JP7465229B2 - 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の横軸は電流ic(相対値)である。縦軸は、発振強度OSである。発振強度OSは、シミュレーションの第1モデルにおいては、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3磁性層23の磁化の振動の振幅と第3厚さt3との積と、の和である。シミュレーションの第2モデルにおいては、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(a)において、第2厚さt2は、3nmであり、第3厚さt3は、12nm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、8nmであり、第3厚さt3は、8nmである。図4(c)の横軸は、第3厚さt3である。図4(c)において、第1厚さt1は、12nmであり、第2厚さt2は、3nmである。これらの図において、積層体20に供給される電流icは、1.2×108A/cm2である。これらの図の縦軸は、発振強度OSである。
図5(a)の横軸は、比RR3である。比RR3は、第3厚さt3の第1厚さt1に対する比である。図5(b)の横軸は、比RR2である。比RR2は、第2厚さt2の第1厚さt1に対する比である。図5(a)において、比RR2は、0.3である。図5(b)において、比RR3は、1である。
図6の横軸は時間tmである。縦軸は、磁化Mz(規格化値)である。図6には、第1磁性層21の第1磁化Mz1と、第2磁性層22の第2磁化Mz2と、第3磁性層23の磁化Mz3と、に関する例が示されている。図6に示すように、第1磁性層21から第2磁性層22への向きの電流icが積層体20に供給されたときに、第1磁化Mz1及び第3磁化Mz3は、逆位相(例えば、逆向きを保った状態)で回転する。図6には、第2磁性層22の第2磁化Mz2も例示されている。この例では、第2磁化Mz2も回転する。第2磁化Mz2の位相は、第1磁化Mz1の位相とは異なり、第3磁化Mz3の位相とは異なる。第2磁化Mz2の周期は、第1磁化Mz1の周期と同じであり、第3磁化Mz3の周期と同じである。
これらの図は、積層体20に電流ixが供給され、コイル30cに記録電流Iwが供給されているときの磁気ヘッド110の特性の例を示している。この場合、第1磁極31及び第2磁極32の少なくともいずれかから記録磁界が生じている。記録磁界の一部が積層体20に印加されている。電流ixの向きは、図1(c)に例示した電流icの向きとは逆である。電流ixの向きは、第2磁性層22から第1磁性層21への向きを有する。電流ixは、負の電流である。
これらは、積層体20に電流ixが供給され、コイル30cに記録電流Iwが供給されているときの磁気ヘッド110の特性の別の例を示している。これらの図の場合も、積層体20に電流ixが供給され、コイル30cに記録電流Iwが供給される。電流ixの向きは、図1(c)に例示した電流icの向きとは逆である。図8(a)及び図8(b)の横軸は、積層体20に供給される電流ixである。図8(a)の縦軸は、積層体20の電気抵抗Rxの時間的な平均値Rxaである。図8(b)の縦軸は、電流ixの絶対値を減少したときの積層体20の電気抵抗Rxの時間的な平均値の変化率Rxdである。
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との間の角度の絶対値を角度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2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2磁極と前記第2磁性層との間に設けられた第3磁性層と、
前記第1磁性層と前記第1磁極との間に設けられた第1非磁性層と、
前記第2磁性層と前記第1磁性層との間に設けられた第2非磁性層と、
前記第3磁性層と前記第2磁性層との間に設けられた第3非磁性層と、
前記第2磁極と前記第3磁性層との間に設けられた第4非磁性層と、
を含み、
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厚さよりも厚く、
前記第1方向に沿う前記第3磁性層の第3厚さは、前記第2厚さよりも厚い、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1磁極と接し、
前記第2非磁性層は、前記第2磁性層及び前記第1磁性層と接し、
前記第3非磁性層は、前記第3磁性層及び前記第2磁性層と接し、
前記第4非磁性層は、前記第2磁極及び前記第3磁性層と接した、構成1記載の磁気ヘッド。
前記第3厚さは、前記第1厚さの0.6倍以上1.7倍以下である、構成1または2に記載の磁気ヘッド。
前記第3厚さは、前記第1厚さの0.8倍以上1.25倍以下である、構成1または2に記載の磁気ヘッド。
前記第2厚さは、前記第1厚さの0.7倍以下である、構成1~4のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第2厚さは、前記第1厚さの0.5倍以下である、構成1~4のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第2厚さは、前記第3厚さの0.7倍以下である、構成1~6のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第2厚さは、前記第3厚さの0.5倍以下である、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15nm以下である、構成1~8のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第3厚さは、5nm以上15nm以下である、構成1~9のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第1非磁性層は、Cu、Au、Cr、Al、V及びAg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4非磁性層は、Ru、Ir、Ta、Rh、Pd、Pt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、構成1~10のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第3非磁性層は、Cu、Au、Cr、Al、V及びAgよりなる群から選択された少なくとも1つを含み、
前記第2非磁性層は、Ru、Ir、Ta、Rh、Pd、Pt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、構成1~11のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第1磁性層、前記第2磁性層及び前記第3磁性層は、Fe、Co及びNiよりなる群から選択された少なくとも1つ含む第1元素を含む、構成1~12のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
前記第1磁性層、前記第2磁性層及び前記第3磁性層は、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元素を含まない、
または、
前記第1磁性層、前記第2磁性層及び前記第3磁性層における前記第2元素の濃度は、10atm%未満である、構成13記載の磁気ヘッド。
前記第1磁性層から前記第2磁性層への向きの電流が前記積層体に供給される、構成1~14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15記載の磁気ヘッド。
前記第1磁性層から前記第2磁性層への向きの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、及び、前記第3磁性層の第3磁化は、互いに逆向きで回転する、構成1~14のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
第1端子と、第2端子と、をさらに備え、
前記第1端子は、前記積層体の一部と電気的に接続され、
前記第2端子は、前記積層体の他部と電気的に接続され、
前記第1端子と前記第2端子との間に電流が供給可能である、構成1~17のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
構成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。
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 (11)
- 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2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2磁極と前記第2磁性層との間に設けられた第3磁性層と、
前記第1磁性層と前記第1磁極との間に設けられた第1非磁性層と、
前記第2磁性層と前記第1磁性層との間に設けられた第2非磁性層と、
前記第3磁性層と前記第2磁性層との間に設けられた第3非磁性層と、
前記第2磁極と前記第3磁性層との間に設けられた第4非磁性層と、
を含み、
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厚さよりも厚く、
前記第1方向に沿う前記第3磁性層の第3厚さは、前記第2厚さよりも厚く、
前記第3厚さは、前記第1厚さの0.7倍以上1.7倍以下であり、
前記第1磁性層の第1磁化及び前記第3磁性層の第3磁化は、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2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2磁極と前記第2磁性層との間に設けられた第3磁性層と、
前記第1磁性層と前記第1磁極との間に設けられた第1非磁性層と、
前記第2磁性層と前記第1磁性層との間に設けられた第2非磁性層と、
前記第3磁性層と前記第2磁性層との間に設けられた第3非磁性層と、
前記第2磁極と前記第3磁性層との間に設けられた第4非磁性層と、
を含み、
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厚さよりも厚く、
前記第1方向に沿う前記第3磁性層の第3厚さは、前記第2厚さよりも厚く、
前記第3厚さは、前記第1厚さの0.7倍以上1.7倍以下であり、
前記第1磁性層から前記第2磁性層への向きの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、及び、前記第3磁性層の第3磁化は、互いに逆位相で回転する、磁気ヘッド。 - 前記第1厚さは、5nm以上15nm以下である、請求項1または2に記載の磁気ヘッド。
- 前記第3厚さは、5nm以上15nm以下である、請求項1~3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2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2磁極と前記第2磁性層との間に設けられた第3磁性層と、
前記第1磁性層と前記第1磁極との間に設けられた第1非磁性層と、
前記第2磁性層と前記第1磁性層との間に設けられた第2非磁性層と、
前記第3磁性層と前記第2磁性層との間に設けられた第3非磁性層と、
前記第2磁極と前記第3磁性層との間に設けられた第4非磁性層と、
を含み、
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厚さよりも厚く、
前記第1方向に沿う前記第3磁性層の第3厚さは、前記第2厚さよりも厚く、
前記第3厚さは、前記第1厚さの0.7倍以上1.7倍以下であり、
前記第1厚さは、5nm以上15nm以下であり、
前記第3厚さは、5nm以上15nm以下である、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1磁極と接し、
前記第2非磁性層は、前記第2磁性層及び前記第1磁性層と接し、
前記第3非磁性層は、前記第3磁性層及び前記第2磁性層と接し、
前記第4非磁性層は、前記第2磁極及び前記第3磁性層と接した、請求項1~5のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。 - 前記第1非磁性層は、Cu、Au、Cr、Al、V及びAg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4非磁性層は、Ru、Ir、Ta、Rh、Pd、Pt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、請求項1~6のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。 - 前記第3非磁性層は、Cu、Au、Cr、Al、V及びAgよりなる群から選択された少なくとも1つを含み、
前記第2非磁性層は、Ru、Ir、Ta、Rh、Pd、Pt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、請求項7に記載の磁気ヘッド。 - 第1端子と、第2端子と、をさらに備え、
前記第1端子は、前記積層体の一部と電気的に接続され、
前記第2端子は、前記積層体の他部と電気的に接続され、
前記第1端子と前記第2端子との間に電流が供給可能である、請求項1~8のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。 - 請求項1~9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、請求項10に記載の磁気記録装置。
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