KR20090031819A - 자기 헤드 및 자기 기록 장치 - Google Patents

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KR20090031819A
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마리꼬 시미즈
히또시 이와사끼
겐이찌로 야마다
준이찌 아끼야마
마사유끼 다까기시
도모미 후나야마
마사히로 다까시따
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가부시끼가이샤 도시바
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Abstract

스핀 토크 발진자를 기록 자극의 근방에 설치하여도, 스핀 토크 발진자의 발진 주파수의 변동을 억제하는 것을 가능하게 한다. 기록 자극(22)과, 기록 자극의 근방에 형성된 스핀 토크 발진자(26)와, 스핀 토크 발진자에 자계를 인가하는 자계 인가부(28)를 구비하며，자계 인가부에 의해 스핀 토크 발진자에 인가되는 자계는, 기록 자극으로부터 발생되는 기록 자계와 실질적으로 직교하고 있다.
Figure P1020080088222
자기 헤드, 자기 기록 장치, 자계 인가부, 스핀 토크 발진자

Description

자기 헤드 및 자기 기록 장치{MAGNETIC HEAD AND MAGNETIC RECORDING APPARATUS}
본 발명은, 스핀 토크 발진자를 구비한 자기 헤드 및 자기 기록 장치에 관한 것이다.
1990년대에서는，MR(Magneto-Resistive effect) 헤드와, GMR(Giant Magneto-Resistive effect) 헤드의 실용화가 계기로 되어, HDD(Hard Disk Drive)의 기록 밀도와 기록 용량이 비약적인 증가를 보였다. 그러나，2000년대에 들어와서 자기 기록 매체의 열 불안정의 문제가 현재화되었기 때문에, 기록 밀도 증가의 스피드가 일시적으로 둔화하였다. 그럼에도 불구하고, 면내 자기 기록보다도 원리적으로 고밀도 기록에 유리한 수직 자기 기록이 2005년에 실용화된 것이 원동력으로 되어, 최근, HDD의 기록 밀도는 연율 약 40%의 신장을 보이고 있다.
또한，최신의 기록 밀도의 실증 실험에서는 400Gbits/inch2를 초과하는 레벨이 달성되어 있으며, 이대로 견조하게 진전되면, 2012년경에는 기록 밀도 1Tbits/inch2가 실현되리라 예상되고 있다. 그러나, 이와 같은 높은 기록 밀도의 실현은, 수직 자기 기록 방식을 이용하여도, 다시 열 불안정의 문제가 현재화되기 때문에 용이하지는 않다고 생각된다.
이 문제를 해소할 수 있는 기록 방식으로서 「고주파 어시스트 자기 기록 방식」이 제안되어 있다. 이 고주파 어시스트 자기 기록 방식에서는, 기록 신호 주파수보다 충분히 높은, 자기 기록 매체의 공명 주파수 부근의 고주파 자계를 국소적으로 인가한다. 이 결과, 자기 기록 매체가 공명하고, 고주파 자계가 인가된 자기 기록 매체의 보자력(Hc)은 원래의 보자력의 절반 이하로 된다. 이 때문에, 기록 자계에 고주파 자계를 중첩함으로써, 보다 보자력(Hc)이 크고 또한 자기 이방성 에너지(Ku)가 큰 자기 기록 매체에의 자기 기록이 가능하게 된다(예를 들면, 특허 문헌 1). 그러나，이 특허 문헌 1에 개시된 방법에서는 코일에 의해 고주파 자계를 발생시키고 있으며, 기록 밀도를 높이기 위해서 자기 기록 매체의 기록 부위의 사이즈를 작게 하면 할수록, 그 기록 부위에 인가할 수 있는 고주파 자계의 강도가 급격히 감소하기 때문에, 기록 부위의 보자력을 저하시키는 것이 어렵다고 하는 문제가 있었다.
따라서，고주파 자계의 발생 수단으로서, 스핀 토크 발진자를 이용하는 방법도 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 2, 3 참조). 이들 특허 문헌 2, 3에 개시된 기술에서는，한쌍의 스핀 토크 발진자는, 스핀 편극층과, 이 스핀 편극층 위에 형성된 비자성층과, 이 비자성층 위에 형성된 스핀 발진층의 적층막으로 구성된다. 직류 전류를 스핀 토크 발진자에 통전하면 스핀 편극층을 통과하는 전자의 스핀이 편극한다. 이 편극한 스핀 전류에 의해 스핀 발진층이 스핀 토크를 받는 것에 의 해, 스핀 발진층의 자화가 강자성 공명이 생기고, 그 결과, 스핀 발진층으로부터 고주파 자계가 발생하게 된다.
이와 같은 현상은 소자 사이즈가 수십 나노미터 이하로 되면 현저하게 나타나기 때문에, 스핀 토크 발진자로부터 발생하는 고주파 자계가 미치는 범위는, 스핀 토크 발진자로부터 수십 나노미터 이하의 미소 영역 내로 한정된다. 발진 주파수가 자기 기록 매체의 기록층의 강자성 공명 주파수와 동일하거나, 또는 발진 주파수를 그 근방에 설정하여, 스핀 토크 발진자를 기록 자극의 근방에 배치한 자기 기록 헤드를 자기 기록 매체에 근접 대향시키면，스핀 토크 발진자로부터 발생하는 고주파 자계를 자기 기록 매체의 기록층의 미세한 기록 부위에만 인가할 수 있다. 그 결과, 미세한 기록 부위의 보자력만을 저하시킬 수 있다.
이 보자력이 저하하는 타이밍에서, 기록 자극을 이용하여 상기 기록 부위에 기록 자계를 인가함으로써, 기록 부위만을 자화 반전시키는 것, 즉 정보의 기입이 가능하게 된다.
한편，경사 기록 자계에 의해 보자력(Hc)이 큰 자기 기록 매체에 기록하는 방법도 있다. Stoner-Wohlfarth의 모델에 의하면, 45°방향 자계의 경우에, 보자력(Hc)이 큰 자기 기록 매체를 작은 기록 자계에서 반전하는 것이 가능하다. 수직 자기 기록 방식에서는 기록 자극의 기록 매체의 대향면에 대하여 교차한 면으로부터 경사 기록 자계를 발생시키는 것이 가능하다. 또한，자계 강도의 변화가 급준한 경사 자계를 발생시키기 위해서는, 기록 자극의 근방에 보조 자극을 추가하는 것이 유효하다. 기록 자극의 기록 매체의 대향면에 대하여 교차한 면과 보조 자극 의 기록 매체의 대향면에 대하여 교차한 면의 갭 간격을 조정함으로써, 기록 매체 내에 발생하는 자계 방향을 경사로 하여, 강도 변화를 급준하게 하는 것이 가능하다. 이 때문에, 기록 자극 및 보조 자극을 구비한 자기 기록 헤드에 의해, 고밀도 기록이 가능해지고，또한 보자력(Hc)이 크면서 자기 이방성 에너지(Ku)가 큰 자기 기록 매체를 이용하는 것이 가능하게 된다.
[특허 문헌 1] 미국 특허 제6011664호 명세서
[특허 문헌 2] 미국 특허 출원 공개 제2005/0023938호 명세서
[특허 문헌 3] 미국 특허 출원 공개 제2005/0219771호 명세서
스핀 토크 발진자로부터 발생하는 고주파 자계를 인가하여, 기록 부위의 보자력을 효율적으로 저하시키기 위해서는, 스핀 토크 발진자의 발진 주파수를 자기 기록 매체의 강자성 공명 주파수와 대략 동일하게 되도록 설정하는 것이 필요하다. 스핀 토크 발진자의 발진 주파수는, 스핀 발진층에 가해지는 유효 자계 Heff에 비례하여 증대한다. 이 유효 자계 Heff는, 스핀 발진층의 내부 자계(자기 이방성 등)와 외부 자계(기록 자계 등)의 양쪽에 의해 결정된다. 스핀 토크 발진자를 기록 자극의 근방에 배치하는 경우에, 기록 자극으로부터 스핀 토크 발진자에 가해지는 자계는 수 kOe에나 달하는 큰 값으로 된다. 이 때문에, 스핀 토크 발진자에 인가되는 기록 자계가 내부 자계에 비하여 무시할 수 없는 레벨에 달하고, 기입 자계의 방향 에 의해 스핀 토크 발진자의 발진 주파수가 변화하게 된다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은, 상기 사정을 고려하여 이루어진 것으로서, 스핀 토크 발진자를 기록 자극의 근방에 설치하여도, 스핀 토크 발진자의 발진 주파수의 변동을 억제할 수 있는 자기 헤드 및 이 자기 헤드를 갖는 자기 기록 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1 양태에 따른 자기 헤드는, 기록 자극과, 상기 기록 자극의 근방에 형성된 스핀 토크 발진자와, 상기 스핀 토크 발진자에 자계를 인가하는 자계 인가부를 구비하며，상기 자계 인가부에 의해 상기 스핀 토크 발진자에 인가되는 자계는, 상기 기록 자극으로부터 발생되는 기록 자계와 실질적으로 직교하고 있는 것을 특징으로 한다.
또한，본 발명의 제2 양태에 따른 자기 헤드는, 기록 자극과, 상기 기록 자극의 근방에 형성된 스핀 토크 발진자와, 매체 대향면에 평행한 평면 내에서 상기 기록 자극과 상기 스핀 토크 발진자를 연결하는 방향과 실질적으로 직교하는 방향의, 상기 스핀 토크 발진자의 양단부에 배치되고, 상기 스핀 토크 발진자에 자계를 인가하는 자계 인가부를 구비하며，상기 스핀 토크 발진자는, 적어도 1층의 자성체막을 갖는 제1 자성층과, 적어도 1층의 자성체막을 갖는 제2 자성층과, 상기 제1 자성층과 상기 제2 자성층 사이에 형성된 중간층과, 상기 중간층과는 반대측의 상기 제1 자성층의 면에 형성된 제1 전극층과, 상기 중간층과 반대측의 상기 제2 자성층의 면에 형성된 제2 전극층을 갖고，상기 제1 자성층과, 상기 중간층과, 상기 제2 자성층의 막면에 대하여 수직 방향으로 전류를 흘리는 것이 가능한 전극을 구비하며，상기 제1 전극층, 상기 제1 자성층, 상기 중간층, 상기 제2 자성층, 및 상기 제2 전극층은, 상기 스핀 토크 발진자의 상기 양단부를 연결하는 방향에 대하여 대략 평행한 방향으로 적층되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한，본 발명의 제3 양태에 따른 자기 헤드는, 기록 자극과, 상기 기록 자극의 근방에 형성된 스핀 토크 발진자와, 매체 대향면에 평행한 평면 내에서 상기 기록 자극과 상기 스핀 토크 발진자를 연결하는 방향과 실질적으로 직교하는 방향의, 상기 스핀 토크 발진자의 양단부에 배치되고, 상기 스핀 토크 발진자에 자계를 인가하는 자계 인가부를 구비하며，상기 스핀 토크 발진자는, 적어도 1층의 자성체막을 갖는 제1 자성층과, 적어도 1층의 자성체막을 갖는 제2 자성층과, 상기 제1 자성층과 상기 제2 자성층 사이에 형성된 중간층과, 상기 중간층과는 반대측의 상기 제1 자성층의 면에 형성된 제1 전극층과, 상기 중간층과 반대측의 상기 제2 자성층의 면에 형성된 제2 전극층을 갖고，상기 제1 자성층과, 상기 중간층과, 상기 제2 자성층과의 막면에 대하여 수직 방향으로 전류를 흘리는 것이 가능한 전극을 구비하며，상기 제1 전극층, 상기 제1 자성층, 상기 중간층, 상기 제2 자성층, 및 상기 제2 전극층은, 상기 스핀 토크 발진자의 상기 양단부를 연결하는 방향에 대하여 대략 수직인 방향으로 적층되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한，본 발명의 제4 양태에 따른 자기 기록 장치는, 자기 기록 매체와, 제1 내지 제3 양태 중 어느 하나에 따른 자기 헤드를 구비하며，상기 자기 기록 헤드를 이용하여 상기 자기 기록 매체에의 기입을 행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 스핀 토크 발진자를 기록 자극의 근방에 설치하여도, 기록 자계에 의한 스핀 토크 발진 주파수의 변동을 억제할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.
<제1 실시 형태>
본 발명의 제1실시 형태에 따른 자기 헤드를 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한다. 본 실시 형태의 자기 헤드는, 고주파 자계 어시스트용 자기 헤드로서, 수직 자기 기록 매체와 함께 이용된다. 도 1은, 본 실시 형태의 자기 헤드를, 자기 기록 매체와 함께，매체 대향면에 수직이면서 자기 기록 매체의 진행 방향에 평행한 방향(트랙 길이 방향)의 면에서 절단한 단면도이다. 도 2는, 본 실시 형태의 자기 헤드를, 매체 대향면에 수직이면서 자기 기록 매체의 진행 방향에 수직인 방향(트랙 폭 방향)의 면에서 절단한 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이，본 실시 형태의 자기 기록 헤드는, 재생 헤드부(10)와, 기입 헤드부(20)를 구비하고 있다. 재생 헤드부(10)는, 자기 실드(12, 14)와, 자기 실드(12, 14) 사이에 끼워진 자기 재생 소자(16)를 갖는다. 자기 재생 소자(16)로서 GMR(Giant Magneto-Resistive effect) 소자나 TMR(Tunneling Magneto-Resistive effect) 소자 등을 이용하는 것이 가능하다. 자기 재생 소자(16)는, 자기 실드(12, 14)의 자기 기록 매체(100)측의 단부에 끼워져 배치되어 있다. 자기 기록 매체(100)는, 자기 기록 매체 기판(102)과, 이 자기 기록 매체 기판(102) 위에 형성된 연자성층(103)과, 이 연자성층(103) 위에 형성된 자기 기록층(104)을 구비하고 있다. 자기 재생 소자(16)는, 자기 기록 매체(100)의 자기 기록층(104)에 근접하여 형성되어 있으며, 자기 재생 소자(16)의 바로 아래의 자기 기록층(104)의 영역(판독 영역)과 자기 회로를 구성한다. 이 자기 회로는, 자기 기록층(104)의 판독 영역에 기록되어 있는 자화의 방향에 의해 자기 저항이 서로 다르다. 이 자기 저항의 차이를 자기 재생 소자(16)에 의해 검출함으로써, 자기 기록층(104)에 기록된 자화의 방향(기록 정보)을 판독(재생)한다. 자기 기록 매체(100)의 진행 방향을 화살표(50)로 나타낸다.
또한，기입 헤드부(20)는, 주 자극(기록 자극)(22) 및 리턴 요크(자기 실드)(24)로 이루어지는 자기 코어(21)와, 이것을 여자하기 위한 전자 코일(27)과, 스핀 토크 발진자(26)와, 이 스핀 토크 발진자에 자계를 부여하기 위한 전자석(28)을 구비하고 있다. 리턴 요크(24)는, 본체부(24a)와, 본체부(24a)의 자기 기록 매체(100)측의 단부에 접속하는 전부(24b)와, 본체부(24a)의 자기 기록 매체(100) 측과 반대측의 단부에 접속하는 후부(24c)를 갖고 있다. 또한, 후부(24c)는 주 자극(22)의 자기 기록 매체(100)와 반대측의 단부에 접속하고 있다. 스핀 토크 발진자(26)는, 주 자극(22)의 자기 기록 매체(100)측의 단부와, 리턴 요크(24)의 전부(24b) 사이에 설치되어 있다. 전자 코일(27)은 리턴 요크(24)의 후부(24c)를 둘러싸도록, 즉 주회하도록 배치되어, 자기 코어(21)를 여자한다. 본 실시 형태에서는，스핀 토크 발진자(26)는 주 자극(22)의 트레일링측에 설치되어 있다.
전자석(28)은 C자형의 자기 코어(28a)와, 이 자기 코어(28a)를 여자하기 위 한 전자 코일(28b)을 갖고 있다(도 2 참조). C자형의 자기 코어(28a)는, 자기 코어(21)와 실질적으로 직교하도록 배치되며, 그 자극간에 스핀 토크 발진자(26)가 배치된다.
또한，재생 헤드부의 각 요소, 및 기입 헤드부를 구성하는 각 요소는, 알루미나 등의 절연체(도시 생략)에 의해 분리되어 있다. 또한，도 2에서, 참조 부호 60은 자기 기록 매체(100)의 진행 방향을 나타내고, 지면에서 수직으로 안쪽측으로부터 앞쪽측을 향하여 자기 기록 매체(100)는 진행한다.
기입 헤드부(20)로부터 인가되는 자계에 의해, 자기 기록층(104)의 자화가 소정의 방향으로 제어되고, 기입이 행해진다. 재생 헤드부(10)는, 이 자기 기록층(104)의 자화 방향을 판독한다.
본 실시 형태의 자기 헤드에 이용되는 스핀 토크 발진자(26)의 제1 구체예를 도 3에 도시한다. 이 제1 구체예의 스핀 토크 발진자(26)는, 전극층(261)과, 자화의 방향이 고착된 스핀 주입층(262)(제2 자성층)과, 스핀 투과율이 높은 중간층(263)과, 발진층(264)(제1 자성층)과, 전극층(265)이 적층된 적층 구조를 갖고 있다. 그리고，이 적층 구조의 막면이, 자기 기록 매체(100)에 대향하는 매체 대향면에 대하여 대략 직교하면서 자기 기록 매체의 진행 방향(50)에 대하여 대략 평행하게 되어 있다. 즉, 이 적층 구조의 막면은, 주 자극(22)으로부터 리턴 요크(24)의 전부(24b)를 향하는 방향에 대략 평행하게 되어 있다. 또한，이 제1 구체예에서는，스핀 토크 발진자(26)의 적층 구조의 막면은, 전자석(28)에 의해 스핀 토크 발진자(26)에 인가되는 자계의 방향과 대략 직교하고 있다. 자기 헤드의 내부 또는 외부에 적절히 배치되는 정전류원(70)을 이용함으로써, 도 4에 도시한 바와 같이, 전극층(261)과 전극층(265)을 경유하여, 스핀 토크 발진자(26)에 소정의 직류 전류를 흘릴 수 있다. 도 4에서는，전류는, 화살표(75)로 나타낸 바와 같이, 전극층(265)으로부터 전극층(261)을 향하여 흐른다. 즉, 스핀 토크 발진자(26)의 적층 구조의 막면에 대략 수직으로 흐른다.
또한，도 3에서는，외부 자계가 없고, 정전류원(70)으로부터의 전류가 스핀 토크 발진자(26)에 흐르지 않을 때의 스핀 주입층(262) 및 발진층(264)의 자화의 배향 상태를 도시하고 있으며, 스핀 주입층(262)은 자화가 막면에 대략 직교하는 방향으로 배향하고, 발진층(264)은 자화가 막면에 대략 평행한 방향으로 배향하고 있다. 이 상태에서, 정전류원(70)으로부터의 전류를 스핀 토크 발진자(26)에 흘리면, 후술하는 바와 같이, 발진층(264)의 자화에 스핀 토크가 공급되어, 도 4에 도시한 바와 같이 발진층(264)의 자화는 강자성 공명(자화의 세차 운동)이 발생한다.
또한，스핀 토크 발진자(26)는, 도 5에 도시한 제2 구체예와 같이, 전극층(261)과, 스핀 주입층(262)과, 스핀 투과율이 높은 중간층(263)과, 발진층(264)과, 전극층(265)이 적층된 적층 구조를 갖고，이 적층 구조의 막면이, 매체 대향면에 대하여 대략 직교하면서 자기 기록 매체의 진행 방향(50)에 대하여 대략 직교하여도 된다. 이 경우, 적층 구조의 막면은, 주 자극(22)으로부터 리턴 요크(24)의 전부(24b)를 향하는 방향에 대략 직교하고 있다. 또한，이 제2 구체예에서는，스핀 토크 발진자(26)의 적층 구조의 막면은, 전자석(28)에 의해 스핀 토크 발진자(26)에 인가되는 자계의 방향과 대략 평행하게 되어 있다. 이 도 5에서는，외부 자계가 없고, 정전류원(70)으로부터의 전류가 스핀 토크 발진자(26)에 흐르지 않을 때의 스핀 주입층(262) 및 발진층(264)의 자화의 배향 상태를 도시하고 있으며, 스핀 주입층(262) 및 발진층(264)은 자화가 막면에 대략 평행하면서 서로 반평행한 방향(역방향)으로 배향하고 있다. 이 상태에서, 정전류원(70)으로부터의 전류를 도 6에 도시한 바와 같은 화살표(75)의 방향으로, 스핀 토크 발진자(26)에 흘리면, 후술하는 바와 같이, 발진층(264)의 자화에 스핀 토크가 공급되어, 도 6에 도시한 바와 같이 발진층(264)의 자화는 강자성 공명(자화의 세차 운동)이 발생한다. 또한，외부 자계가 없고, 정전류원(70)으로부터의 전류가 스핀 토크 발진자(26)에 흐르지 않을 때의 스핀 주입층(262) 및 발진층(264)의 자화가 막면에 평행하면서 서로 평행한 방향(동일 방향)으로 배향하고 있는 경우에는, 도 6에 도시한 화살표(75)와 반대 방향으로 전류를 흘리는 것에 의해, 발진층(264)의 자화에 스핀 토크가 공급되어, 발진층(264)의 자화는 강자성 공명(자화의 세차 운동)이 발생한다.
도 3 내지 도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 전자석(28)으로부터 스핀 토크 발진자(26)에 인가되는 바이어스 자계 Hbias는 주 자극(22)으로부터 리턴 요 크(24)의 전부(24b)를 향하는 방향과 실질적으로 직교하고 있다. 또한，도 3 내지 도 6에서는，주 자극(22)과 리턴 요크(24)의 전부(24b)는, 편의상 모식적으로 도시하고 있다.
다음으로，발진층(264)의 자화가 강자성 공명하는 원리를 설명한다. 전극층(265), 발진층(264), 중간층(263), 스핀 주입층(262), 전극층(261)의 순으로 전류를 흘리면, 그것과는 반대 방향으로 전자가 흐르게 된다. 이 경우, 전극층(261)으로부터 스핀 주입층(262)에 유입하여 스핀 주입층(262)을 통과하는 전자의 스핀은, 스핀 주입층(262)의 자화의 배향 방향과 평행한 방향으로 편극된다. 이 편극된 전자는, 스핀 투과율이 높은 중간층(263)을 경유하여, 발진층(264)에 유입하고, 발진층(264)의 자화에 스핀 토크를 공급한다. 한편，이와는 역방향으로 전류를 흘리는 경우에는, 중간층(263)과 스핀 주입층(263)과의 계면에서, 스핀 주입층(262)의 자화 방향과 반대 방향의 스핀을 갖는 전자가 반사된다. 그리고，이 반사된 전자는 중간층(263)을 통과하여 발진층(264)에 주입되며, 이것에 의해 발진층(264)의 자화에 스핀 토크가 공급된다. 이 때문에, 발진층(264)의 자화는 강자성 공명(자화의 세차 운동)을 일으켜서, 발진층(264)의 자기 특성과 전자석(28)에 의해 인가되는 자계 강도 등에 따른 고주파 자계가 발생한다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이，스핀 토크 발진자(26)는, 주 자극(22)과 리턴 요크(24)의 사이, 및 자계 부여를 위한 전자석(28)의 자극의 사이에 배치된다. 자계 부여를 위한 전자석(28)에 의한 바이어스 자계 Hbias는, 스핀 토크 발진자(26)의 발진층(264)에 부여된다. 스핀 토크 발진자(26)의 발진 주파수는, 인가되는 자계의 크기에 따라 거의 결정된다고 하는 성질이 있기 때문에, 전자석(28)에 의해 바이어스 자계 Hbias를 인가함으로써, 발진 주파수를 제어하는 것이 가능하다. 전자석(28)은, 포화 자속 밀도가 비교적 큰, FeCo 등의 재료가 이용된다.
스핀 토크 발진자(26)의 전극층(261)과 전극층(265)은, Ti, Cu 등의 전기 저항이 낮고, 산화되기 어려운 재료로 형성하는 것이 바람직하다. 중간층(263)은, Cu, Ag, Au 등의 스핀 투과율이 높은 재료로 형성된다. 스핀 주입층(262) 또는 발진층(264)의 재료로서는,
(1) CoFe, CoNiFe, NiFe, CoZrNb, FeN, FeSi, FeAlSi 등의, 비교적, 포화 자속 밀도가 크고, 막면 내 방향에 자기 이방성을 갖는 연자성층(발진층에 적합함)
(2) 막면 내 방향으로 자화가 배향한 CoCr계의 자성 합금막
(3) 막면 수직 방향으로 자화가 배향한 CoCrPt, CoCrTa, CoCrTaPt, CoCrTaNb 등의 CoCr계 자성층(스핀 주입층에 적합함)
(4) TbFeCo 등의 RE-TM계 아몰퍼스 합금 자성층(스핀 주입층에 적합함)
(5) Co/Pd, Co/Pt, CoCrTa/Pd 등의 Co 인공 격자 자성층(스핀 주입층에 적합함)
(6) CoPt계나 FePt계의 합금 자성층이나, SmCo계 합금 자성층 등, 수직 배향성이 우수한 재료(스핀 주입층에 적합함)
(7) CoFe에 Al, Si, Ge, Mn, Cr 등을 첨가한 합금(스핀 주입층에 적합함)
등 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 또한，포화 자속 밀도 및 이방성 자계를 조정하기 위해서, 스핀 주입층, 발진층 각각에 대하여, 상기 재료를 적층하여도 된다. 이 밖에, 발진층의 발진 주파수를 높이기 위해서, 또는 스핀 주입층의 자화를 효율적으로 고착하기 위해서, 스핀 주입층(262) 또는 발진층(264)으로서는, 상기 재료를, 비자성체층을 개재하여 적층하고, 상기 재료의 자화가 반평행 상태로 되는 적층 페리 구조나, 상기 재료의 자화가 평행하게 되는 적층 구조로 하여도 된다. 이 경우, 비자성층으로서는, Cu, Pt, Au, Ag, Pd, Ru 등의 귀금속을 이용하는 것이 바람직하며, Cr, Rh, Mo, W 등의 비자성 천이 금속을 이용하는 것도 가능하다.
또한，스핀 주입층(262) 또는 발진층(264)의 재료로서는, 교환 결합을 이용한 강자성체층과 반강자성체층의 적층 구조를 이용하여도 된다. 이것은, 발진층의 발진 주파수를 높이기 위해서, 또는 스핀 주입층의 자화를 효율적으로 고착하기 위해서이다. 여기에서, 반 강자성체로서, FeMn, NiMn, FeNiMn, FeMnRh, RhMn, CoMn, CrMn, CrMnPt, CrMnRh, CrMnCu, CrMnPd, CrMnIr, CrMnNi, CrMnCo, CrMnTi, PtMn, PdMn, PdPtMn, IrMn 등을 이용할 수 있다.
발진층(264)의 두께는, 충분한 고주파 자계를 자기 기록 매체(100)에 부여하기 위해서 5㎚ 이상이 바람직하며, 균일한 발진 모드의 관점으로부터 20㎚ 이하가 바람직하다. 스핀 주입층(262)의 두께는, 스핀 주입층(262)에서의 발진을 억제하기 위해서 2㎚ 이상이 바람직하다.
다음으로，본 실시 형태의 효과에 대하여 설명한다. 도 7의 (a) 내지 도 7의 (d)는, 특허 문헌 2 및 3에 개시되어 있는 종래의 자기 헤드에서의 주 자극으로부터의 누설 자계와, 스핀 토크 발진자에서의 스핀 주입층의 자화 방향과의 관계를 설명하는 도면이다. 효율이 좋은 고주파 자계 어시스트용 자기 기록 헤드를 실현하기 위해서는, 스핀 토크 발진자와 주 자극을 근접시켜서, 면내 고주파 자계 및 경사 기록 자계를 자기 기록 매체 내에서 효율적으로 중첩하는 것이 중요해진다. 따라서，스핀 토크 발진자를 주 자극의 근방에 형성하면，스핀 토크 발진자의 발진층에 인가되는 주 자극으로부터의 기입 자계가 수 kOe에 달한다. 그 때문에，특허 문헌 2 및 특허 문헌 3에 개시되어 있는 종래의 구조에서는, 기입 자계의 방향에 의해, 발진 조건이 변화하게 된다는 문제가 있었다. 도 7의 (a) 내지 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 발진층의 유효 자계 Heff는 기입 자계 Hwrite에 의해 거의 결정되며, 정부의 기입 자계 Hwrite의 방향에 의해, 스핀 주입층의 자화 방향 MSIL과 대략 반평행(도 7의 (a)), 또는 대략 평행(도 7의 (b))의 배치를 취한다. 전류를 도 7의 (c), 도 7의 (d)에 도시한 방향으로 흘리는 경우에는, 유효 자계 Heff와 스핀 주입층의 자화 방향이 대략 반평행한 경우(도 7의 (c))에는, 발진층에 스핀 토크가 인가되어, 발진층의 자기 특성과 유효 자계 등에 따른 고주파 자계가 생긴다. 유 효 자계 Heff와 스핀 주입층의 자화 방향 MSIL이 대략 평행한 경우(도 7의 (d))에는, 발진층에 스핀 토크가 인가되지 않아, 발진층의 자화는 발진하지 않는다. 또한, 도 7의 (a) 내지 도 7의 (d)에서, 참조 부호 M은, 발진층의 자화 방향을 나타내고 있다.
이것에 대하여, 본 실시 형태에서는，도 8의 (a), 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 바이어스 자계 Hbias의 방향과, 기입 자계 Hwrite의 방향은, 대체로 직교하고 있다. 이 때문에, 주 자극(22)의 기입 자계 Hwrite의 방향에 의해, 스핀 토크 발진자(26)의 발진층의 유효 자계 Heff(발진층의 자화의 회전축)는, 스핀 토크 발진자(26)의 바이어스 자계 Hbais의 방향으로부터 소정의 각도 ±θ만큼 기울지만, 발진 주파수를 결정하는 유효 자계 Heff의, 바이어스 자계 Hbias 방향의 성분은 변화하지 않는다고 생각되므로, 기입 자계 Hwrite의 방향이 변화할 때에도 발진 주파수를 안정시키는 것이 가능하다. 도 8의 (a), 도 8의 (b)에서는, 스핀 주입층의 자화 방향 MSIL은, 바이어스 자계 Hbias 방향과 대략 반평행하게 배향하고 있으며, 각도 θ가 충분히 작기 때문에 유효 자계 Heff와 스핀 주입층의 자화 방향 MSIL이 대략 반평행의 배치를 취하고, 전류를 도 8의 (a), 도 8의 (b)에 도시한 화살표(75)의 방향으로 흘리면 안정된 발진이 지속된다. 또한, 도 8의 (a), 도 8의 (b)는, 자기 기록 매체로부터 본 기입 헤드부의 평면도이다. 스핀 토크 발진자로서, 전극층(265), 발진 층(264), 중간층(263), 스핀 주입층(262), 전극층(261)이 전자석(28)에 의해 스핀 토크 발진자(26)에 인가되는 자화의 방향과 대략 평행한 방향으로 적층되는 구체예를 도시하였지만, 전극층(265), 발진층(264), 중간층(263), 스핀 주입층(262), 전극층(261)이 전자석(28)에 의해 스핀 토크 발진자(26)에 인가되는 자화의 방향과 대략 직교하는 방향으로 적층되는 스핀 토크 발진자를 이용하여도, 기록 자계에 의한 스핀 토크 발진 주파수 변동을 억제할 수 있다.
다음으로，본 실시 형태의 자기 헤드의 변형예에 대하여 설명한다.
<제1 변형예>
제1 실시 형태의 제1 변형예에 따른 자기 헤드를 도 9에 도시한다. 도 9는, 본 변형예의 자기 헤드를, 매체 대향면에 수직이면서 자기 기록 매체의 진행 방향에 수직인 방향(트랙 폭 방향)의 면에서 절단한 단면도이다. 본 변형예에서는，도 2에 도시한 제1 실시 형태의 경우보다도, 전자석(28)의 자기 코어를, 스핀 토크 발진자(26)의 매체 대향면으로부터 자기 기록 매체(1OO)로부터 멀어지는 방향으로 수 ㎚ 내지 1O㎚ 정도 후퇴시킨 구성으로 되어 있다. 이것에 의해，자기 기록 매체(100)에 가해지는 전자석(28)의 자기 코어(28a)로부터의 누설 자계 강도가 감쇠하고, 기록 부위의 자화 정보를 안정시키는 것이 가능하게 된다.
또한，본 변형예도 제1 실시 형태와 마찬가지로，기록 자계에 의한 스핀 토크 발진 주파수의 변동을 억제할 수 있다.
또한，본 변형예에서，스핀 토크 발진자(26)로서, 도 4에 도시한 바와 같이 전극층(265), 발진층(264), 중간층(263), 스핀 주입층(262), 전극층(261)이 전자석(28)에 의해 스핀 토크 발진자(26)에 인가되는 자화의 방향과 대략 평행한 방향으로 적층되는 스핀 토크 발진자(26)를 이용하여도 된다. 또한，도 6에 도시한 바와 같이 전극층(265), 발진층(264), 중간층(263), 스핀 주입층(262), 전극층(261)이 전자석(28)에 의해 스핀 토크 발진자(26)에 인가되는 자화의 방향과 대략 직교하는 방향으로 적층되는 스핀 토크 발진자(26)를 이용하여도 된다.
<제2 변형예>
제1 실시 형태의 제2 변형예에 따른 자기 헤드를 도 10에 도시한다. 도 10은, 본 변형예의 자기 헤드의 개략 구성을 나타내는 사시도이다. 도 4 또는 도 6에 도시한 제1 실시 형태에서는， 전자석(28)의 자기 코어(28a)는, 리턴 요크(24)의 후부(24c)를 둘러싸도록 설치되어 있었다. 이것에 대하여 본 변형예에서는，주 자극(22)을 둘러싸도록 설치되어 있다. 이 자기 코어(28a)는, 스핀 토크 발진자(26)에 자기적으로 접속되는 자극을 포함하고 매체 대향면에 평행하면서 리턴 요크(24)의 전부(24b)로부터 주 자극을 향하는 방향에 수직인 방향으로 연장하는 한쌍의 제1 부분(28a1)과, 이 제1 부분(28a1)에 일단이 접속되고 매체 대향면에 평행하면서 리턴 요크(24)의 전부(24b)로부터 주 자극을 향하는 방향에 평행한 방향으로 연장하는 한쌍의 제2 부분(28a2)과, 이 제2 부분(28a2)의 타단에 일단이 접속되고 매체 대향면에 수직인 방향으로 연장하는 한쌍의 제3 부분(28a3)과, 이 한쌍의 제3 부분(28a3)의 타단에 접속되고 매체 대향면에 평행하면서 리턴 요크(24)의 전부(24b)로부터 주 자극을 향하는 방향에 수직인 방향으로 연장하는 한쌍의 제4 부분(28a4)을 갖고 있다. 그리고，이들 제1 내지 제4 부분은 주 자극(22)을 둘러싸도록 배치되어 있다. 따라서，제4 부분(28a4)은 주 자극(22)과, 재생 헤드부(도시 생략)와의 사이에 배치되어 있다. 또한，한 쌍의 제3 부분(28a3)의 각각을 둘러싸도록 한쌍의 전자 코일(28b)이 설치되어 있다.
본 변형예도 제1 실시 형태와 마찬가지로，기록 자계에 의한 스핀 토크 발진 주파수의 변동을 억제할 수 있다.
또한，본 변형예에서，스핀 토크 발진자(26)로서, 도 4에 도시한 바와 같이 전극층(265), 발진층(264), 중간층(263), 스핀 주입층(262), 전극층(261)이 전자석(28)에 의해 스핀 토크 발진자(26)에 인가되는 자화의 방향과 대략 평행한 방향으로 적층되는 스핀 토크 발진자(26)를 이용하여도 된다. 또한，도 6에 도시한 바와 같이 전극층(265), 발진층(264), 중간층(263), 스핀 주입층(262), 전극층(261)이 전자석(28)에 의해 스핀 토크 발진자(26)에 인가되는 자화의 방향과 대략 직교하는 방향으로 적층되는 스핀 토크 발진자(26)를 이용하여도 된다.
<제3 변형예>
제1 실시 형태의 제3 변형예에 따른 자기 헤드를 도 11에 도시한다. 도 11은, 본 변형예의 자기 헤드의 개략 구성을 나타내는 사시도이다. 본 변형예의 자 기 헤드는, 도 10에 도시한 제2 변형예에서，전자 코일(28b)이 제4 부분(28a4)을 둘러싸도록 설치된 구성으로 되어 있다.
본 변형예도 제1 실시 형태와 마찬가지로，기록 자계에 의한 스핀 토크 발진 주파수의 변동을 억제할 수 있다.
도 4에 도시한 바와 같이 전극층(265), 발진층(264), 중간층(263), 스핀 주입층(262), 전극층(261)이 전자석(28)에 의해 스핀 토크 발진자(26)에 인가되는 자화의 방향과 대략 평행한 방향으로 적층되는 스핀 토크 발진자(26)를 이용하여도 된다. 또한，도 6에 도시한 바와 같이 전극층(265), 발진층(264), 중간층(263), 스핀 주입층(262), 전극층(261)이 전자석(28)에 의해 스핀 토크 발진자(26)에 인가되는 자화의 방향과 대략 직교하는 방향으로 적층되는 스핀 토크 발진자(26)를 이용하여도 된다.
<제4 변형예>
다음으로，제1 실시 형태의 제4 변형예에 따른 자기 헤드를 도 12에 도시한다. 도 12는, 본 변형예의 자기 헤드를, 자기 기록 매체와 함께，매체 대향면에 수직이면서 자기 기록 매체의 진행 방향에 평행한 방향(트랙 길이 방향)의 면에서 절단한 단면도이다. 본 변형예의 자기 헤드는, 도 1에 도시한 제1 실시 형태의 자기 헤드의 기입 헤드부(20)를, 단자극 구조의 기입 헤드부(20A)로 치환한 구성으로 되어 있다. 이 기입 헤드(20A)는, 도 1에 도시한 제1 실시 형태의 리턴 요크(24) 를, 전부(실드)(24b)가 삭제된 리턴 요크(24A)로 치환한 구성으로 되어 있다. 따라서，본 변형예에서는，매체 대향면에 수직이면서 자기 기록 매체의 진행 방향에 수직인 방향(트랙 폭 방향)의 면에서 절단한 단면은, 제1 실시 형태에서 설명한 도 2와 완전히 동일하게 된다.
종래의 단자극 구조의 자기 기록 헤드에서는，주 자극의 바로 아래에 수직 성분의 기록 자계가 발생하고, 자기 기록 매체의 내부에서 경사 기록 자계가 충분히 발생하지 않기 때문에, 주 자극의 근방에 리턴 요크(실드)를 설치하는 것이 바람직하다. 그러나, 본 변형예와 같이 전자석(28)을 주 자극(22)의 근방에 설치하는 경우에는(도 2 참조), 전자석(28)의 2개의 자극으로부터 발생하는 면내 성분의 자계와, 주 자극(22)으로부터 발생하는 수직 성분의 기록 자계가 중첩하고, 자기 기록 매체(100)의 내부에서, 경사 기록 자계가 발생한다. 그 때문에，리턴 패스(실드)(24b)를 설치하지 않아도, 면내 고주파 자계와, 경사 기록 자계가 매체 내에서 중첩하는 것을 기대할 수 있다. 이와 같은 경사 기록 자계를 활용한 자기 기록에서는, 자기 기록 매체(100)의 통상의 보자력보다도 작은 자계에 의해 기록하는 것이 가능하게 된다.
본 변형예도 제1 실시 형태와 마찬가지로，기록 자계에 의한 스핀 토크 발진 주파수의 변동을 억제할 수 있다.
<제5 변형예>
다음으로，제1 실시 형태의 제5 변형예에 따른 자기 헤드를 도 13에 도시한다. 도 13은, 본 변형예의 자기 헤드를, 자기 기록 매체와 함께，매체 대향면에 수직이면서 자기 기록 매체의 진행 방향에 평행한 방향(트랙 길이 방향)의 면에서 절단한 단면도이다. 본 변형예의 자기 헤드는, 도 12에 도시한 제4 변형예의 자기 헤드의 기입 헤드(20A)를, 스핀 토크 발진자(26)가 주 자극(22)의 리딩측에 설치된 기입 헤드부(20B)로 치환한 구성으로 되어 있다. 이 때문에 전자석(28)도 주 자극(22)의 리딩측에 배치되어 있다.
고주파 어시스트 자계를 이용한 자기 기록에서는, 스핀 토크 발진자(26)로부터 발생하는 면내 고주파 자계와, 주 자극(22)으로부터 발생하는 기록 자계가 중첩한 부분에서 기입이 행해진다. 따라서，고주파 어시스트 자계를 이용한 자기 기록에서는, 통상의 자기 기록보다도, 주 자극(22)만으로부터 발생하는 기록 자계에 대하여 기록 부위의 자화 정보는 안정된다. 그 때문에，본 변형예와 같이, 스핀 토크 발진자(26)를 주 자극(22)의 리딩측에 설치하는 것이 가능하다.
또한，본 변형예에서는，전자석(28)의 전자 코일(28b)은, 도 14에 도시한 바와 같이, 자기 코어(28a)의, 매체 대향면에 수직인 한쌍의 부분을 각각 둘러싸도록 설치하여도 되고, 도 15에 도시한 바와 같이, 자기 코어(28a)의, 매체 대향면으로부터 가장 멀면서 매체 대향면에 평행한 부분을 둘러싸도록 설치하여도 된다. 또한，도 14 및 도 15는, 본 변형예의 자기 헤드를, 매체 대향면에 수직이면서 자기 기록 매체의 진행 방향에 수직인 방향(트랙 폭 방향)의 면에서 절단한 단면도이다.
본 변형예도 제1 실시 형태와 마찬가지로，기록 자계에 의한 스핀 토크 발진 주파수의 변동을 억제할 수 있다.
<제2 실시 형태>
다음으로，본 발명의 제2 실시 형태에 따른 자기 헤드를 도 16 내지 도 18을 참조하여 설명한다.
도 16은, 본 실시 형태의 자기 헤드를, 자기 기록 매체와 함께，매체 대향면에 수직이면서 자기 기록 매체의 진행 방향에 평행한 방향(트랙 길이 방향)의 면에서 절단한 단면도이다. 도 17 및 도 18은, 각각 본 실시 형태의 자기 헤드에 이용되는 스핀 토크 발진자의 제1 및 제2 구체예를 나타내는 사시도이다.
제1 실시 형태의 자기 헤드에서는，스핀 토크 발진자(26)에 전자석(28)에 의해 바이어스 자계를 인가하고 있었지만, 본 실시 형태의 자기 헤드에서는，전자석 대신에, 하드바이어스막에 의해 바이어스 자계를 인가하는 구성으로 되어 있다. 즉, 도 16에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 자기 헤드는, 도 1에 도시한 제1 실시 형태에서 기입 헤드(20) 대신에, 전자석(28)을 삭제한 기입 헤드(20C)를 이용한 구성으로 되어 있다. 이 전자석(28)을 삭제한 대신에, 도 17 또는 도 18에 도시한 바와 같이, 스핀 토크 발진자(26)의 전극(261, 265)의 외측에 하드바이어스막(30)을 형성함과 함께，스핀 토크 발진자(26)의 전극(265)과 발진층(264)과의 사이에 바이어스층(266)을 형성한 구성으로 되어 있다. 즉, 스핀 토크 발진자(26)는, 전극(251), 스핀 주입층(262), 중간층(263), 발진층(264), 바이어스층(266), 전극(265)을 구비하고 있다.
본 실시 형태와 같이, 하드바이어스막(30)을 이용하여 스핀 토크 발진자(26) 에 바이어스 자계를 인가하는 방식은, 전자석 방식에 비하여 구조가 간단하여 제작이 용이하다고 하는 이점을 갖는다. 스핀 토크 발진자(26)의 바이어스층(266)은, 하드바이어스막(30)의 자계를 보충하는 것으로서, 강한 교환 결합에 의해 발진층(266)이나 스핀 주입층(262)의 자화를, 트랙 폭 방향의 유효 자계를 향상하기 위해서 이용된다. 따라서，하드바이어스막(30)에 의한 바이어스 자계로 충분하면, 바이어스층(266)은 없어도 된다.
제1 구체예에 따른 스핀 토크 발진자(26)는, 도 17에 도시한 바와 같이, 전극(265)과, 바이어스층(266), 스핀 주입층(264)과, 중간층(263)과, 발진층(262)과, 전극(261)의 막면이, 기록 매체 대향면에 대하여 대략 수직이면서 하드바이어스막(30)에 의해 스핀 토크 발진자(26)에 인가되는 자화의 방향과 대략 수직으로 되어 있다. 그리고，정전류원(70)으로부터의 전류는 화살표(75)의 방향으로 흐르고, 하드바이어스막(30)에 의해 부여되는 자계와 대략 평행하게 되어 있다. 또한，이 제1 구체예에서는，스핀 주입층(262) 및 바이어스층(266)의 자화의 방향은, 막면에 수직이면서 서로 평행하게 되어 있다.
또한，제2 구체예의 스핀 토크 발진자(26)는, 도 18에 도시한 바와 같이, 전극(265)과, 기초층(267)과, 바이어스층(266), 발진층(264)과, 중간층(263)과, 스핀 주입층(262)과, 전극(261)의 막면이, 기록 매체 대향면에 대하여 대략 수직이면서 하드바이어스막(30)에 의해 스핀 토크 발진자(26)에 인가되는 자화의 방향과 대략 평행하게 되어 있다. 스핀 주입층(262)은, 스핀 주입막(2621)과, 중간막(2622)과, 스핀 주입막(2623)과, 반 강자성막(2624)을 이 순으로 적층한 구조로 되어 있다. 그리고，정전류원(70)으로부터의 전류는 화살표(75)의 방향으로 흐르고, 하드바이어스막(30)에 의해 부여되는 자계와 대략 직교한다. 기초층(267)은 막 두께 5㎚의 Cr, 하드바이어스막(30)은 막 두께 20㎚의 CoPt 합금, 발진층(264)은 막 두께 2㎚의 CoFe 합금 및 막 두께 6㎚의 NiFe 합금의 적층막, 중간층(263)은 막 두께 2㎚의 Cu, 스핀 주입막(2621)은 막 두께 3㎚의 FeCo 합금, 중간막(2622)은 막 두께 0.8㎚의 Ru, 스핀 주입막(2623)은 막 두께 3㎚의 FeCo 합금, 반 강자성막(2624)은 막 두께 7㎚의 IrMn 합금, 하드바이어스막(30)은 막 두께 5㎚의 Cr 및 막 두께 30㎚의 CoCrPt 합금의 적층막으로 구성되어 있다. 또한，이 제2 구체예에서는，스핀 주입막(2623)과, 스핀 주입막(2621)과, 바이어스층(266)으로부터의 자화의 방향은, 막면에 평행하면서 이 순서로 서로 반평행하게 되어 있다. 이것은, 스핀 주입막(2621)과 중간막(2622)과 스핀 주입막(2623)은 적층 페리 구조로 되어 있으며, 또한, 반 강자성막(2624)에 의해 스핀 주입막(2623)은 막면 평행 방향으로 교환 결합 자계가 부여되어 있기 때문이다. 또한，기초층에 의해 바이어스층(266)의 용이축 방향이 막면 평행 방향으로 되며, 또한, 바이어스층(266)의 자화 방향과 하드바이어스막(30)의 자 화 방향이 반 강자성막(2624)에 의한 교환 결합 자계 방향과 평행하게 되도록 착자를 실시하였기 때문이다. 또한，도 18에서는, 주 자극(22)의 코어 폭 x(즉 기록 매체 대향면에 대하여 평행이면서 트랙 폭에 평행한 주 자극의 치수)는, 스핀 토크 발진자(26)의 코어 폭보다 좁아져 있다. 이것은, 기록 매체에의 기입은, 주 자극(22)으로부터의 기록 자계와, 스핀 토크 발진자(26)로부터의 고주파 자계와의 중첩 영역에서 이루어지기 때문에, 보다 좁은 스핀 토크 발진자(26)의 코어 폭에 의해 기록 매체 상의 트랙 폭을 결정하는 것이 가능하기 때문이다. 또한，주 자극(22)의 코어 폭을 보다 넓게 하는 것에 의해 큰 기록 자계의 발생이 가능해져서，보다 높은 보자력을 갖는 기록 매체에 기입하는 것이 가능하게 되어 있다.
이와 같이, 제1 및 제2 구체예의 스핀 토크 발진자(26)에, 하드바이어스 막(30)으로부터 부여되는 자계는, 주 자극(22)과 실드(24b) 사이에 발생하는 트랙 길이 방향의 자계와 직교하는 방향(즉 트랙 폭에 평행한 방향)의 자계로 되어 있다. 이와 같이 배치함으로써, 이미 설명한 바와 같이 기입 자계의 방향에 구애받지 않고, 발진 주파수를 안정시키는 것이 가능하다.
또한 본 발명의 제1 실시 형태와 마찬가지로，스핀 주입층(262) 및 바이어스층(266)으로서, CoCrPt, CoCrTa, CoCrTaPt, CoCrTaNb 등의 CoCr계 자성층, CoPt계나 FePt계의 합금 자성층이나, SmCo계 합금 자성층 등의 수직 배향성이 우수한 재료를 이용할 수 있다. 이 경우, 자성층의 자화의 방향을 막면 수직 또는 막면 평행하게 되도록 제어하기 위해서, 기초층을 이용하여도 된다. 예를 들면, 자화 방향을 면 내 평행하게 하기 위해서 Cr, Ta, Ti, W 등의 비자성 천이 금속 및 이들의 합금 및 그들의 적층막을 이용하는 것이 가능하다. 또한，스핀 주입층(262) 및 바이어스층(266)으로서, 교환 결합을 이용한 강자성체와 반 강자성체와의 적층 구조를 이용할 수도 있다. 이 경우, 강자성체로서 상기에 기재한 CoCr계 합금, CoPt계 합금, FePt계 합금, SmCo계 합금, 및 CoFe, CoNiFe, NiFe, CoZrNb, FeN, FeSi, FeAlSi 등의 연자성체, CoFe에 Al, Si, Ge, Mn, Cr 등을 첨가한 합금을 이용하여도 된다. 반 강자성체로서, FeMn, NiMn, FeNiMn, FeMnRh, RhMn, CoMn, CrMn, CrMnPt, CrMnRh, CrMnCu, CrMnPd, CrMnIr, CrMnNi, CrMnCo, CrMnTi, PtMn, PdMn, PdPtMn, IrMn 등을 이용할 수 있다. 또한，강자성체막과 비자성막과 강자성체막을 적층한 적층 페리 구조, 또는, 적층 페리 구조와 반 강자성체를 적층한 구조로 하여도 된다. 이 경우, 강자성체막으로서 상기의 강자성체를 이용 가능하며, 비자성막으로서는 Cu, Pt, Au, Ag, Pd, Ru 등의 귀금속을 이용하는 것이 바람직하고, Cr, Rh, Mo, W 등의 비자성 천이 금속을 이용하는 것도 가능해져서, 반 강자성체로서 상기의 반 강자성체를 이용 가능하다.
다음으로，본 실시 형태의 변형예를 설명한다.
<제1 변형예>
다음으로，제2 실시 형태의 제1 변형예에 따른 자기 헤드를 도 19에 도시한다. 도 19는, 본 변형예의 자기 헤드를, 자기 기록 매체와 함께，매체 대향면에 수직이면서 자기 기록 매체의 진행 방향에 평행한 방향(트랙 길이 방향)의 면에서 절단한 단면도이다. 본 변형예의 자기 헤드는, 도 16에 도시한 제2 실시 형태의 자기 헤드의 기입 헤드부(20C)를, 단자극 구조의 기입 헤드부(20D)로 치환한 구성으로 되어 있다. 이 기입 헤드(20D)는, 도 16에 도시한 제2 실시 형태의 리턴 요크(24)를, 전부(실드)(24b)가 삭제된 리턴 요크(24A)로 치환한 구성으로 되어 있다.
종래의 단자극 구조의 자기 기록 헤드에서는，주 자극의 바로 아래에 수직 성분의 기록 자계가 발생하고, 자기 기록 매체의 내부에서 경사 기록 자계가 충분히 발생하지 않기 때문에, 주 자극의 근방에 리턴 요크(실드)를 설치하는 것이 바람직하다. 그러나, 본 변형예와 같이 전자석(28)을 주 자극(22)의 근방에 설치하는 경우에는, 전자석(28)의 2개의 자극으로부터 발생하는 면내 성분의 자계와, 주 자극(22)으로부터 발생하는 수직 성분의 기록 자계가 중첩하고, 자기 기록 매체(100)의 내부에서, 경사 기록 자계가 발생한다. 그 때문에，리턴 패스(실드)(24b)를 설치하지 않아도, 면내 고주파 자계와, 경사 기록 자계가 매체 내에서 중첩하는 것을 기대할 수 있다. 이와 같은 경사 기록 자계를 활용한 자기 기록에서는, 자기 기록 매체(100)의 통상의 보자력보다도 작은 자계에 의해 기록하는 것이 가능하게 된다.
본 변형예도 제2 실시 형태와 마찬가지로，기록 자계에 의한 스핀 토크 발진 주파수의 변동을 억제할 수 있다.
<제2 변형예>
다음으로 제2 실시 형태의 제2 변형예에 따른 자기 헤드를 도 20에 도시한 다. 도 20은 본 변형예의 자기 헤드를 자기 기록 매체와 함께, 매체 대향면에 수직이면서 자기 기록 매체의 진행 방향에 평행한 방향(트랙 길이 방향)의 면에서 절단한 단면도이다. 본 변형예의 자기 헤드는, 도 19에 도시한 제1 변형예의 자기 헤드의 기입 헤드(20D)를, 스핀 토크 발진자(26)가 주 자극(22)의 리딩측에 설치된 기입 헤드부(20E)로 치환한 구성으로 되어 있다.
고주파 어시스트 자계를 이용한 자기 기록에서는, 스핀 토크 발진자(26)로부터 발생하는 면내 고주파 자계와, 주 자극(22)으로부터 발생하는 기록 자계가 중첩된 부분에서 기입이 행해진다. 따라서，고주파 어시스트 자계를 이용한 자기 기록에서는, 통상의 자기 기록보다도 주 자극(22) 만으로부터 발생하는 기록 자계에 대하여 기록 부위의 자화 정보는 안정된다. 그 때문에, 본 변형예와 같이, 스핀 토크 발진자(26)를 주 자극(22)의 리딩측에 설치하는 것이 가능하다.
본 변형예도 제2 실시 형태와 마찬가지로，기록 자계에 의한 스핀 토크 발진 주파수의 변동을 억제할 수 있다.
이상 설명한 바와 마찬가지로, 본 발명의 제1 및 제2 실시 형태와 그들의 변형예 중 어느 하나인 자기 헤드에 따르면, 주 자극(기록 자극)과, 이 주 자극의 근방에 형성된 스핀 토크 발진자와, 이 스핀 토크 발진자에 자계를 인가하기 위한 전자석 또는 하드바이어스막을 구비하며, 전자석 또는 하드바이어스막으로부터 발생하는 바이어스 자계가 주 자극으로부터의 자계 방향과 대체로 직교하고 있다. 구체적으로는，전자석의 자극 또는 하드바이어스막으로부터의 바이어스 자계가 대체로 트랙 폭 방향에 가해지도록, 전자석의 자극 또는 하드바이어스막이 트랙 폭 방 향의 단부를 따라 배치된다. 전자석은, 일부에 공극을 형성한 폐자로 자성체에 코일을 감은 구조를 갖고，그 공극에서의 자극 대향면 수직 방향에 큰 자계를 발생한다. 하드바이어스막을 이용하는 경우에는, 바이어스 자계의 균일성 및 강도를 높이기 위해서, 트랙 폭 방향단에 한 쌍 이용하는 것이 바람직하다.
스핀 토크 발진자에는, 발진층, 중간층, 스핀 주입층의 적층 구성과, 발진에 필요한 원하는 구동 전류를 흘리는 전극 및 직류 전원이 구비된다. 각층의 막면이 자기 기록 매체의 진행 방향과 평행한 경우에는, 발진층의 자화가 효율적으로 발진하기 위하여, 막면 직방향에 자화가 배향한 스핀 주입층을 이용하여, 바이어스 자계를 트랙 폭 방향으로 가한다. 한편，각 층의 막면이 트랙 폭 방향과 평행한 경우에는, 발진층의 자화가 효율적으로 발진하기 위하여, 막면 내 방향에 자화가 배향한 스핀 주입층을 이용하여, 바이어스 자계를 트랙 폭 방향에 부여한다.
여기서, 전자석의 자성체나 하드바이어스막의 자계에 의한 바로 아래의 자기 기록 매체에의 악영향을 저감하기 위해서, 스핀 토크 발진자나 기록 자극에 비하여 전자석의 자성체나 하드바이어스막은 매체 대향면으로부터 후퇴시키는 것이 바람직하다.
<제3 실시 형태>
다음으로，본 발명의 자기 기록 재생 장치에 대하여 설명한다. 도 1 내지 도 20에 대하여 설명한 본 발명의 각 실시 형태 및 그 변형예에 따른 자기 헤드는, 예를 들면, 기록 재생 일체형의 자기 헤드 어셈블리에 조립되고, 자기기록 재생 장치에 탑재할 수 있다.
도 21은, 이와 같은 자기 기록 장치의 개략 구성을 예시하는 주요부 사시도이다. 즉, 본 실시 형태의 자기 기록 재생 장치(150)는, 로터리 액튜에이터를 이용한 형식의 장치이다. 도 21에서, 길이 기록용 또는 수직 기록용 자기 디스크(200)는, 스핀들(152)에 장착되며, 구동 장치 제어부(도시 생략)로부터의 제어 신호에 응답하는 모터(도시 생략)에 의해 화살표 A의 방향으로 회전한다. 자기 디스크(200)는, 수직 기록용의 기록층과, 연자성 보강층을 갖는, 2층의 자기 기록 매체이다. 자기 디스크(200)에 저장하는 정보의 기록 재생을 행하는 헤드 슬라이더(153)는, 박막 형상의 서스펜션(154)의 선단에 부착되어 있다. 여기에서, 헤드 슬라이더(153)는, 예를 들면, 전술한 어느 하나의 실시 형태에 따른 자기 헤드를 그 선단 부근에 탑재하고 있다.
자기 디스크(200)가 회전하면，헤드 슬라이더(153)의 매체 대향면(ABS)은 자기 디스크(200)의 표면으로부터 소정의 부상량을 갖고 유지된다.
서스펜션(154)은, 구동 코일(도시 생략)을 유지하는 보빈부 등을 갖는 액튜에이터 암(155)의 일단에 접속되어 있다. 액튜에이터 암(155)의 타단에는, 리니어 모터의 일종인 보이스 코일 모터(156)가 설치되어 있다. 보이스 코일 모터(156)는, 액튜에이터 암(155)의 보빈부에 감아 올려진 구동 코일(도시 생략)과, 이 코일을 사이에 끼우도록 대향하여 배치된 영구 자석 및 대향 요크로 이루어지는 자기 회로로 구성된다.
액튜에이터 암(155)은, 고정 축(157)의 상하 2개소에 설치된 볼베어링(도시 생략)에 의해 유지되며, 보이스 코일 모터(156)에 의해 회전 섭동을 자유자재로 할 수 있도록 되어 있다.
도 22는, 액튜에이터 암(155)으로부터 앞의 자기 헤드 어셈블리를 디스크측으로부터 바라본 확대 사시도이다. 즉, 자기 헤드 어셈블리(160)는, 예를 들면 구동 코일을 유지하는 보빈부 등을 갖는 액튜에이터 암(155)을 갖고，액튜에이터 암(155)의 일단에는 서스펜션(154)이 접속되어 있다.
서스펜션(154)의 선단에는, 도 1 내지 도 20에 대하여 전술한 어느 하나의 재생용 자기 헤드를 구비하는 헤드 슬라이더(153)가 부착되어 있다. 서스펜션(154)은 스핀 토크 발진자용과 신호의 기입 및 판독용의 리드선(164)을 갖고, 이 리드선(164)과 헤드 슬라이더(153)에 조립된 자기 헤드의 각 전극이 전기적으로 접속되어 있다. 도면 중 참조 부호 165는 자기 헤드 어셈블리(160)의 전극 패드이다.
여기서, 헤드 슬라이더(153)의 매체 대향면(ABS)과 자기 디스크(200)의 표면 사이에는, 소정의 부상량이 설정되어 있다.
이상, 구체예를 참조하면서, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명하였다. 그러나，본 발명은, 이들 구체예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 자기 기록 매체로서 이용할 수 있는 것은, 도 1 내지 도 20에 예시한 자기 기록 매체(100)에는 한정되지 않고, 기록층 및 연자성층을 갖는 자기 기록 매체이면, 모든 매체를 이용하여 마찬가지의 효과를 발휘한다. 예를 들면, 병렬하여 배치된 복수의 트랙과, 인접하는 트랙 간에 설치되는 비자성부를 갖는 디스크리트 트랙형 매체나, 복수의 자성체 비트와, 이들 복수의 자성체 비트 간에 설치된 비자성체를 갖는 디스크리트 비트형 매체를 이용할 수 있다.
또한，자기 헤드를 구성하는 각 요소의 재료나 형상 등에 관해서도, 구체예로서 전술한 것에는 한정되지 않고, 당업자가 선택할 수 있는 범위의 전부를 마찬가지로 이용하여 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다.
또한，자기 기록 재생 장치에 관해서도, 자기 기록 매체는, 하드디스크에는 한정되지 않고, 그 밖에, 플렉시블 디스크나 자기 카드 등의 모든 자기 기록 매체를 이용하는 것이 가능하다. 또한，자기 기록 매체를 장치로부터 제거 착탈 가능한, 소위 「리무버블」형식의 장치이어도 된다.
다음으로，상기 각 실시 형태에서 이용할 수 있는 자기 기록 매체의 하나의 구체예를 도 23에 도시한다. 즉, 본 구체예의 자기 기록 매체(201)는, 디스크리트형 자기 기록 매체로서, 비자성체(또는 공기)(287)에 의해 서로 분리된 수직 배향한 다립자계의 자성 디스크리트 트랙(286)을 갖는다. 이 매체(201)가 스핀들 모터(204)에 의해 회전되고, 매체 주행 방향(285)을 향하여 이동할 때에, 헤드 슬라이더(203)에 탑재된 자기 기록 헤드(205)에 의해, 기록 자화(284)를 형성할 수 있다. 또한，헤드 슬라이더(203)는 서스펜션(202)의 선단에 부착되어 있다. 이 서스펜션(202)에는 신호의 기입 및 판독용의 리드선을 갖고，이들 리드선과 헤드 슬라이더(203)에 조립된 자기 헤드(205)의 각 전극이 전기적으로 접속된다.
스핀 발진자의 기록 트랙 폭 방향의 폭(TS)을 기록 트랙(286)의 폭(TW) 이상, 또한 기록 트랙 피치(TP) 이하로 함으로써, 스핀 발진자로로부터 발생하는 누설 고주파 자계에 의한 인접 기록 트랙의 보자력 저하를 대폭 억제할 수 있다. 이 때문에, 본 구체예의 자기 기록 매체에서는, 기록하고자 하는 기록 트랙(286)만을 효과적으로 고주파 어시스트 자기 기록할 수 있다.
본 구체예에 따르면, 소위 「베타막 형상」의 다립자계 수직 매체를 이용하는 것보다도, 협트랙 즉 고트랙 밀도의 고주파 어시스트 기록 장치를 실현하는 것이 용이해진다. 또한，고주파 어시스트 자기 기록 방식을 이용하고, 또한 종래의 자기 기록 헤드에서는 기입 불가능한 FePt이나 SmCo 등의 고자기 이방성 에너지(Ku)의 매체 자성 재료를 이용함으로써, 매체 자성 입자의 한층 더한 미세화(나노미터급의 사이즈)가 가능해져서，기록 트랙 방향(비트 방향)에서도, 종래보다도 훨씬 선기록 밀도가 높은 자기 기록 장치를 실현할 수 있다.
도 24는, 상기 각 실시 형태에서 이용할 수 있는 또 하나의 자기 기록 매체를 예시하는 모식도이다. 즉, 본 구체예의 자기 기록 매체(201)는, 디스크리트 비트형 자기 기록 매체로서, 비자성체(287)에 의해 다르게 분리된 자성 디스크리트 비트(288)를 갖는다. 이 매체(201)가 스핀들 모터(204)에 의해 회전되고, 매체 주행 방향(285)을 향하여 이동할 때에, 헤드 슬라이더(203)에 탑재된 자기 기록 헤드(205)에 의해, 기록 자화(284)를 형성할 수 있다.
상기 실시 형태의 자기 헤드에 따르면, 도 23 및 도 24에 도시한 바와 같이, 디스크리트 트랙형 혹은 디스크리트 비트형의 자기 기록 매체(201)에서, 높은 보자력을 갖는 기록층에 대해서도 확실하게 기록할 수가 있어，고밀도이면서 고속의 자기 기록이 가능하게 된다.
이 구체예에서도, 스핀 발진 소자의 기록 트랙 폭 방향의 폭(TS)을 기록 트 랙(286)의 폭(TW) 이상, 또한 기록 트랙 피치(TP) 이하로 함으로써, 스핀 발진자로부터 발생하는 누설 고주파 자계에 의한 인접 기록 트랙의 보자력 저하를 대폭 억제할 수 있기 때문에, 기록하고자 하는 기록 트랙(286)만을 효과적으로 고주파 어시스트 자기 기록할 수 있다. 본 실시예를 이용하면, 사용 환경 하에서의 열 불안정 내성을 유지할 수 있는 한은, 자성 도트(288)의 고자기 이방성 에너지(Ku)화와 미세화를 진행시킴으로써, 10Tbits/inch2 이상의 높은 기록 밀도의 고주파 어시스트 자기 기록 장치를 실현할 수 있는 가능성이 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 자기 헤드의 트랙 길이 방향의 단면도.
도 2는 제1 실시 형태의 자기 기록 헤드의 트랙 폭 방향의 단면도.
도 3은 제1 실시 형태에서의 스핀 토크 발진자의 제1 구체예를 나타내는 사시도.
도 4는 제1실시 형태에서의 스핀 토크 발진자의 제1 구체예를 나타내는 사시도.
도 5는 제1 실시 형태에서의 스핀 토크 발진자의 제2 구체예를 나타내는 사시도
도 6은 제1 실시 형태에서의 스핀 토크 발진자의 제2 구체예를 나타내는 사시 사시도.
도 7은 주 자극으로부터의 누설 자계와, 스핀 토크 발진자의 발진층에 부여되는 유효 자계와의 관계를 설명하는 설명도.
도 8은 제1 실시 형태의 효과를 설명하는 도면.
도 9는 제1 실시 형태의 제1 변형예에 따른 자기 헤드의 트랙 폭 방향의 단면도.
도 10은 제1 실시 형태의 제2 변형예에 따른 자기 헤드의 사시도.
도 11은 제1 실시 형태의 제3 변형예에 따른 자기 헤드의 사시도.
도 12는 제1실시 형태의 제4 변형예에 따른 자기 헤드의 트랙 길이 방향의 단면도.
도 13은 제1 실시 형태의 제5 변형예에 따른 자기 헤드의 트랙 길이 방향의 단면도.
도 14는 제5 변형예의 자기 헤드의 전자 코일의 위치를 나타내는 단면도.
도 15는 제5 변형예의 자기 헤드의 전자 코일의 위치를 나타내는 단면도.
도 16은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 자기 헤드의 트랙 길이 방향의 단면도.
도 17은 제2 실시 형태에 따른 스핀 토크 발진자의 제1 구체예를 나타내는 사시도.
도 18은 제2 실시 형태에서의 스핀 토크 발진자의 제2 구체예를 나타내는 사시도.
도 19는 제2 실시 형태의 제1 변형예에 따른 자기 헤드의 트랙 길이 방향의 단면도.
도 20은 제2 실시 형태의 제2 변형예에 따른 자기 헤드의 트랙 길이 방향의 단면도.
도 21은 본 발명의 제3 실시 형태에 다른 자기 기록 재생 장치를 나타내는 사시도.
도 22는 제3 실시 형태의 자기 기록 재생 장치의 액튜에이터 암(155)으로부터의 앞의 자기 헤드 어셈블리를 디스크측으로부터 바라 본 사시도.
도 23은 각 실시 형태에 이용할 수 있는 디스크리트 트랙형 자기 기록 매체 를 설명하는 도면.
도 24는 각 실시 형태에 이용할 수 있는 디스크리트 비트형 자기 기록 매체를 설명하는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 재생 헤드부
12, 14: 자기 실드
16: 자기 재생 소자
20: 기입 헤드
20, 22: 주 자극
24: 리턴 요크(실드)
24a: 본체부
24b: 전부
24c: 후부
26: 스핀 토크 발진자
261, 265: 전극
262: 스핀 주입층
263: 중간층
264: 발진층
266: 바이어스층
27, 28b: 전자 코일
28: 전자석
28a: 전기 코어
30: 하드바이어스막
50, 60 : 자기 기록 매체의 진행 방향을 나타내는 화살표
70: 정전류원
75: 스핀 토크 발진자를 흘리는 전류의 방향을 나타내는 화살표
100: 자기 기록 매체
102: 자기 기록 매체용 기판
103: 연자성층
104: 자기 기록층

Claims (13)

  1. 기록 매체와,
    상기 기록 자극의 근방에 형성된 스핀 토크 발진자와,
    상기 스핀 토크 발진자에 자계를 인가하는 자계 인가부
    를 구비하며,
    상기 자계 인가부에 의해 상기 스핀 토크 발진자에 인가되는 자계는, 상기 기록 매체로부터 발생되는 기록 자계와 실질적으로 직교하고 있는 것을 특징으로 하는 자기 헤드.
  2. 기록 자극과,
    상기 기록 자극의 근방에 형성된 스핀 토크 발진자와,
    매체 대향면에 평행한 평면 내에서 상기 기록 자극과 상기 스핀 토크 발진자를 연결하는 방향과 실질적으로 직교하는 방향의, 상기 스핀 토크 발진자의 양단부에 배치되고, 상기 스핀 토크 발진자에 자계를 인가하는 자계 인가부
    를 구비하며,
    상기 스핀 토크 발진자는,
    적어도 1층의 자성체막을 갖는 제1 자성층과,
    적어도 1층의 자성체막을 갖는 제2 자성층과,
    상기 제1 자성층과 상기 제2 자성층 사이에 형성된 중간층과,
    상기 중간층과는 반대측의 상기 제1 자성층의 면에 형성된 제1 전극층과, 상기 중간층과 반대측의 상기 제2 자성층의 면에 형성된 제2 전극층을 갖고，상기 제1 자성층과, 상기 중간층과, 상기 제2 자성층과의 막면에 대하여 수직 방향으로 전류를 흘리는 것이 가능한 전극을 구비하며,
    상기 제1 전극층, 상기 제1 자성층, 상기 중간층, 상기 제2 자성층, 및 상기 제2 전극층은, 상기 스핀 토크 발진자의 상기 양단부를 연결하는 방향에 대하여 대략 평행한 방향으로 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 헤드.
  3. 기록 자극과,
    상기 기록 자극의 근방에 형성된 스핀 토크 발진자와,
    매체 대향면에 평행한 평면 내에서 상기 기록 자극과 상기 스핀 토크 발진자를 연결하는 방향과 실질적으로 직교하는 방향의, 상기 스핀 토크 발진자의 양단부에 배치되고, 상기 스핀 토크 발진자에 자계를 인가하는 자계 인가부
    를 구비하며,
    상기 스핀 토크 발진자는,
    적어도 1층의 자성체막을 갖는 제1 자성층과,
    적어도 1층의 자성체막을 갖는 제2 자성층과,
    상기 제1 자성층과 상기 제2 자성층 사이에 형성된 중간층과,
    상기 중간층과는 반대측의 상기 제1 자성층의 면에 형성된 제1 전극층과, 상기 중간층과 반대측의 상기 제2 자성층의 면에 형성된 제2 전극층을 갖고，상기 제 1 자성층과, 상기 중간층과, 상기 제2 자성층과의 막면에 대하여 수직 방향으로 전류를 흘리는 것이 가능한 전극
    을 구비하며,
    상기 제1 전극층, 상기 제1 자성층, 상기 중간층, 상기 제2 자성층, 및 상기 제2 전극층은, 상기 스핀 토크 발진자의 상기 양단부를 연결하는 방향에 대하여 대략 수직인 방향으로 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 헤드.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자계 인가부는, 공극을 갖는 자기 코어와, 이 자기 코어를 둘러싸도록 설치되어 상기 자기 코어를 여자하는 전자 코일을 갖고，상기 자기 코어로부터 발생하는 자계를 상기 스핀 토크 발진자에 인가하는 전자석인 것을 특징으로 하는 자기 헤드.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자계 인가부는, 하드바이어스막인 것을 특징으로 하는 자기 헤드.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자계 인가부의 자기 기록 매체에 대향하는 매체 대향면이, 상기 스핀 토크 발진자의 상기 자기 기록 매체에 대향하는 매체 대향면보다도 상기 자기 기록 매체로부터 먼 위치에 있는 것을 특징으로 하는 자기 헤드.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기록 자극과 자기적으로 결합되고, 일부가 매체 대향면에 평행한 방향으로 연장되어 있는 실드를 더 구비한 것을 특징으로 하는 자기 헤드.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 스핀 토크 발진자는, 상기 실드와 상기 기록 자극의 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 자기 헤드.
  9. 자기 기록 매체와,
    제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 자기 헤드
    를 구비하며,
    상기 자기 기록 헤드를 이용하여 상기 자기 기록 매체에의 기입을 행하는 것을 특징으로 하는 자기 기록 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 스핀 토크 발진자는, 상기 기록 자극의 트레일링측에 설치된 것을 특징으로 하는 자기 기록 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 스핀 토크 발진자는, 상기 기록 자극의 리딩측에 설치된 것을 특징으로 하는 자기 기록 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 자기 기록 매체는, 병렬하여 배치된 복수의 트랙과, 인접하는 트랙간에 설치되는 비자성부를 갖는 디스크리트 트랙형 매체인 것을 특징으로 하는 자기 기록 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 자기 기록 매체는, 복수의 자성체 도트와, 이들 복수의 자성체 도트 간에 설치된 비자성체를 갖는 디스크리트 비트형 매체인 것을 특징으로 하는 자기 기록 장치.
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