KR20200010945A - 자기기록장치 - Google Patents

자기기록장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20200010945A
KR20200010945A KR1020180085618A KR20180085618A KR20200010945A KR 20200010945 A KR20200010945 A KR 20200010945A KR 1020180085618 A KR1020180085618 A KR 1020180085618A KR 20180085618 A KR20180085618 A KR 20180085618A KR 20200010945 A KR20200010945 A KR 20200010945A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
spin
metal
magnetic layer
layer
metal magnetic
Prior art date
Application number
KR1020180085618A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102073368B1 (ko
Inventor
민병철
최경민
Original Assignee
한국과학기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술연구원 filed Critical 한국과학기술연구원
Priority to KR1020180085618A priority Critical patent/KR102073368B1/ko
Publication of KR20200010945A publication Critical patent/KR20200010945A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102073368B1 publication Critical patent/KR102073368B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/012—Recording on, or reproducing or erasing from, magnetic disks
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B11/00—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor
    • G11B11/10—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field
    • G11B11/105—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field using a beam of light or a magnetic field for recording by change of magnetisation and a beam of light for reproducing, i.e. magneto-optical, e.g. light-induced thermomagnetic recording, spin magnetisation recording, Kerr or Faraday effect reproducing
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
    • G11C11/16—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Recording Or Reproducing By Magnetic Means (AREA)
  • Magnetic Record Carriers (AREA)

Abstract

본 발명은 자기기록장치에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 외부로부터 공급되는 에너지에 의해 스핀(spin)전류가 발생되는 스핀발생부; 상기 스핀발생부에서 상기 스핀전류가 발생되도록 상기 스핀발생부 측으로 광을 조사하는 광조사부; 상기 스핀발생부와 적어도 일부분이 접하도록 배치되며, 상기 스핀전류를 전달받는 스핀전달부; 상기 스핀전달부와 적어도 일부분이 접하도록 배치되고, 상기 스핀전달부를 통해 전달되는 상기 스핀전류에 의해 스핀전달토크(Spin Transfer Torque)가 발생되며, 자화(magnetization) 방향에 의해 소정의 정보가 저장되는 스핀정보부; 및 상기 스핀전달토크가 발생된 상기 스핀정보부 측으로 자기장을 발생시켜서 상기 스핀정보부의 상기 자화(magnetization)방향을 스위칭시키는 자기장발생부; 를 포함하므로 정보가 기록되는 스핀정보부의 자화방향을 스위칭하는데 필요한 에너지를 감축시킬 수 있게되어 자기기록을 하여 저장시키는 데 필요한 에너지를 절감시킬 수 있는 기술이 개시된다.

Description

자기기록장치{Magnetic Recording Apparatus}
본 발명은 자기기록장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하드디스크드라이브와 같은 자기기록장치로서 스핀전달토크를 이용하여 소정의 정보를 기록 또는 저장할 수 있는 자기기록장치에 관한 것이다.
오늘날 여러 분야에서 컴퓨터가 널리 이용되고 있다. 이러한 컴퓨터에 있어서 각종정보를 저장하기 위한 저장기록매체로서 하드디스크드라이브는 중요하다. 컴퓨터를 운용함에 있어서 필요한 각종의 정보들은 하드디스크드라이브에서 자성 물질의 자화방향으로 저장된다.
하드디스크드라이브에서 기록동작은 자성물질의 자화방향을 스위칭 시킴으로써 이루어지며, 자화방향의 스위칭은 자기장을 가하여 줌으로써 이루어지게 된다.
하드디스크드라이브가 높은 집적도를 갖추기 위하여 작은 크기의 자성물질에 정보를 저장하여야 하고, 작은 크기에서도 정보를 안정적으로 유지하기 위하여 높은 자기이방성 에너지를 가지는 자성물질을 사용할 필요가 있다.
그러나 자기이방성 에너지가 높다는 것은 자성체의 임계자기장이 높다는 것을 의미한다. 즉, 높은 자기이방성 에너지를 가지는 자성체의 자화방향을 스위칭하기 위해서는 1 테슬라(Tesla) 이상의 큰 자기장이 요구된다.
그러나 하드디스크드라이브에서 사용되는 자기장 발생 장치에서 발생시킬 수 있는 자기장의 크기에는 한계가 있을 수밖에 없으며, 1 테슬라 이상의 자기장을 발생시키기는 매우 곤란하며, 자화스위칭을 위하여 자성체의 온도를 큐리온도 정도로 가열시키려면 매우 높은 에너지가 요구된다는 문제점이 있었다.
따라서, 적은 에너지로도 자성체의 자화의 스위칭을 가능하게 할 수 있는 기술이 요구되고 있었다.
대한민국 등록특허 제10-051772호
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 자화방향을 스위칭 하는데 필요한 에너지를 감축시켜서 적은 에너지로도 자화방향을 스위칭하여 각종 정보를 기록 또는 저장할 수 있는 자기기록장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 자기기록장치는 외부로부터 공급되는 에너지에 의해 스핀(spin)전류가 발생되는 스핀발생부; 상기 스핀발생부에서 상기 스핀전류가 발생되도록 상기 스핀발생부 측으로 광을 조사하는 광조사부; 상기 스핀발생부와 적어도 일부분이 접하도록 배치되며, 상기 스핀전류를 전달받는 스핀전달부; 상기 스핀전달부와 적어도 일부분이 접하도록 배치되고, 상기 스핀전달부를 통해 전달되는 상기 스핀전류에 의해 스핀전달토크(Spin Transfer Torque)가 발생되며, 자화(magnetization) 방향에 의해 소정의 정보가 저장되는 스핀정보부; 및 상기 스핀전달토크가 발생된 상기 스핀정보부 측으로 자기장을 발생시켜서 상기 스핀정보부의 상기 자화(magnetization)방향을 스위칭시키는 자기장발생부; 를 포함하는 것을 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 스핀발생부 및 상기 광조사부 사이에 배치되며, 상기 광조사부측으로부터 발광되어 상기 스핀발생부 측으로 조사되는 광을 집속시켜주는 광집속부; 를 더 포함하는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
나아가, 상기 광집속부는 웨이브가이드인 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 광조사부에서 발광되는 상기 광은 레이저인 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 스핀발생부는, 자성체를 포함하는 제1금속자성층이고, 상기 스핀정보부는, 자성체를 포함하는 제2금속자성층인 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
나아가 상기 제1금속자성층의 자화방향과 상기 제2금속자성층의 자화방향은 서로 다른 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
나아가 상기 제2금속자성층의 자화방향은 상기 제1금속자성층의 자화방향에 대하여 수직인 방향인 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
또한, 상기 제1금속자성층은, Co, Fe, Ni, CoFe합금, NiFe합금, CoFeAl합금, CoAl합금 및 CoFeB 합금 중 어느 하나인 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
또한, 상기 제2금속자성층은, FCT결정구조(face centered tetragonal crystal structure)의 FePt, FCT결정구조의 FePd, FCT결정구조의 CoPt, 다층박막구조의 [Co/Pt]n, 다층박막구조의 [Co/Pd]n, 다층박막구조의 [Co/Ni]n, 적층구조의 CoFeB/Ta, 적층구조의 CoFeB/W 및 적층구조의 CoFeB/Hf 중 어느 하나인 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
또한, 상기 스핀전달부는, 비자성체를 포함하는 금속비자성층인 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
나아가, 상기 금속비자성층은 Al, Cu, Ag 및 Au 중 어느 하나인 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
또한, 상기 제1금속자성층은 상기 금속비자성층을 통해 상기 제2금속자성층과 간접적으로 결합된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
더 나아가, 상기 제1금속자성층의 일측에 상기 금속비자성층이 접하여 위치하고, 상기 금속비자성층의 일측에 상기 제2금속자성층이 접하여 위치하도록 상기 제1금속자성층, 상기 금속비자성층 및 상기 제2금속자성층이 결합된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
또한, 상기 금속비자성층의 일측면에 상기 제1금속자성층이 배치되고, 상기 제2금속자성층이 상기 금속비자성층의 일측면에 접하도록 배치되되, 상기 제1금속자성층 및 상기 제2금속자성층은 서로에 대하여 일정간격 이격되어 배치된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
본 발명에 따른 자기기록장치는, 정보를 기록하기 위하여 스핀정보부의 자화방향을 스위칭 하는데 필요한 에너지가 감소되므로 자기기록하여 저장시키는 데 필요한 에너지를 절감시킬 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 자기기록장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자기기록장치의 기록과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 자기기록장치의 기록과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자기기록장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 자기기록장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하에서는 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 이해할 수 있도록 첨부된 도면을 참조한 바람직한 실시 예를 들어 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 자기기록장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자기기록장치의 기록과정을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 자기기록장치의 기록과정을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자기기록장치를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 자기기록장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
먼저 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 자기기록장치는 광조사부, 자기장발생부, 스핀발생부, 스핀전달부 및 스핀정보부를 포함하여 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 광집속부를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 스핀발생부, 스핀전달부 및 스핀정보부는, 하드디스크드라이브에서 플래터(Platter)와 같은 부분으로서, 단면이 도 1에 나타낸 바와 같이 스핀발생부(310), 스핀전달부(320) 및 스핀정보부(330)의 3개 층으로 이루어진 형태도 충분히 가능하다.
스핀발생부(310)에서는 외부로부터 공급되는 에너지에 의해 스핀(spin)전류가 발생된다. 그리고, 스핀발생부(310)에서 발생되는 스핀전류는 스핀전달부(320) 측으로 흐르게 된다.
스핀발생부(310)에서 스핀전류가 발생될 수 있도록 외부로부터의 수단에 의하여 스핀발생부(310)의 에너지상태를 높여줄 수 있는 것이 바람직하며, 예를 들어 빛 또는 열에너지를 스핀발생부(310)로 공급하여 주는 것이 바람직하다.
스핀발생부(310)에서 스핀전류가 발생되도록 후술할 광조사부(100)에서 스핀발생부(310) 측으로 에너지를 공급시켜준다.
그리고 이러한 스핀발생부(310)는, 자성체를 포함하는 금속층인 제1금속자성층(310)인 것이 바람직하다. 이러한 제1금속자성층(310)의 소재는 Co, Fe, Ni, CoFe합금, NiFe합금, CoFeAl합금, CoAl합금 및 CoFeB 합금 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
그리고, 제1금속자성층(310)의 자화방향(410)은 후술할 스핀정보부(330)인 제2금속자성층(330)의 자화방향(430)에 수직인 방향인 것이 바람직하다. 이를 위해 제1금속자성층(310)의 자화방향(410)이 도 1에서 참조되는 바와 같이 평면층 형태인 제1금속자성층(310)의 표면에 대하여 평행한 방향으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
스핀전달부(320)는 스핀발생부(310)와 적어도 일부분이 접하도록 배치되며, 스핀발생부(310)측으로부터 스핀전류(420)를 전달받는다.
이러한 스핀전달부(320)는 도 1에 도시된 바와 같이 스핀발생부(310)의 상측면에 형성된 것도 바람직하다.
스핀전달부(320)는 비자성체를 포함하는 금속비자성층(320)인 것이 바람직하다. 이러한 금속비자성층(320)은 Al, Cu, Ag 및 Au 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
금속비자성층(320)은 제1금속자성층(310)의 자화와 제2금속자성층(330)의 자화가 직접적으로 연결되는 것을 막아준다. 스핀발생부(310)인 제1금속자성층(310)에서 발생된 스핀전류는 스핀전달부(320)인 금속비자성층(320)으로 오게 된다. 그리고, 금속비자성층(320)은 제1금속자성층(310)에서 발생된 스핀전류를 제2금속자성층(330)으로 전달하여 준다.
스핀정보부(330)는 스핀전달부(320)와 적어도 일부분이 접하도록 배치되고, 스핀전달부(320)를 통해 전달되는 스핀전류(420)에 의해 스핀전달토크(Spin Transfer Torque)가 발생된다. 그리고 자화(magnetization) 방향에 의해 소정의 정보가 스핀정보부(330)에 저장이 된다.
이러한 스핀정보부(330)는 자성체를 포함하는 제2금속자성층(330)인 것이 바람직하다.
제2금속자성층(330)은 후술할 자기장발생부(200)의 자기장에 따라 자화방향이 스위칭됨으로써 정보가 기록된다. 제2금속자성층(330)의 자화방향의 조절은 레이저광선에 의한 스핀전류와 자기장발생부(200)에 의한 자기장의 조합으로 이루어지게 되는 것이다.
제2금속자성층(330)은, FCT결정구조(face centered tetragonal crystal structure)의 FePt, FCT결정구조의 FePd, FCT결정구조의 CoPt, 다층박막구조의 [Co/Pt]n, 다층박막구조의 [Co/Pd]n, 다층박막구조의 [Co/Ni]n, 적층구조의 CoFeB/Ta, 적층구조의 CoFeB/W 및 적층구조의 CoFeB/Hf 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
그리고, 제2금속자성층(330)의 자화방향(430)은 제1금속자성층(310)의 자화방향(410)과 서로 다르게 배치된 것이 바람직하다. 특히 도 1에서 참조되는 바와 같이 제2금속자성층(330)의 자화방향(430)은 제1금속자성층(310)의 자화방향(410)에 대하여 수직인 방향인 것이 좀 더 바람직하다. 두 금속자성층의 자화방향(410, 430))이 서로 수직이 되게 하는 이유는 광조사부(100)인 레이저조사기(100)로부터 조사되는 레이저광선으로 인해 발생되는 열적 스핀전달토크의 효율이 최대가 되는 각도가 수직이기 때문이다.
이처럼 하드디스크드라이브의 쓰기 동작에 해당된다고 할 수 있는 자화방향(430)의 스위칭은 제2금속자성층(330)에서 이루어지게 된다. 제2금속자성층(330)이 수직자화(437 도 2참조, 439 도 3 참조)를 가지게 하는 것은 하드디스크드라이브와 같은 자기기록장치의 집적도를 높이기 위해서이다.
높은 집적도를 위해서는 단위부피당 자기이방성 에너지가 높아야 하고, 수평자화물질 보다 수직자화물질이 단위부피당 자기이방성 에너지가 더 높기 때문이다.
그리고, 제2금속자성층(330)은 금속비자성층(320)을 통해 제1금속자성층(310)과 간접적으로 결합된 것이 바람직하다. 즉, 도 1에서 참조되는 바와 같이 제2금속자성층(330)은 금속비자성층(320)을 사이에 두고 제1금속자성층(310)과 간접적으로 결합된 것이 바람직하다는 것이다.
광조사부(100)는 스핀발생부(310)에서 스핀전류가 발생되도록 스핀발생부(310) 측으로 광을 조사한다. 이러한 광조사부(100)의 바람직한 예로서 레이저조사기(100)를 들을 수 있다.
도 1에서 참조되는 바와 같이, 광조사부(100)인 레이저조사기(100)가 제1금속자성층(310)의 일측에 일정 간격 이격되어 배치되며, 제1금속자성층(310)으로 레이저광선이 조사된다. 레이저광선이 조사된 제1금속자성층(310)은 가열된다. 따라서 레이저광선이 조사되어 가열된 제1금속자성층(310)에서 스핀전류가 발생하게 된다.
광집속부(110)는 스핀발생부(310) 및 광조사부(100) 사이에 배치된다. 그리고 광조사부(100)측으로부터 발광되어 스핀발생부(310) 측으로 조사되는 광을 집속시켜준다.
광집속부(110)가 없는 경우에도 레이저조사기와 같은 광조사부(100)에서 발광된 레이저광선이 스핀발생부(310)에 조사되는 것도 바람직하지만, 광집속부(110)가 마련되면 좀 더 좁은 영역으로 광을 집속시켜줄 수가 있으므로 고밀도의 자기기록에 도움이 될 수 있다는 점 등에서 바람직하다.
이러한 광집속부(110)의 바람직한 예로서 웨이브가이드(110)를 들을 수 있다. 따라서, 레이저광선이 웨이브가이드(110)를 지나면서 집속되어 제1금속자성층(310)으로 조사될 수 있다.
자기장발생부(200)는 스핀전달토크가 발생된 스핀정보부(330) 측으로 자기장을 발생시켜서 스핀정보부(330)의 자화(magnetization)방향을 스위칭시켜준다.
여기서 스위칭시켜준다는 것은 스핀정보부(330)의 자화방향(430)이 업(up)(439, 도 3참조) 또는 다운(down)(437, 도 2참조) 둘 중 한 방향을 향하도록 선택시켜준다는 것을 의미한다.
도 1에서 참조되는 바와 같이, 자기장발생부(200)는 스핀정보부(330)인 제2금속자성층(330)의 일측에 일정 간격 이격되어 배치되어 있는 것이 바람직하다.
이상 도 1을 참조하여 설명한 본 발명의 실시 예에 따른 자기기록장치의 기록동작을 도 2와 도 3을 더 참고하여 설명하기로 한다.
먼저 도 2의 (a) 또는 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 배치된 상태에서, 광조사부(100)인 레이저(100)가 발광되어 웨이브가이드(110)를 지나 집속되어 제1금속자성층(310)에 조사된다. 제1금속자성층(310)의 자화방향(410)은 도면에서 볼 때 우측방향 또는 좌측방향인 상태이다.
그리고 도 2의 (b) 또는 도 3의 (b)에서 참조되는 바와 같이 레이저조사기(100)으로부터 레이저광선이 제1금속자성층(310)측으로 조사되면 전자-마그논 결합에 의하여 제1금속자성층(310)에서 스핀전류가 발생하여 금속비자성층(320)으로 전달된다.
다음으로 도 2의 (c) 또는 도 3의 (c)에서 참조되는 바와 같이 제1금속자성층(310)의 자화방향(410)에 대하여 수직인 방향으로 자화방향(430)이 형성되어 있는 제2금속자성층(330)으로 스핀전류(420)가 금속비자성층(320)으로부터 전달되어 제2금속자성층(330)에서 스핀전달토크가 발생하게 된다.
그리고, 스핀전달토크의 영향으로 제2금속자성층(330)의 자화방향(430)이 제1금속자성층(310)의 자화방향(410)으로 소정의 각도로 회전을 하게 된다. 충분한 스핀전달토크가 발생하게 되면 제1금속자성층(310)의 자화방향(410)과 평행하게 된다.
그 다음으로 도 2의 (d)에서 참조되는 바와 같이 자기장의 방향이 다운방향이 되도록 자기장발생부(200)에서 자기장을 발생시켜주면, 도 2의 (e)에서 참조되는 바와 같이 제2금속자성층(330)에서 자기장의 방향인 다운방향에 따라 자화방향이 다운방향(437)이 된다. 따라서, 제2금속자성층(330)의 최종 자화방향이 다운방향(437)이 되는 자기기록이 이루어지게 된다.
한 편 도 3의 (d)에서 참조되는 바와 같이 자기장의 방향이 업방향이 되도록 자기장발생부(200)에서 자기장을 발생시켜주면, 도 3의 (e)에서 참조되는 바와 같이 제2금속자성층(330)에서 자기장의 방향인 업 방향에 따라 자화방향이 업 방향(439)이 된다.따라서, 제2금속자성층(330)의 최종 자화방향이 업방향(439)이 되는 자기기록이 이루어지게 된다.
이와 같이 제2금속자성층(330)의 각 기록단위영역마다 자화방향이 업 방향(439) 또는 다운방향(437)이 되도록 자기기록이 이루어지게 된다.
이와 같이 제2금속자성층(330)의 최종자화방향은 자기장발생부(200)에서 발생되는 자기장의 방향에 의하여 결정된다.
레이저광선 없이 자기장만으로 자화방향을 스위칭하기 위해서는 자기장의 크기가 제2금속자성층(330)의 임계자기장보다 커야한다. 그러나, 본 발명에 따르면 레이저(100)를 이용하여 제1금속자성층(310)에서 열적(thermal) 스핀전달토크를 제공하기 때문에 제2금속자성층(330)의 임계자기장보다 훨찐 작은 크기의 자기장으로도 제2금속자성층(330)의 자화방향을 스위칭 시킬 수 있다.
한 편, 앞서 설명한 도 1과 같은 자기기록장치의 실시형태도 바람직하지만, 도 4 또는 도 5에서 참조되는 바와 같은 실시형태 또한 바람직하다.
제1금속자성층(310)의 일측에 금속비자성층(320)이 접하여 위치하고, 금속비자성층(320)의 일측에 제2금속자성층(330)이 접하여 위치하도록 제1금속자성층(310), 금속비자성층(320) 및 제2금속자성층(330)이 결합된 실시형태도 바람직하다.
여기서, 도 4에서 참조되는 바와 같이. 레이저(100)와 웨이브가이드(110)가 제1금속자성층(310)의 일측에 수직인 상측 또는 하측에 배치되고, 자기장발생부(200) 또한 일측에 수직인 상측 또는 하측에 배치되는 형태 또한 바람직하다는 것이다.
이러한 실시형태에서도 제2금속자성층(330)에 자화방향을 회전시켜서 기록시키는 방식 내지 과정은 앞서 설명한 바와 대동소이하므로 생략하기로 한다.
또한, 도 5에서 참조되는 바와 같이, 금속비자성층(320)의 일측면에 제1금속자성층(310)이 배치되고, 제2금속자성층(330) 또한 금속비자성층(320)의 일측면에 접하도록 배치되되, 제1금속자성층(310) 및 제2금속자성층(330)은 서로에 대하여 일정간격 이격되어 배치된 것 또한 바람직하다.
도 5에서 참조되는 바와 같이 제1금속자성층(310), 금속비자성층(320), 제2금속자성층(330), 레이저(100), 웨이브가이드(110) 및 자기장발생부(200)가 배치된 실시 형태도 바람직하며, 이러한 경우에도 제2금속자성층(330)에 정보를 기록시키는 과정은 앞서 설명한 바와 대동소이하다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자기기록장치에서는 제1금속자성층(310)에 레이저(100)를 조사하여 가열시킨 후, 제2금속자성층(330)에 열적 스핀전달토크를 발생시키고, 자기장을 가하여 제2금속자성층(330)의 자화방향을 회전시켜준다.
그러므로 정보가 기록되는 제2금속자성층(330)의 자화방향(430)을 스위칭하는데 필요한 에너지가 감소되므로 적은 에너지로 자기기록을 할 수 있게 된다.
따라서 자기기록하여 저장시키는 데 필요한 에너지를 절감시킬 수 있다는 장점이 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예들에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.
100 : 레이저조사기 110 : 웨이브가이드
200 : 자기장발생부 310 : 제1금속자성층
320 : 금속비자성층 330 : 제2금속자성층

Claims (14)

  1. 외부로부터 공급되는 에너지에 의해 스핀(spin)전류가 발생되는 스핀발생부;
    상기 스핀발생부에서 상기 스핀전류가 발생되도록 상기 스핀발생부 측으로 광을 조사하는 광조사부;
    상기 스핀발생부와 적어도 일부분이 접하도록 배치되며, 상기 스핀전류를 전달받는 스핀전달부;
    상기 스핀전달부와 적어도 일부분이 접하도록 배치되고, 상기 스핀전달부를 통해 전달되는 상기 스핀전류에 의해 스핀전달토크(Spin Transfer Torque)가 발생되며, 자화(magnetization) 방향에 의해 소정의 정보가 저장되는 스핀정보부; 및
    상기 스핀전달토크가 발생된 상기 스핀정보부 측으로 자기장을 발생시켜서 상기 스핀정보부의 상기 자화(magnetization)방향을 스위칭시키는 자기장발생부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기기록장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 스핀발생부 및 상기 광조사부 사이에 배치되며, 상기 광조사부측으로부터 발광되어 상기 스핀발생부 측으로 조사되는 광을 집속시켜주는 광집속부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기기록장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 광집속부는 웨이브가이드인 것을 특징으로 하는 자기기록장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 광조사부에서 발광되는 상기 광은 레이저인 것을 특징으로 하는 자기기록장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 스핀발생부는,
    자성체를 포함하는 제1금속자성층이고,
    상기 스핀정보부는,
    자성체를 포함하는 제2금속자성층인 것을 특징으로 하는 자기기록장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제1금속자성층의 자화방향과 상기 제2금속자성층의 자화방향은 서로 다른 것을 특징으로 하는 자기기록장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제2금속자성층의 자화방향은 상기 제1금속자성층의 자화방향에 대하여 수직인 방향인 것을 특징으로 하는 자기기록장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 제1금속자성층은,
    Co, Fe, Ni, CoFe합금, NiFe합금, CoFeAl합금, CoAl합금 및 CoFeB 합금 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자기기록장치.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 제2금속자성층은,
    FCT결정구조(face centered tetragonal crystal structure)의 FePt, FCT결정구조의 FePd, FCT결정구조의 CoPt, 다층박막구조의 [Co/Pt]n, 다층박막구조의 [Co/Pd]n, 다층박막구조의 [Co/Ni]n, 적층구조의 CoFeB/Ta, 적층구조의 CoFeB/W 및 적층구조의 CoFeB/Hf 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자기기록장치.
  10. 제 5항에 있어서,
    상기 스핀전달부는,
    비자성체를 포함하는 금속비자성층인 것을 특징으로 하는 자기기록 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 금속비자성층은
    Al, Cu, Ag 및 Au 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자기기록장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 제1금속자성층은 상기 금속비자성층을 통해 상기 제2금속자성층과 간접적으로 결합된 것을 특징으로 하는 자기기록장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제1금속자성층의 일측에 상기 금속비자성층이 접하여 위치하고, 상기 금속비자성층의 일측에 상기 제2금속자성층이 접하여 위치하도록 상기 제1금속자성층, 상기 금속비자성층 및 상기 제2금속자성층이 결합된 것을 특징으로 하는 자기기록장치.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 금속비자성층의 일측면에 상기 제1금속자성층이 배치되고, 상기 제2금속자성층이 상기 금속비자성층의 일측면에 접하도록 배치되되,
    상기 제1금속자성층 및 상기 제2금속자성층은 서로에 대하여 일정간격 이격되어 배치된 것을 특징으로 하는 자기기록장치.
KR1020180085618A 2018-07-23 2018-07-23 자기기록장치 KR102073368B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180085618A KR102073368B1 (ko) 2018-07-23 2018-07-23 자기기록장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180085618A KR102073368B1 (ko) 2018-07-23 2018-07-23 자기기록장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200010945A true KR20200010945A (ko) 2020-01-31
KR102073368B1 KR102073368B1 (ko) 2020-02-04

Family

ID=69369497

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180085618A KR102073368B1 (ko) 2018-07-23 2018-07-23 자기기록장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102073368B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040053499A (ko) * 2002-12-14 2004-06-24 삼성전자주식회사 전자 스핀의존 산란을 이용한 자성매체 및 자성매체정보재생장치 및 재생방법
KR100519772B1 (ko) * 2002-10-14 2005-10-07 삼성전자주식회사 스핀 분극된 전자를 이용한 자성매체 및 자성매체를이용한 정보기록장치 및 기록방법
KR20070036673A (ko) * 2005-09-29 2007-04-03 재단법인서울대학교산학협력재단 강한 스핀파 발생 방법 및 스핀파를 이용한 초고속 정보처리 스핀파 소자
KR20110042657A (ko) * 2009-10-19 2011-04-27 한국과학기술연구원 수직 자화 자성층을 갖는 자기 터널 접합 구조

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100519772B1 (ko) * 2002-10-14 2005-10-07 삼성전자주식회사 스핀 분극된 전자를 이용한 자성매체 및 자성매체를이용한 정보기록장치 및 기록방법
KR20040053499A (ko) * 2002-12-14 2004-06-24 삼성전자주식회사 전자 스핀의존 산란을 이용한 자성매체 및 자성매체정보재생장치 및 재생방법
KR20070036673A (ko) * 2005-09-29 2007-04-03 재단법인서울대학교산학협력재단 강한 스핀파 발생 방법 및 스핀파를 이용한 초고속 정보처리 스핀파 소자
KR20110042657A (ko) * 2009-10-19 2011-04-27 한국과학기술연구원 수직 자화 자성층을 갖는 자기 터널 접합 구조

Also Published As

Publication number Publication date
KR102073368B1 (ko) 2020-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7940486B2 (en) Thermally assisted magnetic head, head gimbal assembly, and hard disk drive
US8077556B2 (en) Thermally assisted magnetic head, head gimbal assembly, and hard disk drive
US7876646B2 (en) Thermally assisted magnetic head, head gimbal assembly, and hard disk drive
US8295010B2 (en) Thermally assisted magnetic head, head gimbal assembly, and hard disk drive
US9030777B2 (en) Microwave assisted magnetic recording head having spin torque oscillator, and magnetic recording apparatus
US4610009A (en) Writing, erasing and readout system for a magneto-optic recording medium
JP2006332218A (ja) 熱アシスト型のスピン注入磁化反転を利用した磁気記録装置
JP2005285242A (ja) 磁気記録ヘッド及び磁気記憶装置
CN1741158A (zh) 磁化信息记录方法以及磁性记录再生装置
US6952380B2 (en) Apparatus and method for recording information
US8233359B2 (en) Magnetic recording medium, magnetic recording/reproducing apparatus, and magnetic recording/reproducing method
JP2008159159A (ja) 熱アシスト磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリ、ハードディスク装置及び熱アシスト磁気ヘッドの製造方法
JP2008010093A (ja) 熱アシスト磁気記録用薄膜磁気ヘッド
JP4004978B2 (ja) 情報記録再生ヘッドおよび情報記録再生装置
KR102073368B1 (ko) 자기기록장치
US8817581B1 (en) Thermally-assisted magnetic recording head using near-field light
JP2008059691A (ja) 熱アシスト磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリ及びハードディスク装置
JP2009076166A (ja) 光アシスト型磁気ヘッド装置、光アシスト型磁気記録装置及び光アシスト磁気記録方法
JP2008152869A (ja) 熱アシスト磁気ヘッド
Valkass et al. Time-resolved scanning Kerr microscopy of flux beam formation in hard disk write heads
JP2004134079A (ja) スピン分極電子を用いた磁性媒体及び磁性媒体への情報記録装置及び記録方法
JP2007200928A (ja) 磁気メモリ素子、磁気メモリ、及び磁気記録再生装置
JP4249662B2 (ja) 熱アシスト記録ヘッドおよびそれを備えた磁気記録装置
KR100519772B1 (ko) 스핀 분극된 전자를 이용한 자성매체 및 자성매체를이용한 정보기록장치 및 기록방법
JP2013004156A (ja) 熱アシスト磁気ヘッド及び熱アシスト磁気記録再生装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant