KR20040075919A - 하이브리드 기록 폴을 갖는 열 보조 자기 기록 헤드 - Google Patents

하이브리드 기록 폴을 갖는 열 보조 자기 기록 헤드 Download PDF

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KR20040075919A
KR20040075919A KR10-2004-7010618A KR20047010618A KR20040075919A KR 20040075919 A KR20040075919 A KR 20040075919A KR 20047010618 A KR20047010618 A KR 20047010618A KR 20040075919 A KR20040075919 A KR 20040075919A
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샤랏 바트라
빌리 더블유. 크루
윌리엄 에이. 챌리너
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시게이트 테크놀로지 엘엘씨
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Abstract

본 발명은 자기 기록 매체(16)와 관련하여 사용하기 위한 자기 기록 헤드(22)와 관련된 것이다. 자기 기록 헤드(22)는 기록 자기장(H)을 자기 기록 매체(16)에 인가하기 위하여 하이브리드 기록 폴(30) 구조를 포함한다. 기록 폴(30)은 제 1 층(46)과 제 2 층(48)을 포함하는데, 제 1 층(46)은 제 1 포화 자기 모멘트를 가지면 제 2 층(48)은 상기 제 1 포화 자기 모멘트 보다 큰 제 2 포화 자기 모멘트를 갖는다. 자기 기록 헤드(22)는 또한 기록 폴(30)이 기록 매체(16)에 기록 자기장(H)을 인가하는 위치에 인접한 자기 기록 매체(16)를 가열하기 위한 수단을 포함한다. 열 보조 자기 기록 방법이 또한 포함된다.

Description

하이브리드 기록 폴을 갖는 열 보조 자기 기록 헤드{HEAT ASSISTED MAGNETIC RECORDING HEAD WITH HYBRID WRITE POLE}
자기 기록 헤드는 자기 디스크 드라이브 저장 시스템에서 유용하다. 상기 시스템에서 사용되는 대부분의 자기 기록 헤드들은 길이방향 자기 기록 헤드들이다. 통상적인 형태의 길이방향 자기 기록(longitudinal magnetic recording)은 40 Gbit/in2이상의 밀도에서 초상자성(superparamagnetic) 불안정성의 문제점을 갖는다. 비트 셀 종횡비(aspect ratio)를 감소시키거나 변화시킴으로써 이 한계가 약 100 Gbit/in2까지 높아질 것으로 믿어진다. 그러나, 100 Gbit/in2이상의 기록 밀도에 대해서는 길이방향 자기 기록의 한계를 극복하기 위해 다른 접근방식이 필요할 것이다.
초상자성 효과와 관련된 문제들 중 적어도 몇몇을 극복하는, 길이방향 기록에 대한 대안은 "수직(perpendicular)" 자기 기록이다. 수직 자기 기록은 길이방향 자기 기록의 한계를 넘어 기록 밀도를 확대시킬 수 있다고 믿어진다. 수직 자기 저장 매체에 사용하기 위한 수직 자기 기록 헤드는 상대적으로 작은 저면(bottom surface) 영역을 갖는 주 기록 폴(main write pole)과 보다 큰 저면 영역을 갖는 자속 리턴 폴(flux return pole)을 포함하는 자기적으로 결합된 한 쌍의 폴들을 포함할 수 있다. 다수의 턴(turn)들을 갖는 코일은 폴과 저장 매체의 연성(soft) 하부층 사이에 자기장을 유도하기 위하여 주 기록 폴에 인접하여 위치된다. 연성 하부층은 저장 매체의 경성(hard) 자기 기록층 하부에 위치되어 주 폴에 의하여 형성된 자기장의 크기를 강화한다. 이는 차례로 보다 높은 보자력을 갖는 저장 매체의 사용을 가능하게 하여, 결과적으로 보다 안정성있는 비트가 매체에 저장될 수 있다. 기록 과정에서, 코일의 전류는 주 폴에 에너지를 공급하며, 상기 주 폴은 자기장을 생성시킨다. 이 자기장의 이미지는 연성 하부층에서 생성되어 자기 매체에서 생성된 자기장 강도를 강화시킨다. 팁(tip)으로부터 연성 하부층으로 발산하는 자속 밀도는 리턴 자속 폴을 통해 회귀한다. 리턴 폴의 재료가, 저장 매체의 경성층과 연성 하부층 내부로 수직으로 유도되는 주 기록 폴의 자속에 영향을 주지 않도록 리턴 폴은 주 기록 폴로부터 충분히 멀리 떨어져 위치된다.
수직 자기 기록 시스템과 같은 자기 기록 시스템은 일정한 자기 특성을 갖는 기록 폴, 즉 일정한 자기 모멘트를 갖는 단일의 재료로 형성되는 기록 폴을 이용할 수 있다. 그러나, 그러한 기록 폴은 인접 트랙들을 손상시킬 수 있는 스큐 효과(skew effect)를 나타낼 수 있다.
상기 자기 기록 시스템들은 대안적으로 "하이브리드(hybrid)" 구조를 갖는 기록 폴을 사용할 수 있는바, 그 하이브리드 구조에서는, 예를 들어, 고 포화 자기 모멘트 재료가 저 포화 자기 모멘트 재료의 상부에 또는 그에 인접하여 형성된다. 이러한 유형의 구조는, 예를 들어, 쓰기 과정중 스큐 효과를 감소시키는데 효과적인 것으로 밝혀졌다. 구체적으로, 하이브리드 폴 구조는 저 모멘트 재료와 고 모멘트 재료 양자 모두에 의하여 형성된 자속을 위한 넓은 채널의 존재에 의하여 강한 자기장이 생성된다는 장점과, 고 보자력 매체상에 쓰기 위해 요구되는 기록 폴의 트레일링 에지(trailing edge)에서 고 모멘트 재료의 두께에 의하여 한정되는 영역에 강한 자기장을 집중시킨다는 장점을 제공한다. 기록 폴로부터의 고도로 집중된 자기장은 보다 작은 트랙폭의 사용을 가능하게 하는데, 이는 주로 자속이 작은 트랙폭 내로 효율적으로 유도되기 때문이다. 이 기록 폴 구조에 의하여 제공되는 강한 자기장들은 큰 이방성을 갖는 자기 기록 매체의 사용을 가능하게 함으로써, 큰 기록 밀도에서의 초상자성 불안정성을 제한한다.
초상자성 효과와 관련된 문제의 적어도 몇몇을 극복하는 다른 개선은, 때때로 광학 또는 열적 보조 기록으로 언급되는 열 보조 자기 기록이다. 일반적으로 열 보조 자기 기록은, 열원(heat source)에 의하여 기록 매체가 일시적으로 자기 연성화되는 동안 인가된 기록 자기장이 보다 용이하게 기록 매체를 자화시킬 수 있도록 기록 매체의 보자력을 감소시키기 위하여 기록 매체를 국부적으로 가열하는 개념과 관련된다. 열 보조 자기 기록은, 상온에서 보다 큰 자기 이방성을 가지면서 큰 기록 밀도로 기록하고 충분한 열적 안정성을 보장하기 위해 바람직한 작은그레인(grain)의 매체의 사용을 가능하게 한다.
보다 자세히는, 큰 기록 밀도 기록에 있어서의 매체 잡음(media noise)을 제어하기 위하여 그레인의 부피를 감소시킴에 따라 초상자성 불안정성은 문제가 된다. 초상자성 효과는 그레인 부피(V)가 충분히 작아서 부등식 KuV/kBT〉40 이 더이상 유지될 수 없을 때 가장 명백하다. Ku는 재료의 자기적 결정 이방성 에너지밀도(magnetic crystalline anisotropy energy density)이고, kB는 볼츠만 상수이며 T는 절대온도이다. 이 부등식이 만족되지 않을 때, 열 에너지는 각각의 그레인들의 자화를 제거하며 저장된 데이터 비트들이 불안정하게 될 것이다. 따라서, 기록 밀도를 크게하기 위하여 그레인의 크기가 감소되면, 주어진 재료 Ku와 온도 T에 대하여 임계값(threshold)에 도달되어 안정성 있는 데이터 저장이 더이상 가능하지 않게 된다.
열적 안정성은 매우 높은 Ku를 갖는 재료로 형성된 기록 매체를 사용함으로써 향상될 수 있다. 그러나, 이용가능한 재료에 대하여, 기록 헤드들이 그러한 매체에 쓰기에 충분한 기록 자기장을 제공할 수 없다. 따라서, 매체에 기록 자기장을 인가할 때에 또는 그 전에 기록 매체상의 국부 영역(local area)을 가열하기 위한 열 에너지를 제공함으로써 기록 헤드 자기장의 한계를 극복하는 것이 제안되어왔다. 매체를 가열함으로써, Ku 또는 보자력이 감소되어 기록 자기장이 그 매체에 쓰는데 충분해진다. 매체가 상온으로 냉각되면, 매체는 충분히 큰 보자력을 가져서 기록된 정보의 열적 안정성을 확보하게 된다. 매체에 열원 또는 광원을 인가할때, 쓰기가 이루어지는 트랙에 열 또는 빛을 한정하고 고 기록 밀도 기록을 성취하기 위해 매체가 가열되는 지점에 매우 인접한 곳에서 기록 자기장을 생성시키는 것이 바람직하다. 가열 위치와 기록 자기장의 위치 사이의 간격은 매체 온도가 실질적으로 상온보다 높을 동안 기록이 이루어질 수 있도록 최소이거나 가능한 작아야만 한다. 또한, 이는 기록이 완료되면 매체의 효율적 냉각을 제공한다.
따라서, 공지된 자기 기록 헤드들의 한계들, 단점들, 및/또는 결점들을 극복하는 향상된 자기 기록 헤드의 필요성이 확인된다. 또한, 공지된 열 보조 자기 기록 헤드들의 한계들, 단점들, 및/또는 결점들을 극복하는 향상된 열 보조 자기 기록 헤드의 필요성이 확인된다.
본 출원은 2002년 1월 8일에 출원된 출원 번호 제 60/346,605호인 미국 가출원을 기초로 우선권을 주장한다.
본 발명은 자기 기록 헤드, 보다 자세히는 하이브리드 기록 폴(hybrid write pole)을 갖는 열 보조 자기 기록 헤드에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 자기 기록 헤드를 사용할 수 있는 디스크 드라이브를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 자기 기록 헤드와 자기 기록 매체의 일부에 대한 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따라 구성된 하이브리드 기록 폴 구조와 단일 또는 일정한 재료를 갖는 기록 폴에 있어서의 기록 자기장에 대한 그래프이다.
본 발명의 실시예들은 상기 확인된 필요성들뿐만 아니라 기타 다른 필요성들을 충족시키며, 이들은 명세서와 도면에 대한 이하의 검토에 의하여 보다 완전히 이해될 것이다.
본 발명의 한 측면에 따라, 자기 기록 매체와 관련하여 사용하기 위한 자기 기록 헤드는 기록 자기장을 자기 기록 매체에 인가하기 위한 기록 폴과 그 기록 폴이 자기 기록 매체에 기록 자기장을 인가하는 곳 부근에서 자기 기록 매체를 가열하기 위한 수단을 포함한다. 기록 폴은 제 1 층과 제 2 층을 포함하는바, 상기 제 1 층은 제 1 포화 자기 모멘트를 가지며 상기 제 2 층은 상기 제 1 포화 자기 모멘트 보다 큰 제 2 포화 자기 모멘트를 가진다.
본 발명의 또 하나의 측면에 따라, 자기 디스크 드라이브 저장 시스템은 자기 기록 매체와 그 자기 기록 매체에 인접하여 위치되는 자기 기록 헤드를 포함한다. 자기 기록 헤드는 기록 자기장을 자기 기록 매체에 인가하기 위한 기록 폴과 그 기록 폴이 자기 기록 매체에 기록 자기장을 인가하는 곳 부근에서 자기 기록 매체를 가열하기 위한 수단을 포함한다. 기록 폴은 제 1 층과 제 2 층을 포함하는바, 상기 제 1 층은 제 1 포화 자기 모멘트를 가지며 상기 제 2 층은 상기 제 1 포화 자기 모멘트 보다 큰 제 2 포화 자기 모멘트를 가진다. 자기 기록 헤드는 수직 자기 기록 헤드일 수 있으며 자기 기록 매체는 수직 자기 기록 매체일 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따라, 열 보조 자기 기록 방법은 자기 기록 매체에 열을 인가하는 단계와 제 1 층과 제 2 층을 갖는 기록 폴을 사용하여 자기 기록 매체의 가열된 일부에 기록 자기장을 인가하는 단계를 포함한다. 상기 제 1 층은 제 1 포화 자기 모멘트를 가지며 상기 제 2 층은 상기 제 1 포화 자기 모멘트 보다 큰 제 2 포화 자기 모멘트를 가진다.
본 발명은 자기 기록 헤드, 보다 자세히는 하이브리드 기록 폴을 갖는 열 보조 자기 기록 헤드를 제공한다. 본 발명은 특히 자기 디스크 드라이브 저장 시스템에 대한 용도로서 적합하다. 여기서 사용되는 기록 헤드는 일반적으로 쓰기 및/또는 읽기 동작들을 수행할 수 있는 헤드로 정의된다. 여기서 사용되는 수직 자기 기록은 일반적으로 기록 헤드 및/또는 기록 매체의 이동 방향에 실질적으로 수직한 자기 저장 매체내의 자기 도메인들을 배향시키는 것을 나타낸다.
도 1은 자기 기록 헤드를 사용할 수 있는 디스크 드라이브(10)를 도시하는바, 상기 자기 기록 헤드는 본 발명에 따라 형성되는 수직 자기 기록 헤드일 수 있다. 디스크 드라이브(10)는 디스크 드라이브의 여러 컴포넌트들을 포함하도록 구성되고 그 크기가 정해진 하우징(12)(상부 부분은 제거되고 하부 부분은 도면에서 볼 수 있음)을 포함한다. 디스크 드라이브(10)는, 수직 자기 기록 매체일 수 있는 적어도 하나의 자기 기록 매체(16)를 하우징 내에서 회전시키기 위한 스핀들 모터(14)를 포함한다. 적어도 하나의 암(arm)(18)이 하우징(12)내에 포함되는데, 각 암(18)은 기록 헤드 또는 슬라이더(22)를 갖는 제 1 단부(20)와 베어링(26)에 의해 축상에 장착되는 제 2 단부(24)를 갖는다. 디스크(16)의 원하는 섹터 또는 트랙(27)상에 기록 헤드(22)를 위치시키기 위하여 액츄에이터 모터(28)가 암의 제 2 단부(24)에 위치된다. 액츄에이터 모터(28)는, 본 도면에서는 도시되지 않으며 당업계에서 공지된 제어기에 의하여 조종된다.
도 2는 수직 자기 기록 헤드(22)와 수직 자기 기록 매체(16)의 일부에 대한 측면도이다. 본 발명의 실시예가 수직 자기 기록 헤드에 대하여 설명될지라도, 본발명의 태양은 열 보조 자기 기록을 채택하는 것이 바람직한 다른 형태의 기록 헤드들과 관련되어서도 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 구체적으로, 기록 헤드(22)는 요크(yoke) 또는 페데스탈(pedestal)(35)에 의하여 자기적으로 결합된 주 기록 폴(30)과 리턴 폴 또는 대향(opposing) 폴(32)을 포함하는 기록기 섹션(writer section)을 포함할 수 있다. 기록 헤드(22)는 리턴 폴(32) 또는 요크(35) 없이 기록 폴(30) 만으로 구성될 수 있다. 자화 코일(33)은 기록 헤드(22)에 에너지를 공급하기 위하여 요크 또는 페데스탈(35)을 둘러싼다. 기록 헤드(22)는 또한 읽기 헤드(미도시)를 포함할 수 있는데, 그 읽기 헤드는 당업계에서 일반적으로 공지된 임의의 통상적인 형태의 읽기 헤드일 수 있다.
도 2에서, 수직 자기 기록 매체(16)는 기록 헤드(22)에 인접하여 또는 그 하부에 위치되고 화살표 A의 방향으로 이동한다. 기록 매체(16)는 세라믹 글래스(ceramic glass) 또는 비결정(amorphous) 글래스와 같은 임의의 적절한 재료로 만들어질 수 있는 기판(38)을 포함한다. 연성 자기 하부층(40)이 기판(38)상에 증착된다. 연성 자기 하부층(40)은 예를 들어 Co, Fe, Ni, Pd, Pt 또는 Ru를 갖는 합금들 또는 다중층들과 같은 임의의 적절한 재료로 만들어질 수 있다. 경성 자기 기록층(42)은 연성 하부층(40)상에 증착되는데, 그 경성층(42)에 포함된 자기 도메인(44)들은 수직으로 배향된다. 경성 자기 기록층(42)을 위한 적절한 경성 자기 재료들에는, 예를 들어, 상온에서 상대적으로 큰 이방성을 갖는 FePt 또는 CoCrPt 합금들에서부터 선택된 적어도 하나의 재료가 포함될 수 있다.
본 발명에 따라, 주 기록 폴(30)은 하이브리드 기록 폴 구조이다. 구체적으로, 주 기록 폴(30)은 제 1 층(46)과 제 2 층(48)을 포함한다. 제 2 층(48)은 제 1 층(46)에 바로 인접하여 접촉하여 형성되거나 또는 그 제 1 층(46) 상부에 형성될 수 있다. 주 기록 폴(30)은 약 4000Å에서 약 5000Å 범위의 두께(30t)를 가질 수 있다. 재료의 제 1 층(46)은 약 1000Å에서 약 4000Å 범위의 두께(46t)를 가질 수 있다. 재료의 제 2 층(48)은 약 1000Å에서 약 3000Å 범위의 두께(48t)를 가질 수 있다.
상대적으로 높은 포화 자기 모멘트(Ms)를 가짐으로써 강한 기록 자기장(H)을 야기하는 주 기록 폴(30)을 가지는 것이 바람직하다. 강한 기록 자기장(H)은 상대적으로 큰 보자력 또는 이방성을 갖는 자기 저장 매체(16)의 사용을 가능하게 하여 높은 기록 밀도에서 초상자성 불안정성들을 제한할 수 있다.
도 2에서, 제 1 층(46)은 자속을 제 2 층(48)으로 유도하기에 충분한 자속 효율(flux efficiency)을 제공하는 상대적으로 작은 포화 자기 모멘트 재료이다. 제 2 층(48)은 주 기록 폴(30)의 자속 또는 자기장을 집중시키는 부분으로 기능하는 상대적으로 큰 포화 자기 모멘트 재료이다. 구체적으로, 제 1 층(46)은, 예를 들어 약 1.0 테슬라(T) 이하일 수 있는 포화 자기 모멘트를 갖는 재료로 형성된다. 여기서 제 1 층(46)은 일반적으로 여기서 정해진 범위의 포화 자기 모멘트를 갖는 "낮은 모멘트 재료"로 언급될 수 있다. 제 2 층(48)은 제 1 층(46)의 포화 자기 모멘트보다 큰 포화 자기 모멘트를 갖는 재료로 형성된다. 예를 들어, 제 2 층(48)은 약 1.8 T이상의 포화 자기 모멘트를 가질 수 있다. 제 2 층(48)은 일반적으로 여기서 정해진 범위내의 포화 자기 모멘트를 갖는 "높은 모멘트 재료"로 언급될 수 있다.
기록 헤드(22)는 또한 기록 폴(30) 부근, 보다 자세히는 높은 모멘트 재료층(48)이 기록 매체(16)에 기록 자기장(H)을 인가하는 위치 부근의 자기 기록 매체(16)를 가열하기 위한 수단을 포함한다. 구체적으로, 가열 수단(50)은, 예를 들어 도면부호 50으로 표시된 광도파로(optical waveguide)를 포함할 수 있다. 광도파로(50)는 그 광도파로(50)와 광학적으로 연결되는 광섬유(54)를 통해 빛을 전송하는 광원(52)과 관련되어 기능한다. 이는 광도파로(50)를 통하여 공기-윤활 평면(air-bearing surface)을 따라 형성된 열발산 표면(56)을 향해 이동할 수 있는 표면 플라즈몬(surface plasmon) 또는 도파 모드(guided mode)를 생성시킨다. 일반적으로 도면부호 58로 지칭되는 가열 또는 열 에너지는, 기록 매체(16)의 국부 영역을 가열하기 위한, 특히 기록층(42)의 국부 영역을 가열하기 위한 광도파로(50)의 열발산 표면(56)으로부터 전도된다.
광도파로(50)는 광원(52)과 광학적으로 연결된 광투과 재료와 일반적으로 공지된 광섬유(54)를 포함할 수 있다. 광투과 재료는 매체(16)를 향해 전파되는 표면 플라즈몬 또는 도파 모드를 생성시킨다. 매체(16)의 표면에서, 표면 플라즈몬 또는 도파 모드는 더이상 전파되지 않으며 그 에너지의 일부는 추후 매체(16)를 가열하는 빛을 발산한다. 광투과 재료는 일반적으로 공지된 바와 같이, 예를 들어 SiO2와 같은 실리카(silica)계 재료로 형성될 수 있다. 광투과 재료에 부가하여, 광도파로(50)는 그 보호를 위하여, 광투과 재료에 인접하여 위치하는 알루미늄과같은 광학 클래딩층(cladding layer) 또는 알루미늄 산화물과 같은 광학 보호코팅층(overcoat layer)을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
광도파로(50)에 부가하여, 기록 매체(16)를 가열하기 위한 수단은 기록 매체(16)를 가열하기에 필요한 광에너지 또는 열에너지를 제공하고 그 에너지를 기록 위치에 한정시키기 위한 다른 구조들 또는 디바이스들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가열 수단은 도파로(50), 안테나, 입체 집중 렌즈(solid immersion lens), 도파로 모드 굴절 렌즈(waveguide mode index lens), 또는 표면 플라즈몬 렌즈를 포함할 수 있다.
광원(52)은 예를 들어, 레이저 다이오드 또는 다른 적절한 레이저 광원들을 포함할 수 있다.
가장 효율적으로 기록 매체(16)를 가열하기 위하여, 광도파로(50)의 열발산 표면(56)은 매체(16)로부터 이격될 수 있으며, 보다 자세히는 기록층(42)으로부터 약 5㎚에서 약 200㎚의 거리(D) 만큼 이격될 수 있다. 거리(D)는 기록 헤드(22)의 읽기를 위한 수용가능한 신호-대-잡음 비율(SNR)을 유지하는데 요구되는 비행높이에 의존한다.
가열 수단과 구체적으로 광도파로(50) 또는 다른 구조는 기록 폴(30)의 제 2 층(48)에 인접하여 위치될 수 있다. 보다 자세히는, 광도파로(50)는 기록 폴(30)과 일체형으로 형성될 수 있다. 유리하게도, 이러한 배열은 기록 폴(30), 구체적으로 그 제 2 층(48)이 기록 매체(16)에 기록 자기장(H)을 인가하는 위치의 바로 부근에서 기록 매체(16)를 가열하는 것을 가능하게 한다. 이는 또한 쓰기가 이루어지는 매체(16)의 동일 트랙(27)에 열의 인가를 계속하기 위하여 기록 폴(30)과 함께 광도파로(50)를 정렬시킬 수 있게 한다. 광도파로(50)를 제 2 층(48)에 인접하여 위치시키는 것 및/또는 광도파로(50)를 제 2 층(48)과 일체형으로 형성시키는 것은 향상된 쓰기 효율을 제공하는바, 이는 기록 자기장(H)이 기록 매체(16)가 가열되는 곳의 바로 아래 트랙쪽으로 인가되기 때문이다. 유리하게도, 하이브리드 기록 폴(30)의 사용으로 읽기와 쓰기에 있어서 광도파로(50)와 기록 폴, 즉 제 2 층(48)의 자기장(H) 집중 부분이 매우 근접하여 최적으로 배치될 수 있게 된다. 뜨거운 위치는 이상적으로 매체(16)의 온도를, 예를 들어, 약 200℃까지 상승시킬 수 있다. 기록은 보자력이 인가된 기록 자기장과 같아지는 매체(16)내의 열적 컨투어(contour)에서 이루어진다. 이상적으로, 이 경로는 자기장 기울기(magnetic field gradient)가 최대가 되는 기록 폴(30)의 에지 부근이어야만 한다. 이는 매체(16)내에 가장 민감한 변화(sharpest transition)를 기록할 것이다.
하이브리드 기록 폴(30)의 이점을 더 설명하기 위하여, 도 3이 참조된다. 구체적으로, 도 3은 기록 폴(30)의 트레일링 에지(60)(도 2 참조)로부터 쓰기가 이루어지는 위치까지의 거리에 대한 2개의 자기장 프로파일을 도시한다. 곡선(62)은 기록 폴(30)과 같은 하이브리드 기록 폴 구조에 대한 자기장 프로파일을 나타내는데, 여기서 제 1 층(46)은 2000Å의 두께와 0.7T의 포화 자기 모멘트를 가지며 제 2 층(48)은 3000Å의 두께와 2.0T의 포화 자기 모멘트를 가진다. 곡선(64)는 단일 또는 일정한 재료로 형성된 기록 폴, 즉 비-하이브리드(non-hybrid) 폴 구조에 대한 자기장 프로파일를 나타내는데, 여기서 기록 폴은 5000Å의 두께를 가지며 기록폴의 재료는 2.0T의 포화 자기 모멘트를 가진다. 도 3에서 도시된 바와 같이, 하이브리드 기록 폴(30)에 대한 쓰기 지점은 트레일링 에지(60)로부터 약 2500Å - 3000Å(이 쓰기 거리(writing distance)의 위치는 도 2에서 W로 도시됨)이다. 대조적으로, 단일 또는 일정한 재료의 기록 폴 구조에 대한 쓰기 지점은 그 대응 트레일링 에지로부터 약 5000Å이다. 따라서, 하이브리드 기록 폴(30)은, 사용될 수 있는 광도파로 또는 가열 수단이 기록 매체(16)를 가열하기 위해 배치되는 위치에 보다 가까운 위치에서 쓰기가 이루어질 수 있게 한다. 이는 기록 매체(16)의 온도가 단일 또는 일정한 재료의 폴 구조에서 쓰기가 이루어지는 온도보다 높은 상태에서 쓰기가 이루어질 수 있게 한다.
동작시, 기록 매체(16)는 기록 헤드(22) 아래에서 화살표(A)로 지시된 방향으로 지나간다. 광원(52)은 광섬유(54)를 통해 광도파로(50)에 빛을 전달한다. 광도파로(50)는 기록 매체(16)를 가열하기 위하여 그 열발산 표면(56)으로부터 광 또는 열 에너지를 전달한다. 보다 자세히는, 기록 폴(30)이 기록 매체(16)에 기록 자기장(H)을 인가하기 전에 기록층(42)의 국부 영역이 가열되어 그 보자력이 낮추어진다. 유리하게도, 이는, 고 기록 밀도로 사용되는 보다 큰 보자력의 매체에 있어서 발생할 수 있는 초상자성 불안정성을 제한하면서 그러한 매체 재료가 사용될 수 있게 한다.
매체(16)가 가열되는 위치 하부의 트랙에서, 자기 기록 폴(30)은 기록 매체(16)에 자기 데이터를 저장하기 위하여 그 매체(16)에 기록 자기장을 인가한다. 기록 매체(16)의 보자력을 낮추기 위하여 그 기록 매체(16)가 충분히 높은 온도로유지되는 동안 기록 자기장(H)이 인가된다. 이는 기록 폴(30)과, 구체적으로는 큰 모멘트를 갖는 그 기록 폴의 제 2 층(48)이 기록 매체(16)상에 쓰기 동작을 수행하기에 충분한 또는 충분히 큰 기록 자기장을 제공하는 것을 확실히 한다. 본 명세서에서 설명된 바와 같이, 하이브리드 기록 폴(30)은 유리하게도 쓰기 위치가 기록 매체(16)가 가열되는 곳에 매우 인접하여 위치될 수 있게 한다. 달리 말하면, 쓰기 위치와 가열 위치 사이의 큰 거리는 보다 비효율적인 기록 과정을 야기하게 되는바, 이는 기록 자기장(H)이 매체(16)에 인가되기 전에 기록 매체의 온도가 냉각되는 긴 시간을 가지기 때문이다.
특정 실시예들이 본 발명을 제한하기 위한 목적이 아닌 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 본 명세서에서 설명되었지만, 첨부된 청구 범위에서 설명된 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명의 범위와 원리(principle)내에서 세부사항들, 재료들 및 부분들의 배치에 대한 많은 변형예들이 이루어질 수 있음을 당업자는 이해할 것이다.

Claims (20)

  1. 자기 기록 매체(16)와 관련하여 사용하기 위한 자기 기록 헤드(22)로서,
    상기 자기 기록 매체(16)에 기록 자기장(magnetic write field)(H)을 인가하기 위한 기록 폴(write pole)(30)로서, 제 1 포화 자기 모멘트를 갖는 제 1 층(46)과 상기 제 1 포화 자기 모멘트 보다 큰 제 2 포화 자기 모멘트를 갖는 제 2 층(48)을 포함하는 기록 폴(30); 및
    상기 기록 폴(30)이 상기 자기 기록 매체(16)에 상기 기록 자기장(H)을 인가하는 위치에 근접한 상기 자기 기록 매체를 가열하기 위한 수단(50)을 포함하는, 자기 기록 헤드(22).
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 가열 수단(50)은 상기 기록 폴(30)의 상기 제 2 층(48)에 인접하여 위치되는, 자기 기록 헤드(22).
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 가열 수단(50)은 상기 기록 폴(30)과 일체형으로 형성되는, 자기 기록 헤드(22).
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 가열 수단(50)은 광도파로(50)를 포함하는, 자기 기록 헤드(22).
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 가열 수단(50)은 광학 안테나를 포함하는, 자기 기록 헤드(22).
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 기록 폴(30)은 상기 가열 수단(50)으로부터 아래의 트랙쪽으로(down track) 위치되는, 자기 기록 헤드(22).
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 층(46)은 약 1000Å에서 약 4000Å 범위의 두께를 갖는, 자기 기록 헤드(22).
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 포화 자기 모멘트는 약 1.0T 이하인, 자기 기록 헤드(22).
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 층(48)은 약 1000Å에서 약 3000Å 범위의 두께를 갖는, 자기 기록 헤드(22).
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 포화 자기 모멘트는 약 1.8T 이상인, 자기 기록 헤드(22).
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 가열 수단(50)은 공기-윤활(air-bearing) 표면에 위치하는 열발산 표면(56)을 포함하는, 자기 기록 헤드(22).
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 열발산 표면(56)은 상기 자기 기록 매체로부터 약 5㎚에서 약 200㎚의 거리(D)로 이격되는, 자기 기록 헤드(22).
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 층(48)은 상기 기록 자기장(H)을 상기 자기 기록 매체(16)에 인가하기 위한 기록 자기장 집중 부분(magnetic write field concentrating portion)인, 자기 기록 헤드(22).
  14. 자기 디스크 드라이브 저장 시스템(10)으로서,
    자기 기록 매체(16); 및
    상기 자기 기록 매체(16)에 인접하여 배치된 자기 기록 헤드(22)를 포함하고,
    상기 자기 기록 헤드(22)는
    상기 자기 기록 매체(16)에 기록 자기장(H)을 인가하기 위한 기록 폴(30)로서, 제 1 포화 자기 모멘트를 갖는 제 1 층(46)과 상기 제 1 포화 자기 모멘트 보다 큰 제 2 포화 자기 모멘트를 갖는 제 2 층(48)을 포함하는 기록 폴(30); 및
    상기 기록 폴(30)이 상기 자기 기록 매체(16)에 상기 기록 자기장(H)을 인가하는 위치에 근접한 상기 자기 기록 매체를 가열하기 위한 수단(50)을 포함하는, 자기 디스크 드라이브 저장 시스템(10).
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 가열 수단(50)은 상기 기록 폴(30)의 상기 제 2 층(48)에 인접하여 위치되는, 자기 디스크 드라이브 저장 시스템(10).
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 가열 수단(50)은 상기 기록 폴(30)과 일체형으로 형성되는, 자기 디스크 드라이브 저장 시스템(10).
  17. 제 14 항에 있어서, 상기 자기 기록 헤드(22)는 수직 자기 기록 헤드(perpendicular magnetic recording head)인, 자기 디스크 드라이브 저장 시스템(10).
  18. 제 14 항에 있어서, 상기 자기 기록 매체(16)는 수직 자기 기록 매체(perpendicular magnetic recording medium)인, 자기 디스크 드라이브 저장 시스템(10).
  19. 열 보조 자기 기록 방법으로서,
    자기 기록 매체(16)에 열을 인가하는 단계; 및
    제 1 포화 자기 모멘트를 갖는 제 1 층(46)과 상기 제 1 포화 자기 모멘트보다 큰 제 2 포화 자기 모멘트를 갖는 제 2 층(48)을 갖는 기록 폴(30)을 사용하여 상기 자기 기록 매체의 가열된 부분에 기록 자기장(H)을 인가하는 단계를 포함하는, 열 보조 자기 기록 방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 열이 상기 자기 기록 매체(16)에 인가되는 위치에 인접하게 상기 기록 폴(30)의 상기 제 2 층(48)을 배치하는 단계를 추가적으로 포함하는, 열 보조 자기 기록 방법.
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