ｍと同じ向きから、第１磁極３０の磁化３０Ｍと反対のむきに変化することに対応する。
As shown in FIG. 4, when the current density J20 is low (eg, 1×10 8 A/cm 2 or less), the parameter M1 is negative. When current density J20 increases, parameter M1 becomes positive. When the current density J20 is high (for example, 2×10 8 A/cm 2 or more), the parameter M1 is positive. When the current density J20 is in the range of 1×10 8 A/cm 2 to 2×10 8 A/cm 2 , the polarity of the parameter M1 is reversed. The reversal of the polarity of the parameter M1 corresponds to the magnetization of the stacked
電流密度Ｊ２０が０では、第１磁性層２１の第１磁化２１Ｍ及び第２磁性層２２の第２磁化２２Ｍが、第１磁極３０の磁化３０Ｍと同じ向きであり、パラメータＭ１は、約－８ｎｍＴである。電流密度Ｊ２０が２ｘ１０８Ａ／ｃｍ２以上のときに、パラメータＭ１は約７ｎｍＴとなり、飽和する。
When the current density J20 is 0, the
積層体２０の磁化は、実質的に、第１磁極３０の磁化３０Ｍと逆向きに反転できる。この変化に応じて、積層体２０による磁気記録媒体８０への記録磁界への作用が、マイナスからプラスに変化して、記録能力が増大する。
The magnetization of the stacked
図５は、実施形態に係る磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。
図５は、図４に例示した、電流密度Ｊ２０と、パラメータＭ１（積層体２０の磁化方向）と、の間の関係を、電流密度Ｊ２０と電気抵抗Ｒ１の関係に変換した特性に対応する。図５の横軸は、電流密度Ｊ２０である。図５の縦軸は、電気抵抗Ｒ１である。
FIG. 5 is a graph diagram illustrating the characteristics of the magnetic head according to the embodiment.
FIG. 5 corresponds to a characteristic obtained by converting the relationship between the current density J20 and the parameter M1 (magnetization direction of the laminate 20) illustrated in FIG. 4 into the relationship between the current density J20 and the electrical resistance R1. The horizontal axis in FIG. 5 is the current density J20. The vertical axis in FIG. 5 is electrical resistance R1.
図５に示すように、電流密度Ｊ２０について、第１範囲ＪＲ１、第２範囲ＪＲ２及び第３範囲ＪＲ３がある。第２範囲ＪＲ２の電流密度Ｊ２０は、第１範囲ＪＲ１の電流密度Ｊ２０よりも高い。第３範囲ＪＲ３の電流密度Ｊ２０は、第２範囲ＪＲ２の電流密度Ｊ２０よりも高い。第１範囲ＪＲ１及び第３範囲ＪＲ３のそれぞれにおいて、電流密度Ｊ２０が上昇すると、電気抵抗Ｒ１は、放物線的に上昇する。これは、発熱の影響である。第２範囲ＪＲ２においては、電流密度Ｊ２０が上昇すると、電気抵抗Ｒ１は低下する。電気抵抗Ｒ１の低下は、負分極の第２磁性層２２と、正分極の第２磁極３１と、の間で発生する負の磁気抵抗効果に起因する。電気抵抗Ｒ１の低下は、第２磁性層２２の第２磁化２２Ｍの反転に対応する。
As shown in FIG. 5, regarding the current density J20, there are a first range JR1, a second range JR2, and a third range JR3. The current density J20 in the second range JR2 is higher than the current density J20 in the first range JR1. The current density J20 in the third range JR3 is higher than the current density J20 in the second range JR2. In each of the first range JR1 and the third range JR3, when the current density J20 increases, the electrical resistance R1 increases parabolically. This is the effect of heat generation. In the second range JR2, as the current density J20 increases, the electrical resistance R1 decreases. The decrease in electrical resistance R1 is due to the negative magnetoresistive effect that occurs between the second
図５から分かるように、電流密度Ｊ２０の変化に対する電気抵抗Ｒ１の変化率（傾斜）は、電流密度Ｊ２０が第１範囲ＪＲ１のときに正である。変化率は、電流密度Ｊ２０が第２範囲ＪＲ２のときに負である。変化率は、電流密度Ｊ２０が第３範囲ＪＲ３のときに正である。第２範囲ＪＲ２は、第１範囲ＪＲ１と第３範囲ＪＲ３との間にある。 As can be seen from FIG. 5, the rate of change (slope) of the electrical resistance R1 with respect to the change in the current density J20 is positive when the current density J20 is within the first range JR1. The rate of change is negative when the current density J20 is in the second range JR2. The rate of change is positive when the current density J20 is in the third range JR3. The second range JR2 is between the first range JR1 and the third range JR3.
第１範囲ＪＲ１は、図１（ｂ）に例示する第２状態ＳＴ２に対応する。第３範囲ＪＲ３は、例えば、図１（ｃ）に例示する第１状態ＳＴ１に対応する。第１磁性層２１の第１磁化２１Ｍ及び、第２磁性層２２の磁化２２Ｍは、第２範囲ＪＲ２の電流密度Ｊ２０のときに、反転する。
The first range JR1 corresponds to the second state ST2 illustrated in FIG. 1(b). The third range JR3 corresponds to, for example, the first state ST1 illustrated in FIG. 1(c). The
例えば、電流密度Ｊ２０が、第１範囲ＪＲ１のときは、第１磁性層２１の第１磁化２１Ｍ及び第２磁性層２２の磁化２２Ｍは、第１磁極３０の磁化３０Ｍの向きの成分を有する。例えば、電流密度Ｊ２０が第３範囲ＪＲ３のときに、第１磁性層２１の第１磁化２１Ｍ及び第２磁性層２２の磁化２２Ｍは、反転し、第１磁極３０の磁化３０Ｍの向きとは逆の成分を有する。
For example, when the current density J20 is in the first range JR1, the
電気回路２０Ｄ（図１２参照）は、第３範囲ＪＲ３内の電流密度Ｊ２０の第１電流ｉ１を積層体２０に供給する。これにより、第１磁性層２１の第１磁化２１Ｍ及び第２磁性層２２の第２磁化２２Ｍは、第１磁極３０の磁化３０Ｍの向きとは逆の成分を有する。これにより、第１磁極３０からの記録磁界が磁気記録媒体８０に向かい易くなる。これにより、記録磁界が効率的に磁気記録媒体８０に印加される。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。
The
上記の第１電流ｉ１に対応する電流密度は、第３範囲ＪＲ３内の電流密度Ｊ２０に対応する。上記の第２電流ｉ２に対応する電流密度は、第１範囲ＪＲ１内の電流密度Ｊ２０に対応する。 The current density corresponding to the first current i1 above corresponds to the current density J20 within the third range JR3. The current density corresponding to the above second current i2 corresponds to the current density J20 within the first range JR1.
磁気ヘッド１１０において、例えば、第１層２５は、第１磁性層２１及び第２非磁性層４２と接する。例えば、第２非磁性層４２は、第１層２５及び第２磁性層２２と接する。
In the
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、磁気ヘッドの動的特性のシミュレーション結果を例示している。
FIG. 6 is a graph diagram illustrating the characteristics of the magnetic head.
FIG. 6 illustrates simulation results of the dynamic characteristics of the magnetic head.
図６の横軸は、時間ｔｍである。第１磁極３０の磁化３０Ｍ及び第２磁極３１の磁化３１Ｍが反転した直後に、時間ｔｍはゼロである。図６の縦軸は、上記のパラメータＭ１である。図６において、電流密度Ｊ２０は、２ｘ１０８Ａ／ｃｍ２である。
The horizontal axis in FIG. 6 is time tm. Immediately after the
図６には、実施形態に係る磁気ヘッド１１０の特性と、磁気ヘッド１１９ａの特性、及び、磁気ヘッド１１９ｂの特性が例示されている。
FIG. 6 illustrates the characteristics of the
磁気ヘッド１１０において、第１磁性層２１の磁気厚は、４ｎｍＴである。第２磁性層２２の磁気厚は、６ｎｍＴである。第１磁極３０と第２磁極３１との間における磁界（ギャップ磁界）は、１５ｋＯｅである。スピントランスファトルクＳＴＴ３の値は、第２磁極３１として、正分極のＦｅＣｏが用いられたときの値に対応する。
In the
磁気ヘッド１１９ａにおいては、第１層２５が設けられない。磁気ヘッド１１９ａにおいては、第１磁性層２１から第２磁性層２２へのスピントランスファトルクＳＴＴ１は、第２磁極３１から第２磁性層２２へのスピントランスファトルクＳＴＴ３と、同じ値である。磁気ヘッド１１９ａにおける第１磁性層２１の磁気厚及び第２磁性層２２の磁気厚は、磁気ヘッド１１０における第１磁性層２１の磁気厚及び第２磁性層２２の磁気厚と、それぞれ同じである。これを除いて、磁気ヘッド１１９ａにおける条件は、磁気ヘッド１１０における条件と同じである。
The
磁気ヘッド１１９ｂにおける積層体２０においては、第１磁性層２１、第１層２５及び第２非磁性層４２が設けられていない。磁気ヘッド１１９ｂにおいては、第１非磁性層４１及び第２磁性層２２が設けられる。磁気ヘッド１１９ｂにおける第２磁性層２２の磁気厚は１０ｎｍＴである。磁気ヘッド１１９ｂにおける第２磁性層２２の磁気厚は、磁気ヘッド１１０及び１１９ａにおける第１磁性層２１及び第２磁性層２２の合計の磁気厚と同じである。これを除いて、磁気ヘッド１１９ｂにおける条件は、磁気ヘッド１１０における条件と同じである。磁気ヘッド１１９ｂにおいては、第２磁性層２２の磁化２２Ｍが第２磁極３１からのスピントランスファトルクＳＴＴ３により反転する。
In the
図６に示すように、磁気ヘッド１１０においてパラメータＭ１が負から正になる時間ｔｍは、磁気ヘッド１１９ａにおいてパラメータＭ１が負から正になる時間ｔｍよりも短い。磁気ヘッド１１０においてパラメータＭ１が負から正になる時間ｔｍは、磁気ヘッド１１９ｂにおいてパラメータＭ１が負から正になる時間ｔｍよりも短い。磁気ヘッド１１０においては、短時間で大きな磁気厚の磁化反転が得られる。実施形態においては、大きな磁気厚を高速に反転できるため、ＢＥＲ（bit error rate）が向上できる。
As shown in FIG. 6, the time tm in which the parameter M1 changes from negative to positive in the
図７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。
実施形態に係る磁気記録装置２１０は、図７に示す磁気ヘッド１１１と、磁気記録媒体８０（図１（ａ）参照）を含む。磁気ヘッド１１１において、積層体２０は、第１非磁性層４１、第１磁性層２１、第１層２５、第２非磁性層４２、第２磁性層２２及び第３非磁性層４３に加えて、第３磁性層２３を含んでも良い。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating the magnetic recording device according to the first embodiment.
A
第３磁性層２３は、第３非磁性層４３と第２磁極３１との間に設けられる。第３磁性層２３は、Ｃｏ、Ｆｅ及びＮｉよりなる群から選択された少なくとも１つの第４元素を含む。第３磁性層２３における第４元素の濃度は、５０原子％以上である。第３磁性層２３は、例えば、正の分極を有する。
The third
第３磁性層２３が設けられる場合、図１（ｂ）、図１（ｃ）、図３（ｂ）、及び、図３（ｃ）に関して説明したスピントランスファトルクＳＴＴ３は、第３磁性層２３から第２磁性層２２に供給される。例えば、第３磁性層２３は、第２磁極３１のスピントランスファトルクの供給の機能を有する。
When the third
第３磁性層２３が設けられる場合も、第１磁性層２１の第１磁化２１Ｍ及び第２磁性層２２の第２磁化２２Ｍが安定して効率的に反転できる。
Even when the third
図７に示すように、第１非磁性層４１、第１磁性層２１、第１層２５、第２非磁性層４２、第２磁性層２２、第３非磁性層４３及び第３磁性層２３は、厚さｔ４１、厚さｔ２１、厚さｔ２５、厚さｔ４２、厚さｔ２２、厚さｔ４３及び厚さｔ２３をそれぞれ有する。これらの厚さは、積層体２０の積層方向（例えばＸ軸方向）に沿う長さである。
As shown in FIG. 7, the first
磁気ヘッド１１０及び１１１において、第１非磁性層４１の厚さｔ４１は、例えば、１ｎｍ以上６ｎｍ以下であることが好ましい。厚さｔ４１が、１ｎｍ以上であることにより、第１磁極３０と第１磁性層２１とが交換結合することが抑制できる。これにより、第１磁性層２１の第１磁化２１Ｍが反転し易い。厚さｔ４１が６ｎｍ以下であることで、第１磁極３０と第２磁極３１との間の距離Ｌｇ（記録ギャップ）が過度に長くなることが抑制できる。
In the
磁気ヘッド１１０及び１１１において、第２非磁性層４２の厚さｔ４２は、例えば、１ｎｍ以上４ｎｍ以下であることが好ましい。厚さｔ４２が１ｎｍ以上であることにより、第１磁性層２１及び第２磁性層２２が交換結合することが抑制できる。これにより、第１磁性層２１の第１磁化２１Ｍ及び第２磁性層２２の第２磁化２２Ｍが反転し易くなる。厚さｔ４２が４ｎｍ以下であることで、距離Ｌｇ（記録ギャップ）が過度に長くなることが抑制できる。
In the
磁気ヘッド１１０及び１１１において、第３非磁性層４３の厚さｔ４３は、例えば、１ｎｍ以上４ｎｍ以下であることが好ましい。厚さｔ４３が１ｎｍ以上であることにより、第２磁性層２２及び第３磁性層２３（または、第２磁性層２２及び第２磁極３１）が交換結合することが抑制できる。これにより、第２磁性層２２の第２磁化２２Ｍが反転し易くなる。厚さｔ４３が４ｎｍ以下であることで、距離Ｌｇ（記録ギャップ）が過度に長くなることが抑制できる。
In the
磁気ヘッド１１０及び１１１において、第１磁性層２１の飽和磁化Ｍｓと第１磁性層２１の厚さｔ２１との積（磁気厚）は、１ｎｍＴ以上６ｎｍＴ以下であることが好ましい。磁気厚が１ｎｍＴ以上であることにより、ビットエラーレート（ＢＥＲ）が効果的に向上する。磁気厚が６ｎｍＴ以下であることにより、例えば、信頼性が確保できる実用的な電流密度Ｊ２０により、高速の磁化反転が得られる。ＢＥＲが向上できる。
In the
磁気ヘッド１１０及び１１１において、第２磁性層２２の飽和磁化Ｍｓと第２磁性層２２の厚さｔ２２との積（磁気厚）は、１ｎｍＴ以上９ｎｍＴ以下であることが好ましい。磁気厚が１ｎｍＴ以上であることにより、ビットエラーレート（ＢＥＲ）が効果的に向上する。磁気厚が９ｎｍＴ以下であることにより、例えば、磁区の形成が抑制できる。第２磁化２２Ｍの反転が容易になる。磁気厚が９ｎｍＴ以下であることにより、磁区の形成が抑制できる。信頼性が確保できる実用的な電流密度Ｊ２０により、高速の磁化反転が得られる。ＢＥＲが向上できる。
In the
例えば、第２磁性層２２の磁気厚は、第１磁性層２１の磁気厚と実質的に同じ、または、第１磁性層２１の磁気厚よりも大きいことが好ましい。例えば、第２磁性層２２の磁気厚は、第１磁性層２１の磁気厚の０．８倍以上３倍以下である。例えば、第１磁性層２１の磁気厚の、第２磁性層２２の磁気厚に対する比は、２ｎｍＴ／６ｎｍＴ、４ｎｍＴ／４ｎｍＴ、または、４ｎｍＴ／６ｎｍＴなどである。これにより、例えば、第１磁性層２１の第１磁化２１Ｍ及び第２磁性層２２の第２磁化２２Ｍにおいて、高速の磁化反転が得られる。
For example, it is preferable that the magnetic thickness of the second
磁気ヘッド１１０及び１１１において、第１層２５の厚さｔ２５は、例えば、０ｎｍを越え３ｎｍ以下であることが好ましい。厚さｔ２５が３ｎｍ以下であることにより、第２磁性層２２からのスピントランスファトルクＳＴＴ２が第１磁性層２１に効果的に作用する。これにより、第１磁性層２１の第１磁化２１Ｍの反転が容易になる。
In the
磁気ヘッド１１１において、第３磁性層２３の厚さｔ２３が、例えば、０ｎｍを越え２ｎｍ以下であることが好ましい。厚さｔ２３が２ｎｍ以下であることにより、距離Ｌｇ（記録ギャップ）が過度に長くなることが抑制できる。第３磁性層２３は、省略されても良い。第３磁性層２３の少なくとも一部は、第２磁極３１に含まれると見なされても良い。
In the
（第２実施形態）
図８（ａ）～図８（ｃ）は、第２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８（ａ）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１２０及び磁気記録媒体８０を含む。磁気ヘッド１２０は、第１磁極３０、第２磁極３１及び積層体２０を含む。第２実施形態においては、積層体２０は、第１非磁性層４１、第１磁性層２１、第２非磁性層４２、第２磁性層２２及び第３非磁性層４３を含む。第１磁性層２１は、第１非磁性層４１と第２磁極３１との間に設けられる。第２非磁性層４２は、第１磁性層２１と第２磁極３１との間に設けられる。第２磁性層２２は、第２非磁性層４２と第２磁極３１との間に設けられる。第３非磁性層４３は、第２磁性層２２と第２磁極３１との間に設けられる。磁気ヘッド１２０においては、第１層２５が設けられない。例えば、第２非磁性層４２は、第１磁性層２１及び第２磁性層２２と接する。
(Second embodiment)
FIGS. 8(a) to 8(c) are schematic cross-sectional views illustrating a magnetic recording device according to the second embodiment.
As shown in FIG. 8A, a
磁気ヘッド１２０において、第１磁性層２１は、Ｃｏ、Ｆｅ及びＮｉ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磁性層２１における第１元素の濃度は、５０原子％以上である。第２磁性層２２は、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏよりなる群から選択された少なくとも１つの第２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つの第３元素と、を含む。第１磁性層２１は、第３元素を含まない。または、第１磁性層２１における第３元素の濃度は、第２磁性層２２における第３元素の濃度よりも低い。
In the
例えば、第２磁性層２２は、負の分極を有する。第１磁性層２１は、分極を有さない。または、第１磁性層２１の分極の大きさ（絶対値）は、第２磁性層２２の分極の大きさ（絶対値）よりも小さい。このように、第１磁性層２１及び第２磁性層２２は、非対称の特性を有する。
For example, the second
例えば、第１磁性層２１において、ＦｅＣｒ合金のＣｒ濃度を約１０％とすると、第１磁性層２１の分極は、ゼロの近傍になる。例えば、第２磁性層２２において、ＦｅＣｒ合金におけるＣｒの濃度（組成比）を３０原子％以上４０原子％以下である。これにより、第２磁性層２２の分極は、絶対値が大きく、負になる。例えば、第２非磁性層４２のうちの、第２磁性層２２と接する部分がＣｒを含むことで、第２磁性層２２において、大きな絶対値の負の分極が得られる。
For example, if the Cr concentration of the FeCr alloy in the first
例えば、第１磁性層２１に含まれるＦｅＣｒ合金における組成は、第２磁性層２２に含まれるＦｅＣｒ合金の組成と実質的に同じでも良い。例えば、第１磁性層２１に含まれるＦｅＣｒ合金の組成が、負分極の第２磁性層２２に含まれるＦｅＣｒ合金の組成とは異なる場合、スパッタリングターゲットの数が増大する。例えば、第１磁性層２１が、正分極のＦｅＣｏ合金膜と、第２磁性層２２と同じ組成の負分極のＦｅＣｒ合金膜と、を含む積層膜を含むことで、第１磁性層２１の分極は、ゼロの近傍にできる。
For example, the composition of the FeCr alloy contained in the first
磁気ヘッド１２０においても、電気回路は、第２磁極３１から第１磁極３０への第１向きＤ１を有する第１電流ｉ１を積層体２０に供給する。これにより、図１（ａ）～図１（ｃ）、及び、図３（ａ）～図３（ｃ）に関する上記の説明と同様に、第１磁性層２１の第１磁化２１Ｍ及び第２磁性層２２の第２磁化２２Ｍが反転する。第１磁化２１Ｍ及び第２磁化２２Ｍは、第１磁極３０の磁化３０Ｍの向きとは逆の成分を有する。第１磁極３０からの記録磁界が磁気記録媒体８０に向かい易くなる。記録磁界が効率的に磁気記録媒体８０に印加される。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。
In the
磁気ヘッド１２０において、磁気ヘッド１１０及び磁気ヘッド１１１に関して説明した、第１非磁性層４１、第１磁性層２１、第２非磁性層４２、第２磁性層２２及び第３非磁性層４３の材料及び厚さなどの構成を適用できる。
In the
第２非磁性層４２は、Ｃｕ膜とＣｒ膜とを含む積層膜を含んでも良い。例えば、第２非磁性層４２の第２磁性層２２の界面側に、Ｃｒ膜が設けられ、第２磁性層２２とＣｒ膜とが接する。これにより、第２磁性層２２の負の分極が向上して、第１磁性層２１の磁化反転が容易になる。
The second
図９は、第２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９は、積層体２０の一部を抜き出して例示している。図９に示すように、第１磁性層２１は、第１膜２１ａ及び第２膜２１ｂを含む。第２膜２１ｂは、第１非磁性層４１と第１膜２１ａとの間の第１位置、及び、第１膜２１ａと第２非磁性層４２との間の第２位置のいずれかにある。図９の例では、第２膜２１ｂは、第１膜２１ａと第２非磁性層４２との間にある。この例においても、前記第２磁性層は、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏよりなる群から選択された少なくとも１つの第２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つの第３元素と、を含む。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view illustrating a magnetic recording device according to the second embodiment.
FIG. 9 shows a part of the stacked
第１膜２１ａは、上記の第２元素及び上記の第３元素を含む。第１の例において、第２膜２１ｂは、第３元素を含まない。第２の例において、第２膜２１ｂにおける第３元素の濃度は、第１膜２１ａにおける第３元素の濃度よりも低い。正の分極の磁性膜と、負の分極の磁性膜と、が積層された構成により、第１磁性層２１の分極を低減して、第１磁性層２１へのスピントランスファトルクＳＴＴ１を低減することができる。例えば、第１膜の組成は、前記第２磁性層の組成と実質的に同じである。
The
以下、実施形態に係る磁気ヘッド及び磁気記録媒体の例について説明する。
図１０は、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１０に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド１１２において、第２磁極３１から第１磁極３０への第１向きＤ１は、Ｘ軸方向に対して傾斜しても良い。第１向きＤ１（または第２向きＤ２）は、積層体２０の積層方向に対応する。Ｘ軸方向は、第１磁極３０の媒体対向面３０Ｆに沿う。第１向き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。
Examples of magnetic heads and magnetic recording media according to embodiments will be described below.
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating the magnetic head according to the embodiment.
As shown in FIG. 10, in the
第１向きＤ１が、Ｘ軸方向に対して傾斜する場合、層の厚さ（例えば厚さｔ２１など）は、第１向きＤ１に沿う長さに対応する。第１向きＤ１がＸ軸方向に対して傾斜する構成は、第１実施形態または第２実施形態に係る任意の磁気ヘッドに適用されて良い。 When the first direction D1 is inclined with respect to the X-axis direction, the thickness of the layer (for example, the thickness t21, etc.) corresponds to the length along the first direction D1. The configuration in which the first direction D1 is inclined with respect to the X-axis direction may be applied to any magnetic head according to the first embodiment or the second embodiment.
以下、実施形態に係る磁気ヘッド及び磁気記録媒体の例について説明する。以下では、磁気ヘッド１１０の例について説明する。
Examples of magnetic heads and magnetic recording media according to embodiments will be described below. An example of the
図１１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１２は、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１１に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド１１０は、磁気記録媒体８０と共に用いられる。実施形態に係る磁気記録装置２１０は、磁気ヘッド１１０及び磁気記録媒体８０を含む。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。
FIG. 11 is a schematic perspective view illustrating a magnetic recording device according to an embodiment.
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view illustrating the magnetic head according to the embodiment.
As shown in FIG. 11, a
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。
The
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。
The reproducing
図１１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。
As shown in FIG. 11, the
図１２に示すように、磁気ヘッド１１０において、コイル３０ｃが設けられる。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３０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。
As shown in FIG. 12, the
図１２に示すように、第１磁極３０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。
As shown in FIG. 12, the first
媒体対向面３０Ｆに対して垂直な方向を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。
The direction perpendicular to the
Ｚ軸方向は、例えば、ハイト方向である。Ｘ軸方向は、例えば、ダウントラック方向である。Ｙ軸方向は、例えば、クロストラック方向である。 The Z-axis direction is, for example, the height direction. The X-axis direction is, for example, a downtrack direction. The Y-axis direction is, for example, a cross-track direction.
図１２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３０及び第２磁極３１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、配線Ｗ１及び第１磁極３０を介して積層体２０と電気的に接続される。第２端子Ｔ２は、配線Ｗ２及び第２磁極３１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。
As shown in FIG. 12, an
図１２に示すように、記録部６０において、シールド３２が設けられても良い。シールド３２と第２磁極３１との間に第１磁極３０が設けられる。第２磁極３１、第２磁極３１及び第１磁極３０の周りに、絶縁部３０ｉが設けられる。
As shown in FIG. 12, a
実施形態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。
The
図１３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。
FIG. 13 is a schematic perspective view illustrating a part of the magnetic recording device according to the embodiment.
FIG. 13 illustrates a head slider.
The
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。
The
図１４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。
FIG. 14 is a schematic perspective view illustrating a magnetic recording device according to an embodiment.
FIGS. 15A and 15B are schematic perspective views illustrating a part of the magnetic recording device according to the embodiment.
As shown in FIG. 14, a rotary actuator is used in the
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。
The
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。
When the
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１５（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。
FIG. 15A is an enlarged perspective view of a
FIG. 15B is a perspective view illustrating a magnetic head assembly (head gimbal assembly: HGA) 158 that is part of the
図１５（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。
As shown in FIG. 15(a), the
図１５（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。
As shown in FIG. 15(b), the
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。
A
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。
A magnetic head assembly (head gimbal assembly) 158 according to the embodiment includes the magnetic head according to the embodiment, a
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。
The
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。
In the
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。
The
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。
For example, a
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）
磁気ヘッドと、
電気回路と、
を備え、
前記磁気ヘッドは、
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、
を含み、
前記積層体は、
第１非磁性層と、
前記第１非磁性層と前記第２磁極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２磁極との間に設けられた第１層と、
前記第１層と前記第２磁極との間に設けられた第２非磁性層と、
前記第２非磁性層と前記第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非磁性層と、
を含み、
前記第１磁性層は、Ｃｏ、Ｆｅ及びＮｉ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磁性層における前記第１元素の濃度は、５０原子％以上であり、
前記第２磁性層は、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏよりなる群から選択された少なくとも１つの第２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つの第３元素と、を含み、
前記第１層は、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｃ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕよりなる群から選択された少なくとも１つを含み、
前記電気回路は、前記第２磁極から前記第１磁極への第１向きを有する第１電流を前記積層体に供給する、磁気記録装置。
Embodiments may include the following configurations (eg, technical proposals).
(Configuration 1)
magnetic head,
electric circuit and
Equipped with
The magnetic head includes:
a first magnetic pole;
a second magnetic pole;
a laminate provided between the first magnetic pole and the second magnetic pole;
including;
The laminate includes:
a first nonmagnetic layer;
a first magnetic layer provided between the first nonmagnetic layer and the second magnetic pole;
a first layer provided between the first magnetic layer and the second magnetic pole;
a second nonmagnetic layer provided between the first layer and the second magnetic pole;
a second magnetic layer provided between the second nonmagnetic layer and the second magnetic pole;
a third non-magnetic layer provided between the second magnetic layer and the second magnetic pole;
including;
The first magnetic layer includes at least one first element selected from the group consisting of Co, Fe, and Ni, and the concentration of the first element in the first magnetic layer is 50 atomic % or more,
The second magnetic layer includes at least one second element selected from the group consisting of Fe, Ni and Co, and at least one third element selected from the group consisting of Cr, V, Mn, Ti and Sc. , including;
The first layer includes Ta, Zr, Hf, Mo, W, Tc, Re, Ru, Rh, Os, Ir, Pd, Pt, Mn, Cr, V, Ti, Sc, Y, La, Ce, Pr, Contains at least one selected from the group consisting of Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu,
The electrical circuit supplies a first current having a first direction from the second magnetic pole to the first magnetic pole to the stack.
（構成２）
前記第１層は、前記第１磁性層及び前記第２非磁性層と接する、構成１記載の磁気記録装置。
(Configuration 2)
The magnetic recording device according to Configuration 1, wherein the first layer is in contact with the first magnetic layer and the second nonmagnetic layer.
（構成３）
前記第２非磁性層は、前記第１層及び前記第２磁性層と接する、構成２記載の磁気記録装置。
(Configuration 3)
The magnetic recording device according to
（構成４）
前記第１層の厚さは、０ｎｍを越え３ｎｍ以下である、構成１～３のいずれか１つに記載の磁気記録装置。
(Configuration 4)
The magnetic recording device according to any one of configurations 1 to 3, wherein the first layer has a thickness of more than 0 nm and less than 3 nm.
（構成５）
磁気ヘッドと、
電気回路と、
を備え、
前記磁気ヘッドは、
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、
を含み、
前記積層体は、
第１非磁性層と、
前記第１非磁性層と前記第２磁極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２磁極との間に設けられた第２非磁性層と、
前記第２非磁性層と前記第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非磁性層と、
を含み、
前記第１磁性層は、Ｃｏ、Ｆｅ及びＮｉ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磁性層における前記第１元素の濃度は、５０原子％以上であり、
前記第２磁性層は、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏよりなる群から選択された少なくとも１つの第２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つの第３元素と、を含み、
前記第１磁性層は、前記第３元素を含まない、または、前記第１磁性層における前記第３元素の濃度は、前記第２磁性層における前記第３元素の濃度よりも低く、
前記電気回路は、前記第２磁極から前記第１磁極への第１向きを有する第１電流を前記積層体に供給する、磁気記録装置。
(Configuration 5)
magnetic head,
electric circuit and
Equipped with
The magnetic head is
a first magnetic pole;
a second magnetic pole;
a laminate provided between the first magnetic pole and the second magnetic pole;
including;
The laminate includes:
a first nonmagnetic layer;
a first magnetic layer provided between the first nonmagnetic layer and the second magnetic pole;
a second non-magnetic layer provided between the first magnetic layer and the second magnetic pole;
a second magnetic layer provided between the second nonmagnetic layer and the second magnetic pole;
a third nonmagnetic layer provided between the second magnetic layer and the second magnetic pole;
including;
The first magnetic layer includes at least one first element selected from the group consisting of Co, Fe, and Ni, and the concentration of the first element in the first magnetic layer is 50 atomic % or more,
The second magnetic layer includes at least one second element selected from the group consisting of Fe, Ni and Co, and at least one third element selected from the group consisting of Cr, V, Mn, Ti and Sc. , including;
The first magnetic layer does not contain the third element, or the concentration of the third element in the first magnetic layer is lower than the concentration of the third element in the second magnetic layer,
The electrical circuit supplies a first current having a first direction from the second magnetic pole to the first magnetic pole to the stack.
（構成６）
磁気ヘッドと、
電気回路と、
を備え、
前記磁気ヘッドは、
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、
を含み、
前記積層体は、
第１非磁性層と、
前記第１非磁性層と前記第２磁極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２磁極との間に設けられた第２非磁性層と、
前記第２非磁性層と前記第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非磁性層と、
を含み、
前記第２磁性層は、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏよりなる群から選択された少なくとも１つの第２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つの第３元素と、を含み、
前記第１磁性層は、第１膜及び第２膜を含み、前記第２膜は、前記第１非磁性層と前記第１膜との間の第１位置、及び、前記第１膜と前記第２非磁性層との間の第２位置のいずれかにあり、
前記第１膜は、前記第２元素及び前記第３元素を含み、
前記第２膜は、前記第３元素を含まない、または、前記第２膜における前記第３元素の濃度は、前記第１膜における前記第３元素の濃度よりも低く、
前記電気回路は、前記第２磁極から前記第１磁極への第１向きを有する第１電流を前記積層体に供給する、磁気記録装置。
(Configuration 6)
magnetic head,
electric circuit and
Equipped with
The magnetic head includes:
a first magnetic pole;
a second magnetic pole;
a laminate provided between the first magnetic pole and the second magnetic pole;
including;
The laminate includes:
a first nonmagnetic layer;
a first magnetic layer provided between the first nonmagnetic layer and the second magnetic pole;
a second non-magnetic layer provided between the first magnetic layer and the second magnetic pole;
a second magnetic layer provided between the second nonmagnetic layer and the second magnetic pole;
a third non-magnetic layer provided between the second magnetic layer and the second magnetic pole;
including;
The second magnetic layer includes at least one second element selected from the group consisting of Fe, Ni and Co, and at least one third element selected from the group consisting of Cr, V, Mn, Ti and Sc. , including;
The first magnetic layer includes a first film and a second film, and the second film is located at a first position between the first nonmagnetic layer and the first film, and between the first film and the first film. in any of the second positions between the second nonmagnetic layer and the second nonmagnetic layer;
The first film includes the second element and the third element,
The second film does not contain the third element, or the concentration of the third element in the second film is lower than the concentration of the third element in the first film,
The electrical circuit supplies a first current having a first direction from the second magnetic pole to the first magnetic pole to the stack.
（構成７）
前記第１膜の組成は、前記第２磁性層の組成と実質的に同じである、構成６記載の磁気記録装置。
(Configuration 7)
7. The magnetic recording device according to
（構成８）
前記第２非磁性層は、前記第１磁性層及び前記第２磁性層と接する、構成５～７のいずれか１つに記載の磁気記録装置。
(Configuration 8)
8. The magnetic recording device according to any one of configurations 5 to 7, wherein the second nonmagnetic layer is in contact with the first magnetic layer and the second magnetic layer.
（構成９）
前記第１非磁性層は、Ｔａ、Ｒｕ、Ｃｒ及びＣｕよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、構成１～８のいずれか１つに記載の磁気記録装置。
(Configuration 9)
9. The magnetic recording device according to any one of configurations 1 to 8, wherein the first nonmagnetic layer includes at least one selected from the group consisting of Ta, Ru, Cr, and Cu.
（構成１０）
前記第２非磁性層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ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１～９のいずれか１つに記載の磁気記録装置。
(Configuration 10)
10. The magnetic recording device according to any one of Structures 1 to 9, wherein the second nonmagnetic layer includes at least one selected from the group consisting of Cu, Ag, Au, and Cr.
（構成１１）
前記第３非磁性層は、Ｃｕ、Ａｇ及びＡｕよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、構成１～１０のいずれか１つに記載の磁気記録装置。
(Configuration 11)
11. The magnetic recording device according to any one of configurations 1 to 10, wherein the third nonmagnetic layer includes at least one selected from the group consisting of Cu, Ag, and Au.
（構成１２）
前記第１非磁性層の厚さは、１ｎｍ以上６ｎｍ以下である、構成１～１１のいずれか１つに記載の磁気記録装置。
(Configuration 12)
The magnetic recording device according to any one of Structures 1 to 11, wherein the first nonmagnetic layer has a thickness of 1 nm or more and 6 nm or less.
（構成１３）
前記第２非磁性層の厚さは、１ｎｍ以上４ｎｍ以下である、構成１～１２のいずれか１つに記載の磁気記録装置。
(Configuration 13)
The magnetic recording device according to any one of Structures 1 to 12, wherein the second nonmagnetic layer has a thickness of 1 nm or more and 4 nm or less.
（構成１４）
前記第３非磁性層の厚さは、１ｎｍ以上４ｎｍ以下である、構成１～１３のいずれか１つに記載の磁気記録装置。
(Configuration 14)
14. The magnetic recording device according to any one of configurations 1 to 13, wherein the third nonmagnetic layer has a thickness of 1 nm or more and 4 nm or less.
（構成１５）
前記第１磁性層の飽和磁化と前記第１磁性層の厚さとの積は、１ｎｍＴ以上６ｎｍＴ以下である、構成１～１４のいずれか１つに記載の磁気記録装置。
(Configuration 15)
15. The magnetic recording device according to any one of configurations 1 to 14, wherein the product of the saturation magnetization of the first magnetic layer and the thickness of the first magnetic layer is 1 nmT or more and 6 nmT or less.
（構成１６）
前記第２磁性層の飽和磁化と前記第２磁性層の厚さとの積は、１ｎｍＴ以上９ｎｍＴ以下である、構成１～１５のいずれか１つに記載の磁気記録装置。
(Configuration 16)
16. The magnetic recording device according to any one of configurations 1 to 15, wherein the product of the saturation magnetization of the second magnetic layer and the thickness of the second magnetic layer is 1 nmT or more and 9 nmT or less.
（構成１７）
前記第２磁性層の厚さは、前記第１磁性層の厚さの０．８倍以上３倍以下である、構成１～１６のいずれか１つに記載の磁気記録装置。
(Configuration 17)
17. The magnetic recording device according to any one of configurations 1 to 16, wherein the thickness of the second magnetic layer is 0.8 times or more and 3 times or less the thickness of the first magnetic layer.
（構成１８）
前記積層体は、前記第３非磁性層と前記第２磁極との間に設けられた第３磁性層をさらに含み、
前記第３磁性層は、Ｃｏ、Ｆｅ及びＮｉよりなる群から選択された少なくとも１つの第４元素を含み、前記第３磁性層における前記第４元素の濃度は、５０原子％以上である、構成１～１７のいずれか１つに記載の磁気記録装置。
(Configuration 18)
The laminate further includes a third magnetic layer provided between the third nonmagnetic layer and the second magnetic pole,
The third magnetic layer includes at least one fourth element selected from the group consisting of Co, Fe, and Ni, and the concentration of the fourth element in the third magnetic layer is 50 atomic % or more. 18. The magnetic recording device according to any one of 1 to 17.
（構成１９）
磁気ヘッドと、
電気回路と、
を備え、
前記磁気ヘッドは、
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、
を含み、
前記積層体は、
第１非磁性層と、
前記第１非磁性層と前記第２磁極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２磁極との間に設けられた第１層と、
前記第１層と前記第２磁極との間に設けられた第２非磁性層と、
前記第２非磁性層と前記第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非磁性層と、
を含み、
前記第１磁性層は、Ｃｏ、Ｆｅ及びＮｉ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磁性層における前記第１元素の濃度は、５０原子％以上であり、
前記第２磁性層は、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏよりなる群から選択された少なくとも１つの第２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つの第３元素と、を含み、
前記電気回路は、前記第２磁極から前記第１磁極への第１向きを有する第１電流を前記積層体に供給する、磁気記録装置。
(Configuration 19)
magnetic head,
electric circuit and
Equipped with
The magnetic head includes:
a first magnetic pole;
a second magnetic pole;
a laminate provided between the first magnetic pole and the second magnetic pole;
including;
The laminate includes:
a first nonmagnetic layer;
a first magnetic layer provided between the first nonmagnetic layer and the second magnetic pole;
a first layer provided between the first magnetic layer and the second magnetic pole;
a second nonmagnetic layer provided between the first layer and the second magnetic pole;
a second magnetic layer provided between the second nonmagnetic layer and the second magnetic pole;
a third non-magnetic layer provided between the second magnetic layer and the second magnetic pole;
including;
The first magnetic layer includes at least one first element selected from the group consisting of Co, Fe, and Ni, and the concentration of the first element in the first magnetic layer is 50 atomic % or more,
The second magnetic layer includes at least one second element selected from the group consisting of Fe, Ni and Co, and at least one third element selected from the group consisting of Cr, V, Mn, Ti and Sc. , including;
The electrical circuit supplies a first current having a first direction from the second magnetic pole to the first magnetic pole to the stack.
（構成２０）
前記積層体に流れる電流密度の変化に対する前記積層体の電気抵抗の変化率は、前記電流密度が第１範囲のときに正であり、前記電流密度が第２範囲のときに負であり、前記電流密度が第３範囲のときに正であり、
前記第１電流の電流密度は、前記第３範囲内である、構成１～１９のいずれか１つに記載の磁気記録装置。
(Configuration 20)
The rate of change in the electrical resistance of the laminate with respect to the change in the current density flowing through the laminate is positive when the current density is in a first range, negative when the current density is in a second range, and is positive when the current density is in the third range,
20. The magnetic recording device according to any one of configurations 1 to 19, wherein the current density of the first current is within the third range.
（構成２１）
前記第１電流が前記積層体に供給されたときに、前記第１磁性層の第１磁化は、前記第１向きの成分を有し、
前記第１電流が前記積層体に供給されたときに、前記第２磁性層の第２磁化は、前記第１向きの成分を有し、
前記第１向きの第２電流が前記積層体に供給されたときに、前記第１磁化は、前記第１磁極から前記第２磁極への第２向きの成分を有し、前記第２電流は前記第１電流よりも小さく、
前記第２電流が前記積層体に供給されたときに、前記第２磁化は、前記第２向きの成分を有し、
前記第２電流の電流密度は、前記第１範囲内である、構成２０記載の磁気記録装置。
(Configuration 21)
When the first current is supplied to the stacked body, the first magnetization of the first magnetic layer has a component in the first direction,
When the first current is supplied to the stacked body, the second magnetization of the second magnetic layer has a component in the first direction,
When the second current in the first direction is supplied to the laminated body, the first magnetization has a component in the second direction from the first magnetic pole to the second magnetic pole, and the second current has a component in the second direction from the first magnetic pole to the second magnetic pole. smaller than the first current;
When the second current is supplied to the laminated body, the second magnetization has a component in the second direction,
21. The magnetic recording device according to
（構成２２）
磁気記録媒体をさらに備え、
前記第１電流が前記積層体に供給されたときに、前記積層体は、交流磁界を発生しない、または、前記積層体から発生する交流磁界の周波数は、前記磁気記録媒体の磁気共鳴周波数よりも高い、構成１～２１のいずれか１つに記載の磁気記録装置。
(Configuration 22)
further comprising a magnetic recording medium;
When the first current is supplied to the laminated body, the laminated body does not generate an alternating magnetic field, or the frequency of the alternating magnetic field generated from the laminated body is lower than the magnetic resonance frequency of the magnetic recording medium. 22. The magnetic recording device according to any one of configurations 1 to 21.
（構成２３）
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非磁性層と、
前記第１非磁性層と前記第２磁極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２磁極との間に設けられた第１層と、
前記第１層と前記第２磁極との間に設けられた第２非磁性層と、
前記第２非磁性層と前記第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非磁性層と、
を含み、
前記第１磁性層は、Ｃｏ、Ｆｅ及びＮｉ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磁性層における前記第１元素の濃度は、５０原子％以上であり、
前記第２磁性層は、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏよりなる群から選択された少なくとも１つの第２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つの第３元素と、を含み、
前記第１層は、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｃ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕ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磁極から前記第１磁極への第１向きを有する第１電流が前記積層体に供給される、磁気ヘッド。
(Configuration 23)
a first magnetic pole;
a second magnetic pole;
a laminate provided between the first magnetic pole and the second magnetic pole;
Equipped with
The laminate includes:
a first nonmagnetic layer;
a first magnetic layer provided between the first nonmagnetic layer and the second magnetic pole;
a first layer provided between the first magnetic layer and the second magnetic pole;
a second nonmagnetic layer provided between the first layer and the second magnetic pole;
a second magnetic layer provided between the second nonmagnetic layer and the second magnetic pole;
a third non-magnetic layer provided between the second magnetic layer and the second magnetic pole;
including;
The first magnetic layer includes at least one first element selected from the group consisting of Co, Fe, and Ni, and the concentration of the first element in the first magnetic layer is 50 atomic % or more,
The second magnetic layer includes at least one second element selected from the group consisting of Fe, Ni and Co, and at least one third element selected from the group consisting of Cr, V, Mn, Ti and Sc. , including;
The first layer includes Ta, Zr, Hf, Mo, W, Tc, Re, Ru, Rh, Os, Ir, Pd, Pt, Mn, Cr, V, Ti, Sc, Y, La, Ce, Pr, Contains at least one selected from the group consisting of Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu,
A magnetic head, wherein a first current having a first direction from the second magnetic pole to the first magnetic pole is supplied to the stack.
（構成２４）
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非磁性層と、
前記第１非磁性層と前記第２磁極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２磁極との間に設けられた第１層と、
前記第１層と前記第２磁極との間に設けられた第２非磁性層と、
前記第２非磁性層と前記第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非磁性層と、
を含み、
前記第１磁性層は、Ｃｏ、Ｆｅ及びＮｉ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磁性層における前記第１元素の濃度は、５０原子％以上であり、
前記第２磁性層は、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏよりなる群から選択された少なくとも１つの第２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つの第３元素と、を含み、
前記第１磁性層は、前記第３元素を含まない、または、前記第１磁性層における前記第３元素の濃度は、前記第２磁性層における前記第３元素の濃度よりも低く、
前記第２磁極から前記第１磁極への第１向きを有する第１電流が前記積層体に供給される、磁気ヘッド。
(Configuration 24)
a first magnetic pole;
a second magnetic pole;
a laminate provided between the first magnetic pole and the second magnetic pole;
Equipped with
The laminate includes:
a first nonmagnetic layer;
a first magnetic layer provided between the first nonmagnetic layer and the second magnetic pole;
a first layer provided between the first magnetic layer and the second magnetic pole;
a second nonmagnetic layer provided between the first layer and the second magnetic pole;
a second magnetic layer provided between the second nonmagnetic layer and the second magnetic pole;
a third non-magnetic layer provided between the second magnetic layer and the second magnetic pole;
including;
The first magnetic layer includes at least one first element selected from the group consisting of Co, Fe, and Ni, and the concentration of the first element in the first magnetic layer is 50 atomic % or more,
The second magnetic layer includes at least one second element selected from the group consisting of Fe, Ni and Co, and at least one third element selected from the group consisting of Cr, V, Mn, Ti and Sc. , including;
The first magnetic layer does not contain the third element, or the concentration of the third element in the first magnetic layer is lower than the concentration of the third element in the second magnetic layer,
A magnetic head, wherein a first current having a first direction from the second magnetic pole to the first magnetic pole is supplied to the stack.
（構成２５）
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非磁性層と、
前記第１非磁性層と前記第２磁極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２磁極との間に設けられた第１層と、
前記第１層と前記第２磁極との間に設けられた第２非磁性層と、
前記第２非磁性層と前記第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非磁性層と、
を含み、
前記第２磁性層は、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏよりなる群から選択された少なくとも１つの第２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つの第３元素と、を含み、
前記第１磁性層は、第１膜及び第２膜を含み、前記第２膜は、前記第１非磁性層と前記第１膜との間の第１位置、及び、前記第１膜と前記第２非磁性層との間の第２位置のいずれかにあり、
前記第１膜は、前記第２元素及び前記第３元素を含み、
前記第２膜は、前記第３元素を含まない、または、前記第２膜における前記第３元素の濃度は、前記第１膜における前記第３元素の濃度よりも低く、
前記第２磁極から前記第１磁極への第１向きを有する第１電流が前記積層体に供給される、磁気ヘッド。
(Configuration 25)
a first magnetic pole;
a second magnetic pole;
a laminate provided between the first magnetic pole and the second magnetic pole;
Equipped with
The laminate includes:
a first nonmagnetic layer;
a first magnetic layer provided between the first nonmagnetic layer and the second magnetic pole;
a first layer provided between the first magnetic layer and the second magnetic pole;
a second nonmagnetic layer provided between the first layer and the second magnetic pole;
a second magnetic layer provided between the second nonmagnetic layer and the second magnetic pole;
a third non-magnetic layer provided between the second magnetic layer and the second magnetic pole;
including;
The second magnetic layer includes at least one second element selected from the group consisting of Fe, Ni and Co, and at least one third element selected from the group consisting of Cr, V, Mn, Ti and Sc. , including;
The first magnetic layer includes a first film and a second film, and the second film is located at a first position between the first nonmagnetic layer and the first film, and between the first film and the first film. in any of the second positions between the second nonmagnetic layer and the second nonmagnetic layer;
The first film includes the second element and the third element,
The second film does not contain the third element, or the concentration of the third element in the second film is lower than the concentration of the third element in the first film,
A magnetic head, wherein a first current having a first direction from the second magnetic pole to the first magnetic pole is supplied to the stack.
（構成２６）
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非磁性層と、
前記第１非磁性層と前記第２磁極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２磁極との間に設けられた第１層と、
前記第１層と前記第２磁極との間に設けられた第２非磁性層と、
前記第２非磁性層と前記第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非磁性層と、
を含み、
前記第１磁性層は、Ｃｏ、Ｆｅ及びＮｉ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磁性層における前記第１元素の濃度は、５０原子％以上であり、
前記第２磁性層は、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏよりなる群から選択された少なくとも１つの第２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つの第３元素と、を含み、
前記第２磁極から前記第１磁極への第１向きを有する第１電流が前記積層体に供給される、磁気ヘッド。
(Configuration 26)
a first magnetic pole;
a second magnetic pole;
a laminate provided between the first magnetic pole and the second magnetic pole;
Equipped with
The laminate includes:
a first nonmagnetic layer;
a first magnetic layer provided between the first nonmagnetic layer and the second magnetic pole;
a first layer provided between the first magnetic layer and the second magnetic pole;
a second nonmagnetic layer provided between the first layer and the second magnetic pole;
a second magnetic layer provided between the second nonmagnetic layer and the second magnetic pole;
a third non-magnetic layer provided between the second magnetic layer and the second magnetic pole;
including;
The first magnetic layer includes at least one first element selected from the group consisting of Co, Fe, and Ni, and the concentration of the first element in the first magnetic layer is 50 atomic % or more,
The second magnetic layer includes at least one second element selected from the group consisting of Fe, Ni and Co, and at least one third element selected from the group consisting of Cr, V, Mn, Ti and Sc. , including;
A magnetic head, wherein a first current having a first direction from the second magnetic pole to the first magnetic pole is supplied to the stack.
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。実施形態において、第１磁極３０がトレーリングシールドで、第２磁極３１が主磁極でも良い。
According to the embodiments, a magnetic head and a magnetic recording device that can improve recording density can be provided. In the embodiment, the first
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。 In this specification, "perpendicular" and "parallel" are not only strictly perpendicular and strictly parallel, but also include variations in the manufacturing process, for example, and may be substantially perpendicular and substantially parallel. .
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第１磁極、第２磁極、シールド、積層体、磁性層、非磁性層、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。 The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. For example, regarding the specific configuration of each element included in the magnetic head, such as the first magnetic pole, second magnetic pole, shield, laminated body, magnetic layer, nonmagnetic layer, layer, and wiring, those skilled in the art can appropriately determine the configuration from the known range. As long as the present invention can be carried out in the same manner and the same effects can be obtained by making a selection, the present invention falls within the scope of the present invention.
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。 Combinations of any two or more elements of each specific example to the extent technically possible are also included within the scope of the present invention as long as they encompass the gist of the present invention.
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。 In addition, all other magnetic heads and magnetic recording devices that can be implemented by those skilled in the art with appropriate design changes based on the magnetic head and magnetic recording device described above as embodiments of the present invention also encompass the gist of the present invention. within the scope of the present invention.
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。 In addition, it is understood that various changes and modifications can be made by those skilled in the art within the scope of the idea of the present invention, and these changes and modifications also fall within the scope of the present invention. .
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。 Although several embodiments of the invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included within the scope and gist of the invention, as well as within the scope of the invention described in the claims and its equivalents.
２０…積層体、 ２０Ｄ…電気回路、 ２１～２３…第１～第３磁性層、 ２１Ｍ、２２Ｍ…磁化、 ２１ａ、２１ｂ…第１、第２膜、 ２２Ｍａ…パラメータ、 ２２Ｍｘ…成分、 ２５…第１層、 ２６…第２層、 ３０…第１磁極、 ３０Ｄ…記録回路、 ３０Ｆ…媒体対向面、 ３０Ｍ…磁化、 ３０ｃ…コイル、 ３０ｉ…絶縁部、 ３１…第２磁極、 ３１Ｍ…磁化、 ３２…シールド、 ４１～４３…第１～第３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、 １１０～１１２、１１９、１１９ａ、１１９ｂ、１２０…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…矢印、 Ｄ１、Ｄ２…第１、第２向き、 Ｇ…ゲイン、 Ｉｗ…記録電流、 Ｊ２０…電流密度、 ＪＲ１～ＪＲ３…第１～第３範囲、 Ｌｇ…距離、 Ｍ１…パラメータ、 Ｒ１…電気抵抗、 ＳＴ１、ＳＴ２…第１、第２状態、 ＳＴＴ１～ＳＴＴ３…スピントランスファトルク、 Ｔ１、Ｔ２…第１、第２端子、 Ｖ１…印加電圧、 Ｗ１、Ｗ２…配線、 ｉ１、ｉ２…第１、第２電流、 ｊｅ１、ｊｅ２…第１、第２電子流、 ｔ２１、ｔ２２、ｔ２３、ｔ２５、ｔ４１、ｔ４２、ｔ４３…厚さ、 ｔｍ…時間 20...Laminated body, 20D...Electric circuit, 21-23...First to third magnetic layers, 21M, 22M...Magnetization, 21a, 21b...First, second film, 22Ma...Parameter, 22Mx...Component, 25...th 1 layer, 26... Second layer, 30... First magnetic pole, 30D... Recording circuit, 30F... Medium facing surface, 30M... Magnetization, 30c... Coil, 30i... Insulating section, 31... Second magnetic pole, 31M... Magnetization, 32 ...Shield, 41-43...First to third non-magnetic layer, 60...Recording section, 70...Reproducing section, 71...Magnetic reproducing element, 72a, 72b...First and second reproducing magnetic shield, 80...Magnetic recording medium , 81... Magnetic recording layer, 82... Medium substrate, 83... Magnetization, 85... Medium movement direction, θ1... Angle, 110 to 112, 119, 119a, 119b, 120... Magnetic head, 150... Magnetic recording device, 154... Suspension , 155...Arm, 156...Voice coil motor, 157...Bearing section, 158...Head gimbal assembly, 159...Head slider, 159A...Air inflow side, 159B...Air outflow side, 160...Head stack assembly, 161...Support frame, 162... Coil, 180... Recording medium disk, 180M... Spindle motor, 181... Recording medium, 190... Signal processing unit, 210... Magnetic recording device, AR... Arrow, D1, D2... First, second direction, G... Gain, Iw...recording current, J20...current density, JR1 to JR3...first to third range, Lg...distance, M1...parameter, R1...electrical resistance, ST1, ST2...first and second states, STT1 to STT3 ...spin transfer torque, T1, T2...first and second terminals, V1...applied voltage, W1, W2...wiring, i1, i2...first and second currents, je1, je2...first and second electron currents, t21, t22, t23, t25, t41, t42, t43...thickness, tm...time
Claims (9)
電気回路と、
を備え、
前記磁気ヘッドは、
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、
を含み、
前記積層体は、
第１非磁性層と、
前記第１非磁性層と前記第２磁極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２磁極との間に設けられた第１層と、
前記第１層と前記第２磁極との間に設けられた第２非磁性層と、
前記第２非磁性層と前記第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非磁性層と、
を含み、
前記第１磁性層は、Ｃｏ、Ｆｅ及びＮｉ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磁性層における前記第１元素の濃度は、５０原子％以上であり、
前記第２磁性層は、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏよりなる群から選択された少なくとも１つの第２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つの第３元素と、を含み、
前記第１層は、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｃ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕよりなる群から選択された少なくとも１つを含み、
前記電気回路は、前記第２磁極から前記第１磁極への第１向きを有する第１電流を前記積層体に供給し、
前記積層体に流れる電流密度の変化に対する前記積層体の電気抵抗の変化率は、前記電流密度が第１範囲のときに正であり、前記電流密度が第２範囲のときに負であり、前記電流密度が第３範囲のときに正であり、
前記第１電流の電流密度は、前記第３範囲内である、磁気記録装置。 magnetic head,
electric circuit and
Equipped with
The magnetic head includes:
a first magnetic pole;
a second magnetic pole;
a laminate provided between the first magnetic pole and the second magnetic pole;
including;
The laminate includes:
a first nonmagnetic layer;
a first magnetic layer provided between the first nonmagnetic layer and the second magnetic pole;
a first layer provided between the first magnetic layer and the second magnetic pole;
a second nonmagnetic layer provided between the first layer and the second magnetic pole;
a second magnetic layer provided between the second nonmagnetic layer and the second magnetic pole;
a third nonmagnetic layer provided between the second magnetic layer and the second magnetic pole;
including;
The first magnetic layer includes at least one first element selected from the group consisting of Co, Fe, and Ni, and the concentration of the first element in the first magnetic layer is 50 atomic % or more,
The second magnetic layer includes at least one second element selected from the group consisting of Fe, Ni and Co, and at least one third element selected from the group consisting of Cr, V, Mn, Ti and Sc. , including;
The first layer includes Ta, Zr, Hf, Mo, W, Tc, Re, Ru, Rh, Os, Ir, Pd, Pt, Mn, Cr, V, Ti, Sc, Y, La, Ce, Pr, Contains at least one selected from the group consisting of Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu,
the electrical circuit supplies a first current having a first direction from the second magnetic pole to the first magnetic pole to the stack ;
The rate of change in the electrical resistance of the laminate with respect to the change in the current density flowing through the laminate is positive when the current density is in a first range, negative when the current density is in a second range, and is positive when the current density is in the third range,
In the magnetic recording device , the current density of the first current is within the third range .
電気回路と、
を備え、
前記磁気ヘッドは、
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、
を含み、
前記積層体は、
第１非磁性層と、
前記第１非磁性層と前記第２磁極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２磁極との間に設けられた第２非磁性層と、
前記第２非磁性層と前記第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非磁性層と、
を含み、
前記第１磁性層は、Ｃｏ、Ｆｅ及びＮｉ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磁性層における前記第１元素の濃度は、５０原子％以上であり、
前記第２磁性層は、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏよりなる群から選択された少なくとも１つの第２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つの第３元素と、を含み、
前記第１磁性層は、前記第３元素を含まない、または、前記第１磁性層における前記第３元素の濃度は、前記第２磁性層における前記第３元素の濃度よりも低く、
前記電気回路は、前記第２磁極から前記第１磁極への第１向きを有する第１電流を前記積層体に供給し、
前記積層体に流れる電流密度の変化に対する前記積層体の電気抵抗の変化率は、前記電流密度が第１範囲のときに正であり、前記電流密度が第２範囲のときに負であり、前記電流密度が第３範囲のときに正であり、
前記第１電流の電流密度は、前記第３範囲内である、磁気記録装置。 magnetic head,
electric circuit and
Equipped with
The magnetic head includes:
a first magnetic pole;
a second magnetic pole;
a laminate provided between the first magnetic pole and the second magnetic pole;
including;
The laminate includes:
a first nonmagnetic layer;
a first magnetic layer provided between the first nonmagnetic layer and the second magnetic pole;
a second non-magnetic layer provided between the first magnetic layer and the second magnetic pole;
a second magnetic layer provided between the second nonmagnetic layer and the second magnetic pole;
a third non-magnetic layer provided between the second magnetic layer and the second magnetic pole;
including;
The first magnetic layer includes at least one first element selected from the group consisting of Co, Fe, and Ni, and the concentration of the first element in the first magnetic layer is 50 atomic % or more,
The second magnetic layer includes at least one second element selected from the group consisting of Fe, Ni and Co, and at least one third element selected from the group consisting of Cr, V, Mn, Ti and Sc. , including;
The first magnetic layer does not contain the third element, or the concentration of the third element in the first magnetic layer is lower than the concentration of the third element in the second magnetic layer,
the electrical circuit supplies a first current having a first direction from the second magnetic pole to the first magnetic pole to the stack ;
The rate of change in the electrical resistance of the laminate with respect to the change in the current density flowing through the laminate is positive when the current density is in a first range, negative when the current density is in a second range, and is positive when the current density is in the third range,
In the magnetic recording device , the current density of the first current is within the third range .
電気回路と、
を備え、
前記磁気ヘッドは、
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、
を含み、
前記積層体は、
第１非磁性層と、
前記第１非磁性層と前記第２磁極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２磁極との間に設けられた第２非磁性層と、
前記第２非磁性層と前記第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非磁性層と、
を含み、
前記第２磁性層は、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏよりなる群から選択された少なくとも１つの第２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つの第３元素と、を含み、
前記第１磁性層は、第１膜及び第２膜を含み、前記第２膜は、前記第１非磁性層と前記第１膜との間の第１位置、及び、前記第１膜と前記第２非磁性層との間の第２位置のいずれかにあり、
前記第１膜は、前記第２元素及び前記第３元素を含み、
前記第２膜は、前記第３元素を含まない、または、前記第２膜における前記第３元素の濃度は、前記第１膜における前記第３元素の濃度よりも低く、
前記電気回路は、前記第２磁極から前記第１磁極への第１向きを有する第１電流を前記積層体に供給し、
前記積層体に流れる電流密度の変化に対する前記積層体の電気抵抗の変化率は、前記電流密度が第１範囲のときに正であり、前記電流密度が第２範囲のときに負であり、前記電流密度が第３範囲のときに正であり、
前記第１電流の電流密度は、前記第３範囲内である、磁気記録装置。 magnetic head,
electric circuit and
Equipped with
The magnetic head is
a first magnetic pole;
a second magnetic pole;
a laminate provided between the first magnetic pole and the second magnetic pole;
including;
The laminate includes:
a first nonmagnetic layer;
a first magnetic layer provided between the first nonmagnetic layer and the second magnetic pole;
a second non-magnetic layer provided between the first magnetic layer and the second magnetic pole;
a second magnetic layer provided between the second nonmagnetic layer and the second magnetic pole;
a third non-magnetic layer provided between the second magnetic layer and the second magnetic pole;
including;
The second magnetic layer includes at least one second element selected from the group consisting of Fe, Ni and Co, and at least one third element selected from the group consisting of Cr, V, Mn, Ti and Sc. , including;
The first magnetic layer includes a first film and a second film, and the second film is located at a first position between the first nonmagnetic layer and the first film, and between the first film and the first film. in any of the second positions between the second nonmagnetic layer and the second nonmagnetic layer;
The first film includes the second element and the third element,
The second film does not contain the third element, or the concentration of the third element in the second film is lower than the concentration of the third element in the first film,
the electrical circuit supplies a first current having a first direction from the second magnetic pole to the first magnetic pole to the stack ;
The rate of change in the electrical resistance of the laminate with respect to the change in the current density flowing through the laminate is positive when the current density is in a first range, negative when the current density is in a second range, and is positive when the current density is in the third range,
In the magnetic recording device , the current density of the first current is within the third range .
前記第３磁性層は、Ｃｏ、Ｆｅ及びＮｉよりなる群から選択された少なくとも１つの第４元素を含み、前記第３磁性層における前記第４元素の濃度は、５０原子％以上である、請求項１～７のいずれか１つに記載の磁気記録装置。 The laminate further includes a third magnetic layer provided between the third nonmagnetic layer and the second magnetic pole,
The third magnetic layer includes at least one fourth element selected from the group consisting of Co, Fe, and Ni, and the concentration of the fourth element in the third magnetic layer is 50 atomic % or more. 8. The magnetic recording device according to any one of items 1 to 7.
電気回路と、
を備え、
前記磁気ヘッドは、
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、
を含み、
前記積層体は、
第１非磁性層と、
前記第１非磁性層と前記第２磁極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２磁極との間に設けられた第１層と、
前記第１層と前記第２磁極との間に設けられた第２非磁性層と、
前記第２非磁性層と前記第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非磁性層と、
を含み、
前記第１磁性層は、Ｃｏ、Ｆｅ及びＮｉ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磁性層における前記第１元素の濃度は、５０原子％以上であり、
前記第２磁性層は、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏよりなる群から選択された少なくとも１つの第２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つの第３元素と、を含み、
前記電気回路は、前記第２磁極から前記第１磁極への第１向きを有する第１電流を前記積層体に供給し、
前記積層体に流れる電流密度の変化に対する前記積層体の電気抵抗の変化率は、前記電流密度が第１範囲のときに正であり、前記電流密度が第２範囲のときに負であり、前記電流密度が第３範囲のときに正であり、
前記第１電流の電流密度は、前記第３範囲内である、磁気記録装置。 magnetic head,
electric circuit and
Equipped with
The magnetic head includes:
a first magnetic pole;
a second magnetic pole;
a laminate provided between the first magnetic pole and the second magnetic pole;
including;
The laminate includes:
a first nonmagnetic layer;
a first magnetic layer provided between the first nonmagnetic layer and the second magnetic pole;
a first layer provided between the first magnetic layer and the second magnetic pole;
a second nonmagnetic layer provided between the first layer and the second magnetic pole;
a second magnetic layer provided between the second nonmagnetic layer and the second magnetic pole;
a third non-magnetic layer provided between the second magnetic layer and the second magnetic pole;
including;
The first magnetic layer includes at least one first element selected from the group consisting of Co, Fe, and Ni, and the concentration of the first element in the first magnetic layer is 50 atomic % or more,
The second magnetic layer includes at least one second element selected from the group consisting of Fe, Ni and Co, and at least one third element selected from the group consisting of Cr, V, Mn, Ti and Sc. , including;
the electrical circuit supplies a first current having a first direction from the second magnetic pole to the first magnetic pole to the stack ;
The rate of change in the electrical resistance of the laminate with respect to the change in the current density flowing through the laminate is positive when the current density is in a first range, negative when the current density is in a second range, and is positive when the current density is in the third range,
In the magnetic recording device , the current density of the first current is within the third range .
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