JP7465224B2 - 磁気ヘッド及び磁気記録装置 - Google Patents
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Description
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1(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。
図3に例示するシミュレーションにおいて、第1磁性層21の第1厚さt1と、第2磁性層22の第2厚さt2の和を19nmに一定にした状態で、第1厚さt1の第2厚さt2に対する比が変更される。図3の横軸は、厚さ比R1である。厚さ比R1は、第1厚さt1の第2厚さt2に対する比(すなわち、t1/t2)である。縦軸は、発振強度OSである。発振強度OSは、第1磁性層21の磁化の振動の振幅と第1厚さt1との積と、第2磁性層22の磁化の振動の振幅と第2厚さt2との積と、の和である。発振強度OSが高い場合に、例えば、MAMRによる記録密度が向上し易い。
図4(a)の横軸は、第1厚さt1である。図4(b)の横軸は、第2厚さt2である。図4(b)において、第1厚さt1は、15nmである。図4(a)及び)図4(b)において、積層体20に供給される電流icは、2.5×108A/cm2である。図4(a)及び図4(b)の縦軸は、発振強度OSである。
図5の横軸は、第1厚さt1と第2厚さt2の和tsである。縦軸は、発振強度OSである。
図6(a)に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド111は、第1磁極31と、第2磁極32と、積層体20と、を含む。磁気ヘッド111においても、積層体20は、第1磁性層21、第2磁性層22、第1非磁性層41、第2非磁性層42及び第3非磁性層43を含む。磁気ヘッド111においては、第1磁性層21及び第2磁性層22の少なくともいずれかは、複数の領域を含む。磁気ヘッド111におけるこれ以外の構成は、磁気ヘッド110における構成と同様で良い。
図7(a)及び図7(b)の横軸は、コイル30cに流れる記録電流Iwである。コイル30cに流れる記録電流Iwに応じて、第1磁極31及び第2磁極32の少なくともいずれかから生じる記録磁界が変化する。記録磁界が積層体20に印加される。したがって、横軸は、積層体20に印加される磁界に対応する。図7(a)及び図7(b)の縦軸は、積層体20の電気抵抗Rxである。
図8の横軸は時間tmである。縦軸は、磁化Mz(規格化値)である。図8には、第1磁性層21の磁化Mz1と、第2磁性層22の磁化Mz2と、に関する例が示されている。図8に示すように、磁化Mz1及び磁化Mz2は、逆位相(例えば、逆向きを保った状態)で回転する。
図9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9に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド(例えば、磁気ヘッド110)において、第1磁極31から第2磁極32への第1方向D1は、X軸方向に対して傾斜しても良い。第1方向D1は、積層体20の積層方向に対応する。X軸方向は、媒体対向面30Fに沿う。第1方向D1と媒体対向面30Fとの間の角度を角度θ1とする。角度θ1は、例えば、15度以上30度以下である。角度θ1は、0度でも良い。
図10に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド(例えば、磁気ヘッド110)は、磁気記録媒体80と共に用いられる。この例では、磁気ヘッド110は、記録部60及び再生部70を含む。磁気ヘッド110の記録部60により、磁気記録媒体80に情報が記録される。再生部70により、磁気記録媒体80に記録された情報が再生される。
図11は、ヘッドスライダを例示している。
磁気ヘッド110は、ヘッドスライダ159に設けられる。ヘッドスライダ159は、例えばAl2O3/TiCなどを含む。ヘッドスライダ159は、磁気記録媒体の上を、浮上または接触しながら、磁気記録媒体に対して相対的に運動する。
図12に示すように、実施形態に係る磁気記録装置150においては、ロータリーアクチュエータが用いられる。記録用媒体ディスク180は、スピンドルモータ180Mに装着される。記録用媒体ディスク180は、スピンドルモータ180Mにより矢印ARの方向に回転する。スピンドルモータ180Mは、駆動装置制御部からの制御信号に応答する。本実施形態に係る磁気記録装置150は、複数の記録用媒体ディスク180を備えても良い。磁気記録装置150は、記録媒体181を含んでもよい。記録媒体181は、例えば、SSD(Solid State Drive)である。記録媒体181には、例えば、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリが用いられる。例えば、磁気記録装置150は、ハイブリッドHDD(Hard Disk Drive)でも良い。
図13(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13(b)は、ヘッドスタックアセンブリ160の一部となる磁気ヘッドアセンブリ(ヘッドジンバルアセンブリ:HGA)158を例示する斜視図である。
(構成1)
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2磁極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磁性層は、Fe、Co及びNiの少なくとも1つを含む第1元素を含み、
前記第2磁性層は、前記第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磁性層は、前記第2元素を含まない、または、前記第1磁性層における前記第2元素の濃度は、前記第2磁性層における前記第2元素の濃度よりも低く、
前記第1磁極から前記第2磁極への第1方向に沿う前記第1磁性層の第1厚さは、前記第1方向に沿う前記第2磁性層の第2厚さの0.25倍以上4倍以下である、磁気ヘッド。
前記第1厚さは、前記第2厚さの0.33倍以上である、構成1記載の磁気ヘッド。
前記第3非磁性層は、前記第1磁極及び前記第1磁性層と接した、構成1または2に記載の磁気ヘッド。
前記第1非磁性層は、前記第1磁性層及び前記第2磁性層と接した、構成1~3のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第2非磁性層は、前記第2磁性層及び前記第2磁極と接した、構成1~4のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第1非磁性層、前記第2非磁性層及び前記第3非磁性層の少なくともいずれかは、Cu、Au、Cu、V、Al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3元素を含む、構成1記載の磁気ヘッド。
前記第2厚さは、5nm以上である、構成1~6のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第1厚さは、5nm以上である、構成1~7のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第1厚さ及び前記第2厚さの和は、15nm以上である、構成1~8のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第1磁性層は、第1磁性領域及び第2磁性領域を含み、
前記第2磁性領域は、前記第1磁性領域と前記第1非磁性層との間にあり、
前記第1磁性領域の飽和磁化は、前記第2磁性領域の飽和磁化よりも大きい、構成1~9のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第1磁性層は、第1磁性領域及び第2磁性領域を含み、
前記第2磁性領域は、前記第1磁性領域と前記第1非磁性層との間にあり、
前記第1磁性領域におけるFeの濃度は、前記第2磁性領域におけるFeの濃度よりも高い、構成1~9のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第2磁性層は、第3磁性領域及び第4磁性領域を含み、
前記第4磁性領域は、前記第3磁性領域と前記第1非磁性層との間にあり、
前記第3磁性領域の飽和磁化は、前記第4磁性領域の飽和磁化よりも大きい、構成1~11のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第2磁性層は、第3磁性領域及び第4磁性領域を含み、
前記第4磁性領域は、前記第3磁性領域と前記第1非磁性層との間にあり、
前記第3磁性領域におけるFeの濃度は、前記第4磁性領域におけるFeの濃度よりも高い、構成1~12のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記積層体は、第3磁性層をさらに含み、
前記第3磁性層は、前記第2磁性層と前記第2非磁性層との間に設けられ、
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元素を含み、
前記第3磁性層は、前記第2元素を含まない、または、前記第3磁性層における前記第2元素の濃度は、前記第2磁性層における前記第2元素の濃度よりも低い、構成1~13のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第2磁性層における前記第2元素の濃度は、10原子%以上80原子%以下である、構成1~14のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第1磁性層から前記第2磁性層への向きに電流が前記積層体に供給される、構成1~15のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記電流が前記積層体に供給されたときに、前記積層体から交流磁界が生じる、構成16記載の磁気ヘッド。
コイルをさらに備え、
前記コイルに流れる記録電流に応じて、前記第1磁極及び前記第2磁極の少なくともいずれかから生じる記録磁界が変化し、
前記積層体の電気抵抗は、前記記録電流が第1電流のときに第1抵抗であり、
前記電気抵抗は、前記記録電流が第2電流のときに第2抵抗であり、
前記電気抵抗は、前記記録電流が第3電流のときに第3抵抗であり、
前記第1電流の絶対値は、前記第2電流の絶対値よりも小さく、前記第3電流の絶対値よりも小さく、
前記第2電流の向きは、前記第3電流の向きと逆であり、
前記第1抵抗は、前記第2抵抗よりも低く、前記第3抵抗よりも低い、構成1~17のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
構成1~16のいずれか1つに記載の磁気ヘッドと、
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。
前記電気回路が、前記積層体に電流を供給したときに、
前記積層体から交流磁界が生じる、構成19記載の磁気記録装置。
Claims (15)
- 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2磁極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磁性層は、Fe、Co及びNiの少なくとも1つを含む第1元素を含み、
前記第2磁性層は、前記第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磁性層は、前記第2元素を含まない、または、前記第1磁性層における前記第2元素の濃度は、前記第2磁性層における前記第2元素の濃度よりも低く、
前記第1磁極から前記第2磁極への第1方向に沿う前記第1磁性層の第1厚さは、前記第1方向に沿う前記第2磁性層の第2厚さの0.25倍以上4倍以下であり、
前記第1磁性層は、第1磁性領域及び第2磁性領域を含み、
前記第2磁性領域は、前記第1磁性領域と前記第1非磁性層との間にあり、
前記第1磁性領域の飽和磁化は、前記第2磁性領域の飽和磁化よりも大きい、磁気ヘッド。 - 前記第1厚さは、前記第2厚さの0.33倍以上である、請求項1記載の磁気ヘッド。
- 前記第3非磁性層は、前記第1磁極及び前記第1磁性層と接した、請求項1または2に記載の磁気ヘッド。
- 前記第2非磁性層は、前記第2磁性層及び前記第2磁極と接した、請求項1~3のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
- 前記第1厚さ及び前記第2厚さの和は、15nm以上である、請求項1~4のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
- 前記第2磁性層は、第3磁性領域及び第4磁性領域を含み、
前記第4磁性領域は、前記第3磁性領域と前記第1非磁性層との間にあり、
前記第3磁性領域の飽和磁化は、前記第4磁性領域の飽和磁化よりも大きい、請求項1~5のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。 - 第1磁極と、
第2磁極と、
前記第1磁極と前記第2磁極との間に設けられた積層体と、
を備え、
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2磁極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磁性層は、Fe、Co及びNiの少なくとも1つを含む第1元素を含み、
前記第2磁性層は、前記第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磁性層は、前記第2元素を含まない、または、前記第1磁性層における前記第2元素の濃度は、前記第2磁性層における前記第2元素の濃度よりも低く、
前記第1磁極から前記第2磁極への第1方向に沿う前記第1磁性層の第1厚さは、前記第1方向に沿う前記第2磁性層の第2厚さの0.25倍以上4倍以下であり、
前記第2磁性層は、第3磁性領域及び第4磁性領域を含み、
前記第4磁性領域は、前記第3磁性領域と前記第1非磁性層との間にあり、
前記第3磁性領域の飽和磁化は、前記第4磁性領域の飽和磁化よりも大きい、磁気ヘッド。 - 前記積層体は、第3磁性層をさらに含み、
前記第3磁性層は、前記第2磁性層と前記第2非磁性層との間に設けられ、
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元素を含み、
前記第3磁性層は、前記第2元素を含まない、または、前記第3磁性層における前記第2元素の濃度は、前記第2磁性層における前記第2元素の濃度よりも低い、請求項1~7のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。 - 第1磁極と、
第2磁極と、
前記第1磁極と前記第2磁極との間に設けられた積層体と、
を備え、
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2磁極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磁性層は、Fe、Co及びNiの少なくとも1つを含む第1元素を含み、
前記第2磁性層は、前記第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磁性層は、前記第2元素を含まない、または、前記第1磁性層における前記第2元素の濃度は、前記第2磁性層における前記第2元素の濃度よりも低く、
前記第1磁極から前記第2磁極への第1方向に沿う前記第1磁性層の第1厚さは、前記第1方向に沿う前記第2磁性層の第2厚さの0.25倍以上4倍以下であり、
前記積層体は、第3磁性層をさらに含み、
前記第3磁性層は、前記第2磁性層と前記第2非磁性層との間に設けられ、
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元素を含み、
前記第3磁性層は、前記第2元素を含まない、または、前記第3磁性層における前記第2元素の濃度は、前記第2磁性層における前記第2元素の濃度よりも低い、磁気ヘッド。 - コイルをさらに備え、
前記コイルに流れる記録電流に応じて、前記第1磁極及び前記第2磁極の少なくともいずれかから生じる記録磁界が変化し、
前記積層体の電気抵抗は、前記記録電流が第1電流のときに第1抵抗であり、
前記電気抵抗は、前記記録電流が第2電流のときに第2抵抗であり、
前記電気抵抗は、前記記録電流が第3電流のときに第3抵抗であり、
前記第1電流の絶対値は、前記第2電流の絶対値よりも小さく、前記第3電流の絶対値よりも小さく、
前記第2電流の向きは、前記第3電流の向きと逆であり、
前記第1抵抗は、前記第2抵抗よりも低く、前記第3抵抗よりも低い、請求項1~9のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。 - 第1磁極と、
第2磁極と、
前記第1磁極と前記第2磁極との間に設けられた積層体と、
を備え、
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2磁極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磁性層は、Fe、Co及びNiの少なくとも1つを含む第1元素を含み、
前記第2磁性層は、前記第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磁性層は、前記第2元素を含まない、または、前記第1磁性層における前記第2元素の濃度は、前記第2磁性層における前記第2元素の濃度よりも低く、
前記第1磁極から前記第2磁極への第1方向に沿う前記第1磁性層の第1厚さは、前記第1方向に沿う前記第2磁性層の第2厚さの0.25倍以上4倍以下であり、
コイルをさらに備え、
前記コイルに流れる記録電流に応じて、前記第1磁極及び前記第2磁極の少なくともいずれかから生じる記録磁界が変化し、
前記積層体の電気抵抗は、前記記録電流が第1電流のときに第1抵抗であり、
前記電気抵抗は、前記記録電流が第2電流のときに第2抵抗であり、
前記電気抵抗は、前記記録電流が第3電流のときに第3抵抗であり、
前記第1電流の絶対値は、前記第2電流の絶対値よりも小さく、前記第3電流の絶対値よりも小さく、
前記第2電流の向きは、前記第3電流の向きと逆であり、
前記第1抵抗は、前記第2抵抗よりも低く、前記第3抵抗よりも低い、磁気ヘッド。 - 第1磁極と、
第2磁極と、
前記第1磁極と前記第2磁極との間に設けられた積層体と、
を備え、
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2磁極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磁性層は、Fe、Co及びNiの少なくとも1つを含む第1元素を含み、
前記第2磁性層は、前記第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磁性層は、前記第2元素を含まない、または、前記第1磁性層における前記第2元素の濃度は、前記第2磁性層における前記第2元素の濃度よりも低く、
前記第1磁極から前記第2磁極への第1方向に沿う前記第1磁性層の第1厚さは、前記第1方向に沿う前記第2磁性層の第2厚さの0.25倍以上4倍以下であり、
前記第2磁性層は、負のスピン分極を有する、磁気ヘッド。 - 第1磁極と、
第2磁極と、
前記第1磁極と前記第2磁極との間に設けられた積層体と、
を備え、
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2磁極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磁性層は、Fe、Co及びNiの少なくとも1つを含む第1元素を含み、
前記第2磁性層は、前記第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磁性層は、前記第2元素を含まない、または、前記第1磁性層における前記第2元素の濃度は、前記第2磁性層における前記第2元素の濃度よりも低く、
前記第1磁極から前記第2磁極への第1方向に沿う前記第1磁性層の第1厚さは、前記第1方向に沿う前記第2磁性層の第2厚さの0.25倍以上4倍以下であり、
前記第1磁性層及び前記第2磁性層は、発振する、磁気ヘッド。 - 第1磁極と、
第2磁極と、
前記第1磁極と前記第2磁極との間に設けられた積層体と、
を備え、
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2磁極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磁性層は、Fe、Co及びNiの少なくとも1つを含む第1元素を含み、
前記第2磁性層は、前記第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磁性層は、前記第2元素を含まない、または、前記第1磁性層における前記第2元素の濃度は、前記第2磁性層における前記第2元素の濃度よりも低く、
前記第1磁極から前記第2磁極への第1方向に沿う前記第1磁性層の第1厚さは、前記第1方向に沿う前記第2磁性層の第2厚さの0.25倍以上4倍以下であり、
前記第1磁性層の磁化及び前記第2磁性層の磁化は、逆位相で回転する、磁気ヘッド。 - 請求項1~14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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