マイクロ波アシストヘッドを用いた磁気記録方法
【課題】周波数が記録層を構成する磁性微粒子の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数よりも低い領域も高い領域も略一様に、高いアシスト効果を発現させることができる磁気記録方法。
【解決手段】書込磁極部および補助磁極との間に配置され磁気記録媒体の面内方向にマイクロ波帯域の磁界を発生させるための副コイル（Sub-coil）などを有する薄膜磁気ヘッドを用い、薄膜磁気ヘッドと対向配置される磁気記録媒体の記録層へ磁気記録する磁気記録方法であり、副コイル（Sub-coil）などに搬送波としての前記記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数を帯域内に含んだマイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）を印加させて発生する面内高周波磁界によって前記記録層の磁化反転磁界Ｈｓｗを低下させつつ、磁気記録を行うように構成される。
【解決手段】書込磁極部および補助磁極との間に配置され磁気記録媒体の面内方向にマイクロ波帯域の磁界を発生させるための副コイル（Sub-coil）などを有する薄膜磁気ヘッドを用い、薄膜磁気ヘッドと対向配置される磁気記録媒体の記録層へ磁気記録する磁気記録方法であり、副コイル（Sub-coil）などに搬送波としての前記記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数を帯域内に含んだマイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）を印加させて発生する面内高周波磁界によって前記記録層の磁化反転磁界Ｈｓｗを低下させつつ、磁気記録を行うように構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁化を安定させるために大きな保磁力を有する磁気記録媒体に、データ信号を書き込むためのマイクロ波アシストヘッドを用いた磁気記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高密度記録の進展とともに、磁気記録媒体に記録されるディジタル情報のビットセルが微細化されている。その結果、いわゆる熱揺らぎによって磁気ヘッドの再生素子から検出される信号が揺らいでＳ／Ｎ（信号対雑音比）が劣化したり、あるいは最悪の場合には信号が消失したりすることがある。
【０００３】
このため、近年、実用化されている垂直記録方式を用いた磁気記録媒体においては、記録層を構成する磁性微粒子を微細化し、同時に磁性微粒子の磁化の方向を固定する磁気異方性エネルギーＫｕを高めることが上記の問題を解決するために有効とされる。熱揺らぎに対応する熱安定性指標Ｓは、Ｓ＝Ｋｕ・Ｖ／ｋB・Ｔで表され、通常、このＳの値は５０以上が必要であると言われている。ここに、Ｋｕ：磁気異方性エネルギー、Ｖ：記録層を構成する磁性微粒子の体積、ｋB：ボルツマン定数、Ｔ：絶対温度である。
【０００４】
ところが、情報を記録するために必要な磁界（磁化反転磁界）ＨｓｗはＫｕに比例するため、Ｋｕを高めることはＨｓｗの増大を招く。
【０００５】
所期のデータ系列に対応した記録層の磁化反転を形成するためには、急峻に変化するＨｓｗを超える強度の記録磁界を印加する必要がある。近年、垂直記録方式を用いて実用になった磁気ディスク装置（ＨＤＤ）では、いわゆる単磁極を用いた記録素子が用いられ、そのＡＢＳ（Air Bearing Surface）表面から記録層に垂直方向の記録磁界が印加される。
【０００６】
垂直記録磁界の強度は、単磁極を形成する軟磁性材料の飽和磁束密度Ｂｓに比例する。そのため、できるだけ飽和磁束密度Ｂｓの高い材料が開発されかつ実用化されている。しかしながら、飽和磁束密度Ｂｓは、いわゆる Slater-Pauling 曲線からＢｓ＝２．４Ｔ（テスラ）が実用な上限であり、現状は実用限界に迫っているといえる。また、現行の単磁極の厚さや幅は、約１００〜２００ｎｍ程度である。記録密度を上げる場合には更に厚さや幅を小さくする必要があり、それに伴って発生する垂直磁界はより低下する傾向にある。
【０００７】
このような理由から、通常のデータ書き込み素子の記録能力には限界が来ていると言え、高密度記録が難しくなっているのが現状である。
【０００８】
このため、記録層をレーザー光などで照射・昇温させ、記録層の保磁力を下げた状態で信号を記録する、いわゆる熱アシスト記録（TAMR：Thermal Assisted Magnetic Recording）が提案されている。
【０００９】
しかしながら、熱アシスト記録においても、以下のような問題がある。すなわち、
（１）磁気素子と光素子を搭載した磁気ヘッドが必須となるが、構造が極めて複雑で高価であること、（２）保磁力の温度特性の変化が大きい記録層の開発が必要であること、（３）記録過程における熱減磁により、隣接トラック消去や記録状態が不安定性になること、などである。
【００１０】
この一方で、読み取り素子としてのＧＭＲヘッドやＴＭＲヘッドの高感度化を狙いに、電子伝導におけるスピンの挙動（Spin Transfer）に関する研究が活発になってきている。これを磁気ディスク媒体の記録層の磁化反転に応用し、磁化反転に必要な垂直磁界を低減させようという研究が開始されている。
【００１１】
これは記録媒体の面内方向に高周波の交流磁界を、記録のための垂直磁界と同時に印加するものであり、面内方向に印加する交流磁界の周波数は、磁気記録媒体の磁気記録層（以下単に「記録層」、あるいは「磁性層」と称す）を構成する磁性微粒子の強磁性共鳴周波数に対応するマイクロ波帯の超高周波（数〜４０ＧＨｚ）とされる。
【００１２】
そして、面内方向の交流磁界の同時印加により、記録層の磁化反転磁界Ｈｓｗを６０％程度に低下させることが可能、との解析結果が報告されている。本方式が実用になれば構成が複雑なＴＡＭＲを用いる必要もなく、更に記録層のＫｕを上げることが可能になり、大幅な記録密度の向上が期待される。
【００１３】
この磁化反転磁界を低下させる現象は、記録層を構成する磁性微粒子のスピンの強磁性共鳴(ferromagnetic resonance;以下、『ＦＭＲ』と称す場合がある）周波数に近い周波数の交流磁界を印加することにより、磁性微粒子のスピンの歳差運動が励起されることにより得られる。
【００１４】
しかしながら、スピンのＦＭＲ周波数は、スピンの磁化容易軸からの角度により順次変化するので、単一周波数の正弦波を与えただけでは、磁化反転に至る過程においてスピンが特定の角度となったときのみ歳差運動を励起する効果があり、スピンの他の角度ではＦＭＲ周波数と交流磁界の周波数が一致せずに歳差運動を励起する効果が得られない。
【００１５】
理想的なことを言えば、歳差運動中のスピンの角度によってアシストするマイクロ波の周波数を順次変化させて追従させるのが、最適な方法と言えるが、歳差運動の一周期は１ｎｓ以下の短い周期なので、この周期の中で同期を取り追従させる事は現実的ではない。
【００１６】
このような欠点を取り除くために、周波数変調波（以下、ＦＭ波と称す場合がある）を印加させる方法も提案されているが（特開２０１０−３３３９：東北大学）、単一周波数による変調なので、ＦＭ波のスペクトラムは、図３２に示されるようにエネルギーが一様でなく間隔が空いた状態となる。このようないわゆる歯抜け状態の変調周波数の間隔の中に、記録層を構成する磁性微粒子のＦＭＲ周波数が入った場合はアシスト効果が極めて小さいといえる。
【００１７】
また、単一周波数信号によるＦＭ波では、中心周波数より離れるとスペクトラム強度が弱くなること、および、ある変調指数においては、中心周波数のエネルギーがゼロになる点があること、等があり、これらの観点からも単一周波数信号によるＦＭ波を使うのは、望ましくないといえる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２００７−２９９４６０号公報
【特許文献２】特開２０１０−０７３２８６号公報
【特許文献３】特開２０１０−１８２３４７号公報
【特許文献４】Ｕ．Ｓ．Ｐ． ６７８５０９２号公報
【特許文献５】特開２０１０−００３３９９号公報
【特許文献６】特開２００１−２６８１６３号公報
【特許文献７】特開２０００−２６９８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
このような実状のもとに本発明は創案されたものであって、その目的は、周波数が強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数よりも低い領域も高い領域も略一様に、磁気記録媒体の記録層を構成する磁性微粒子のスピンの歳差運動が励起されて磁化反転が効率良く行われて、高いアシスト効果を発現させることができる磁気記録方法の提案が要望されている。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
このような課題を解決するために、本発明の磁気記録方法は、書込磁極部（Main Pole）と、補助磁極と、前記書込磁極部に書き込み磁界を発生させるための書き込み用コイルと、前記書込磁極部および補助磁極との間に配置され磁気記録媒体の面内方向にマイクロ波帯域の磁界を発生させるための副コイル（Sub-coil）、あるいは前記書込磁極部に近接して設けられマイクロ波を放射するためのマイクロ波放射器（Radiator）を、を有する薄膜磁気ヘッドを用い、当該薄膜磁気ヘッドと対向配置される磁気記録媒体の記録層へ磁気記録する磁気記録方法であり、当該磁気記録方法は、前記副コイル（Sub-coil）または前記マイクロ波放射器（Radiator）に、搬送波としての前記記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数を帯域内に含んだマイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）を印加させて発生する面内高周波磁界によって前記記録層の磁化反転磁界Ｈｓｗを低下させつつ、磁気記録を行うように構成される。
【００２１】
また、本発明の磁気記録方法の好ましい態様として、前記マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）の周波数スペクトラムは、磁気記録媒体の記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数より下側の周波数域では、３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度を増加させるように構成され、磁気記録媒体の記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数より上側の周波数域では、１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度を増加させるように構成される。
【００２２】
また、本発明の磁気記録方法の好ましい態様として、前記マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）の周波数スペクトラムは、磁気記録媒体の記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数より下側の周波数域で３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度を増加させるために、遮断周波数が強磁性共鳴周波数（ＦＭＲ）であって、強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数の低域側では３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔの周波数特性を持つローパスフィルターで調整され、強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数より上側の周波数域で１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度を増加させるために、周波数の高域側で１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔの周波数特性を持つハイパスフィルターで調整されるように構成される。
【００２３】
また、本発明の磁気記録方法の好ましい態様として、前記マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）の周波数スペクトラムは、強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数より下側の周波数域で３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度が増加し、強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数より上側の周波数域で１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度が増加するような周波数特性を持ち、中心周波数が強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数となるバンドエリミネーションフィルターで調整されるように構成される。
【００２４】
また、本発明の磁気記録方法の好ましい態様として、前記マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）は、白色雑音による変調信号により、磁気記録媒体の記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数である搬送波を、位相変調したものであり、その変調度は、０（０を含まない）〜２π（２πを含まない）ラジアンであるように構成される。
【００２５】
また、本発明の磁気記録方法の好ましい態様として、前記マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）は、疑似ランダム信号（Pseudo Noise）による変調信号により、磁気記録媒体の記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数である搬送波を、位相変調したものであり、その変調度は、０（０を含まない）〜２π（２πを含まない）ラジアンであるように構成される。
【００２６】
また、本発明の磁気記録方法の好ましい態様として、前記書込磁極部（Main Pole）から、磁気記録媒体の記録層の膜面の垂直方向に記録磁界を印加すると同時に、前記副コイル（Sub-coil）または前記マイクロ波放射器（Radiator）に、搬送波としての前記記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数を帯域内に含んだマイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）を印加させて、磁気記録媒体の記録層の面内方向に高周波磁界を加えて磁化反転による記録動作を行なうように構成される。
【００２７】
また、本発明の磁気記録方法の好ましい態様として、搬送波として選定される前記記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数は、１０〜２０ＧＨｚの範囲であるように構成される。
【００２８】
また、本発明の磁気記録方法の好ましい態様として、前記副コイル（Sub-coil）または前記マイクロ波放射器（Radiator）に連結される一方の端子は、マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）源に接続されており、反対側の他方の端子は、接地電位とされるように構成される。
【００２９】
また、本発明の磁気記録方法の好ましい態様として、前記副コイル（Sub-coil）または前記マイクロ波放射器（Radiator）に連結される一方の端子は、マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）源に接続されており、反対側の他方の端子は、マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）源とは位相が１８０度異なる相似の信号源に接続されるように構成される。
【００３０】
また、本発明の磁気記録方法の好ましい態様として、前記書き込み用コイルによる励磁され記録層に印加される垂直磁界の強度Ｈｐと、前記副コイル（Sub-coil）または前記マイクロ波放射器（Radiator）により励磁され記録層に印加される面内磁界の強度Ｈｈとの比、Ｈｈ／Ｈｐが０．１〜０．４であるように構成される。
【発明の効果】
【００３１】
周波数が記録層を構成する磁性微粒子の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数よりも低い領域も高い領域も略一様に、磁気記録媒体の記録層を構成する磁性微粒子のスピンの歳差運動が励起されて磁化反転が効率良く行われて、高いアシスト効果を発現させることができる。換言すれば、本発明によれば、磁化反転確率と交流磁界の周波数の関係は平坦に近くなり、印加させるマイクロ波中心周波数の変化ないしバラツキや、磁気記録媒体の記録層を構成する磁性微粒子の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数の変化ないしバラツキに対して、非常に柔軟に対応出来ることになる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、磁気記録媒体の記録層を構成する磁性微粒子の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数である搬送波を、白色雑音による変調信号によって、位相変調することにより本願所望のマイクロ波スペクトラム拡散信号が形成される模式的状態を示す図面である。
【図２】図２は、さらにより好ましい態様のマイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）の周波数スペクトラムを模式的に示した図面である。
【図３】図３は、マイクロ波アシストを行うことによって、磁化反転の指標となる磁化反転確率と、マイクロ波アシスト周波数（横軸）との関係を示したグラフである。記録層の異方性磁界Ｈｋは９ｋＯｅのものである。
【図４】図４は、図３で示した磁化反転確率vs周波数の各グラフで最も磁化反転確率の高い周波数における磁化反転確率を基準として、各周波数における基準からの低下量を垂直磁場毎に描いたグラフである。記録層の異方性磁界Ｈｋは９ｋＯｅのものである。
【図５】図５は、所定のフィルターを用いて、スペクトラム補正した信号による周波数特性を示した図面である。記録層の異方性磁界Ｈｋは９ｋＯｅのものである。
【図６】図６は、マイクロ波アシストを行うことによって、磁化反転の指標となる磁化反転確率と、マイクロ波アシスト周波数（横軸）との関係を示したグラフである。記録層の異方性磁界Ｈｋは１０ｋＯｅのものである。
【図７】図７は、図６で示した磁化反転確率vs周波数の各グラフで最も磁化反転確率の高い周波数における磁化反転確率を基準として、各周波数における基準からの低下量を垂直磁場毎に描いたグラフである。記録層の異方性磁界Ｈｋは１０ｋＯｅのものである。
【図８】図８は、所定のフィルターを用いて、スペクトラム補正した信号による周波数特性を示した図面である。記録層の異方性磁界Ｈｋは１０ｋＯｅのものである。
【図９】図９は、マイクロ波アシストを行うことによって、磁化反転の指標となる磁化反転確率と、マイクロ波アシスト周波数（横軸）との関係を示したグラフである。記録層の異方性磁界Ｈｋは１１ｋＯｅのものである。
【図１０】図１０は、図９で示した磁化反転確率vs周波数の各グラフで最も磁化反転確率の高い周波数における磁化反転確率を基準として、各周波数における基準からの低下量を垂直磁場毎に描いたグラフである。記録層の異方性磁界Ｈｋは１１ｋＯｅのものである。
【図１１】図１１は、所定のフィルターを用いて、スペクトラム補正した信号による周波数特性を示した図面である。記録層の異方性磁界Ｈｋは１１ｋＯｅのものである。
【図１２】図１２は、具体的な電子回路の例を示した図面である。
【図１３】図１３は、磁気記録媒体の積層断面図である。
【図１４】図１４は、磁気ヘッドの全体構造を模式的に示した斜視図である。
【図１５】図１５は、磁気ヘッドの記録ヘッド部の平面図（積層方向）である。
【図１６】図１６は、図１５のα−α断面矢視図である。
【図１７】図１７は、図１５のβーβ断面矢視図である。
【図１８】図１８は、Wrap-Around構造の別の形態例であり、図１６相当図である。
【図１９】図１９は、Wrap-Around構造の磁気ヘッドの要部を示した概略構成図（ほぼＹ−Ｚ平面図に近い斜視図）である。
【図２０】図２０は、図１９からトレーリングシールド２００を取り除いて、ヘッドの内部を立体的に見やすくした斜視図である。
【図２１】図２１は、磁気ヘッドの主磁極膜と、補助磁極に相当するトレーリングシールドとの間に副コイルを備え、副コイルに本発明の記録方法を実施すべく所望の変調されたマイクロ波帯域の交流電流を駆動して面内交流磁界を発生させるタイプの薄膜磁気ヘッドであって、略Ｙ−Ｚ平面図に近い概略図である。
【図２２】図２２は、図２１に示される状態からトレーリングシールドを取り除いて、ヘッドの内部、特に、副コイルの存在を立体的に見やすくした斜視図である。
【図２３】図２３は、主磁極膜と、補助磁極に相当するトレーリングシールドの前部近傍、かつＡＢＳに配置されたマイクロ波放射器（Radiator）を備えた磁気ヘッドの図面であって、略Ｙ−Ｚ平面図を示す概略図である。
【図２４】図２４は、図２３に示される状態から、記録ヘッド部を取り除いて、取り除かれた記録ヘッド部側からヘッド内部の要部構造を見て、マイクロ波放射器（Radiator）に接続される配線構造を分かりやすく示した斜視図である。
【図２５】図２５は、マイクロ波を放射するためのマイクロ波放射器（Radiator）を備える薄膜磁気ヘッドのＡＢＳ側を見た斜視図である。
【図２６】図２６は、マイクロ波放射器（Radiator）の近傍をさらに拡大して示した斜視図である。
【図２７】図２７は、マイクロ波を放射するためのマイクロ波放射器（Radiator）を備える薄膜磁気ヘッドのＡＢＳ側を見た斜視図であり、Wrap-Around構造を形成するトレーリングシールドは存在する。
【図２８】図２８は、インバーテッドマイクロストリップライン（Ｉ−ＭＬＩＮ）の構成をモデル的に示した断面図である。
【図２９】図２９は、ストリップラインの構成をモデル的に示した断面図である。
【図３０】図３０は、マイクロストリップラインの構成をモデル的に示した断面図である。
【図３１】図３１は、ＣＰＷ（コプレーナ：Co-Planer-Waveguide）の構成をモデル的に示した断面図である。
【図３２】図３２は、従来の変調方式によるスペクトラムを模式的に示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００３４】
本発明の磁気記録方法は、書込磁極部（Main Pole）と、補助磁極と、書込磁極部に書き込み磁界を発生させるための書き込み用コイルと、書込磁極部および補助磁極との間に配置され磁気記録媒体の面内方向にマイクロ波帯域の磁界を発生させるための副コイル（Sub-coil）、あるいは前記書込磁極部に近接して設けられマイクロ波を放射するためのマイクロ波放射器（Radiator）、を有する薄膜磁気ヘッド（マイクロ波アシストヘッド）を用いて、当該薄膜磁気ヘッドと対向配置される磁気記録媒体の記録層へ磁気記録する磁気記録方法である。
【００３５】
まず最初に、本発明の磁気記録方法の要部について説明する。本発明で用いられる薄膜磁気ヘッド（マイクロ波アシストヘッド）の構成については、その後に、説明する。
【００３６】
＜本発明の磁気記録方法の要部についての説明＞
本発明の磁気記録方法は、薄膜磁気ヘッドに備えられたマイクロ波放射器（Radiator）又は、副コイル（Sub-coil）に、搬送波として記録対象である磁気記録媒体の記録層を構成する磁性微粒子の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数を帯域内に含んだマイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ（Spectrum Spread）信号）を印加させることにある。そして、発生する面内高周波磁界によって、磁気記録媒体の磁性記録層（以下、単に『記録層』と称す）を構成する磁性微粒子の磁化反転磁界Ｈｓｗを低下させつつ、磁気記録が行なわれる。
【００３７】
つまり、書込磁極部（Main Pole；主磁極という場合もある）から、磁気記録媒体の記録層の膜面の垂直方向に記録磁界を印加すると同時に、マイクロ波放射器（Radiator）又は、副コイル（Sub-coil）に、搬送波としての前記記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数を帯域内に含んだマイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）を印加させて、磁気記録媒体の記録層の面内方向に高周波磁界を加えて磁化反転による記録動作を行なうのである。
【００３８】
本発明におけるマイクロ波スペクトラム拡散信号は、白色雑音による変調信号によって、磁気記録媒体の記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数である搬送波を、位相変調することにより形成される。その際、位相の変調度は、０（０を含まない）〜２π（２πを含まない）ラジアン、より好ましくは、π〜２πラジアンとされる。
【００３９】
なお、磁気記録媒体の記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数は、使用される記録層の磁気物性等により特定されるものであって、通常、強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数は、１０〜４０ＧＨｚの範囲、特に、１０〜２０ＧＨｚの範囲に存在する。
【００４０】
磁気記録媒体の記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数である搬送波を、白色雑音による変調信号によって、位相変調することにより本願所望のマイクロ波スペクトラム拡散信号が形成される模式的状態を、図１を参照しつつ説明する。
【００４１】
図１において、いま仮に、搬送波である強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数を１０ＧＨｚとする。そして、仮に、周波数帯幅１ＧＨｚ（０〜１ＧＨｚ）の白色雑音を変調信号として、搬送波を位相変調する。すると、図１のモデル図に示されるように、１０ＧＨｚの搬送波の両サイドに、それぞれ、周波数帯幅１ＧＨｚ（０〜１ＧＨｚ）の白色雑音が配置された状態の周波数スペクトラムが得られる。つまり、図１に示されるように、被変調波の瞬時における周波数軸のエネルギー分布が幅広く（この例の場合、２ＧＨｚの幅）、かつ平坦な周波数スペクトラムが得られる。
【００４２】
白色雑音は、瞬時における周波数軸のエネルギー分布が幅広いという特性を備え、かつ、位相変調は、瞬時における周波数軸のエネルギー分布が平坦であるという特性を備えている。なお、周波数変調（ＦＭ）で白色雑音を変調波にした場合には、搬送波から周波数が離れるにつれてエネルギー分布が減少し、いわゆる山形のかたちをしたスペクトラムとなるので不適である。
【００４３】
マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）の形成に際し、変調信号として用いた白色雑音に変えて、疑似ランダム信号（Pseudo Noise）を用いるようにしてもよい。すなわち、マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）は、疑似ランダム信号（Pseudo Noise）による変調信号によって、磁気記録媒体の記録層の強磁性共鳴周波数（ＦＭＲ）である搬送波を、位相変調することにより形成させてもよい。その際、位相の変調度は、０（０を含まない）〜２π（２πを含まない）ラジアン、より好ましくは、π〜２πラジアンとされる。
【００４４】
この場合においても、図１と同様に、被変調波の瞬時における周波数軸のエネルギー分布が幅広く（この例の場合、２ＧＨｚの幅）、かつ平坦な周波数スペクトラムが得られる。
白色雑音については、例えば、英文の文献 “Low-Noise Electric Design” A Willy-Interscience Publicationsにその詳細な説明が開示されている。
【００４５】
また、疑似ランダム信号（Pseudo Noise）については、例えば英文の文献“ DIGITAL COMMUNICATIONS John Prokis ISBN 07-066490-0 Mc Graw Hill”にその詳細な説明が開示されている。
【００４６】
また、本願発明者らが、さらに鋭意研究を行った結果、さらにより好ましい態様のマイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）の周波数スペクトラムは、磁気記録媒体の記録層を構成する磁性微粒子の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数より下側の低い周波数域では、低周波側に行くにつれて３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔ（オクターブ（Octave））で信号強度を増加させるように構成し、磁気記録媒体の記録層を構成する磁性微粒子の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数より上側の高い周波数域では、高周波側に行くにつれて１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔ（オクターブ）で信号強度を増加させるように構成することであることが判明した。この状態を示す図面が図２に示される。なお、ｄＢ／Ｏｃｔは、周波数が２倍変わった時に、どの程度、信号の大きさが変化するかを示す指標である。例えば、６ｄＢ／Ｏｃｔとは、周波数が２倍変化すると６ｄＢ信号は大きくなることを示す。
【００４７】
上記図２に示されるような結論に至る過程を、（１）図３〜図５に示されるグループ、（２）図６〜図８に示されるグループ、および（３）図９〜図１１に示されるグループを参照して、以下に説明する。なお、上記の各グループ毎の相違は、記録層の材料が異なっており、（１）図３〜図５のグループはグラフ化に際して用いた記録対象である記録層の異方性磁界Ｈｋ＝９ｋＯｅのものであり、（２）図６〜図８のグループはグラフ化に際して用いた記録対象である記録層の異方性磁界Ｈｋ＝１０ｋＯｅのものであり、（３）図９〜図１１のグループはグラフ化に際して用いた記録対象である記録層の異方性磁界Ｈｋ＝１１ｋＯｅのものである。ちなみに、グラフ化に際して用いた記録層の材料は、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ2グラニュラー記録層である。その他、（Ｃｏ／Ｐｄ）を交互に例えば２０層積層した超格子膜や、ＦｅＰｄやＣｏＰｔＣｒＯ、ＣｏＰｔ-ＴｉＯ2等の記録層材料についても、同様な傾向のグラフとなることが確認されている。
【００４８】
（１）図３〜図５に示されるグループの説明
図３は、マイクロ波アシストを行うことによって、磁化反転の容易性の指標となる磁化反転確率（縦軸）と、マイクロ波アシスト周波数（横軸）との関係を示したグラフである。記録対象である記録層の異方性磁界Ｈｋは９ｋＯｅのものである。
【００４９】
磁化反転確率は、媒体の全ての磁性粒子が同一の方向に磁化した状態で磁性粒子の磁化方向と逆向きの垂直磁界（この場合磁界の向きはマイナスとした）を面内方向のマイクロ波磁界と同時に印加し、磁界の印加によって反転した磁性粒子の個数を全ての磁性粒子の個数で割った値である。すなわち磁化反転確率０は磁性粒子が1個も反転しないことを表し、０．５は半数の磁性粒子が反転し、１は全ての磁性粒子が反転したことを表す。また、グラフにおける各パラメータは、単磁極ヘッドが発生する磁界に相当する垂直磁界（Ｈｄｃ）である。図３のグラフに示されるように、歳差運動を励起させるためのマイクロ波周波数については、適切な周波数特性があり、エネルギー分布は、各グラフの最上点であるＦＭＲ周波数を中心として、低域の周波数はなだらかに広がっており（ブロードであり）、高域の周波数領域では急峻に感度が悪くなることがわかる。
【００５０】
すなわち、図３のグラフに示されるように、ＦＭＲ周波数付近（図３では、約１３ＧＨｚ）が、最も小さいマイクロ波のエネルギーで歳差運動を励起させることができる。しかしながら、ＦＭＲ周波数（約１３ＧＨｚ）から下側（低い周波数）および上側（高い周波数）の周波数へと、それぞれ離れると、磁化反転確率が低下するために、それを補うマイクロ波のエネルギーが必要となる。従って、ＦＭＲ周波数（約１３ＧＨｚ）から離れるに従ってエネルギーを大きくしてやれば、周波数がＦＭＲ周波数より低い領域、及び高い領域も一様に歳差運動が励起されて磁化反転を起こすためのより高いアシスト効果が得られると考察することができる。
【００５１】
図３で示した磁化反転確率vs周波数の各グラフで、最も磁化反転確率の高い周波数は、Ｈｄｃ＝−４ｋＯｅにおいては約１３ＧＨｚであり、他の垂直磁界強度では多少シフトし、必ずしも一致していない。図４では、周波数ｆ＝約１３ＧＨｚ、Ｈｄｃ＝−４ｋＯｅを基準とし、Ｈｄｃ＝−１ｋＯｅ、Ｈｄｃ＝−２ｋＯｅ、Ｈｄｃ＝−３ｋＯｅに関しては、Ｈｄｃ＝−４ｋＯｅで最も磁化反転確率が高い周波数である約１３ＧＨｚを基準として、図４のＶカーブの最下点を略一致させるようにしている。
【００５２】
図４のグラフは、各周波数における基準からの低下量（Δ磁化反転確率）であり、値としては正の数値となり、各垂直磁界強度について描いたグラフである。すなわち、図４の縦軸は、最適条件に比較した磁化反転の困難さを表しており、数値が大きいほど磁化反転が起こりにくいことを示している。また、図４の横軸は対数表示に変更されている。
【００５３】
図４に示されるように、グラフの傾きの平均値を取って外挿すると、周波数の低域側では約３ｄＢ／Ｏｃｔになり、高域側では約１２ｄＢ／Ｏｃｔとなる。すなわち、ＦＭＲ周波数を基点にして、低周波側では、約３ｄＢ／Ｏｃｔで、また高周波側では、約１２ｄＢ／Ｏｃｔで、それぞれ特性が変わっていることがわかる。これは磁化反転確率の周波数特性そのものなので、磁化反転確率が低下するなら、大きいマイクロ波エネルギーを与えてやれば低下を抑えることができるという思想に基づくものである。そのために、図２のようなＦＭＲ共鳴点から、低域側には約３ｄＢ／Ｏｃｔで高域側には約１２ｄＢ／Ｏｃｔでエネルギの大きな信号を与えれば、効率良く磁化反転が行える。従って、ＦＭＲ周波数よりも低い周波数帯では３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度を増加させるように、および、高い周波数帯では１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度を増加させるように周波数特性を持たせた信号源を作ればよいことがわかる。なお、ＦＭＲ周波数よりも低周波数帯では±１ｄＢ／Ｏｃｔの変動幅を持たせ、さらに高周波数帯では±２ｄＢ／Ｏｃｔの変動幅を持たせているのは、実際の変動幅をデータ等で確認して実情に沿わせるようにしたためである。
【００５４】
なお、図４に示されるグラフの特性は、後述するように磁性記録層の材質を種々変更させた場合であっても、その膜に合う中心となるＦＭＲ周波数がシフトするのみで、低周波側では、３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔ、高周波側では、１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔの勾配は変わらない傾向であることがシミュレーションにより確認されている。
【００５５】
このような信号源、すなわち、磁気記録媒体の記録層を構成する磁性微粒子の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数より下側の周波数域では、３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔ（オクターブ）で信号強度を増加させるように構成し、磁気記録媒体の記録層の強磁性共鳴周波数（ＦＭＲ）より上側の周波数域では、１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔ（オクターブ）で信号強度を増加させるように構成する周波数スペクトラムは、例えば、ローパスフィルターおよびハイパスフィルターを併用することにより形成される。すなわち、マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）の周波数スペクトラムは、磁気記録媒体の記録層を構成する磁性微粒子の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数より下側の周波数域で３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度を増加させるために、遮断周波数が強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数であって、強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数の低域側では３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔの周波数特性を持つローパスフィルターで調整するようにし、この一方で、強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数より上側の周波数域で１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度を増加させるために、周波数の高域側で１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔの周波数特性を持つハイパスフィルターで調整するようにすればよい。
【００５６】
また、上記の信号源は、例えば、バンドエリミネーションフィルターを用いることにより形成することもできる。すなわち、マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）の周波数スペクトラムは、強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数より下側の周波数域で３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度が増加し、強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数より上側の周波数域で１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度が増加するような周波数特性を持ち、中心周波数が強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数となるバンドエリミネーションフィルターで調整するようにすればよい。
【００５７】
具体的な電子回路の例が図１２に示される。図１２において、符号１００１は、搬送波の発振器、符号１００２が位相変調器、符号１００３が拡散信号（白色雑音又は疑似ランダム信号）、符号１００４がフィルター、符号１００５が増幅器、そして符号１００６が放出されるマイクロ波信号である。
【００５８】
実際に、これらのフィルターを用いて、スペクトラム補正したマイクロ波磁界による磁化反転確率の周波数特性が図５に示される。図５の縦軸は磁化反転確率が最大となる周波数での磁化反転確率からの変化量であり、ここでは、特に、Ｈｄｃ＝−４ｋＯｅ、周波数ｆ＝約１３ＧＨｚが基準の０となる。図５に示されるグラフより、磁化反転確率の周波数特性はほぼ平坦となることがわかる。強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数を基準にして、低周波側では３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔで、高周波側では１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔでエネルギーを変化させたマイクロ波磁界を媒体に印加してやれば、磁化反転確率と周波数の関係は平坦に近くなる。印加させるアシスト中心周波数および磁気記録媒体の記録層を構成する磁性微粒子のＦＭＲ周波数、ここでは約１３ＧＨｚであるが、ばらついたとしても、図５のように安定した磁化反転確率を維持することが出来るという極めて優れた効果が奏される。
【００５９】
（２）図６〜図８に示されるグループの説明
図６は、上記図３に相当する図面であって、マイクロ波アシストを行うことによって、磁化反転の容易性の指標となる磁化反転確率（縦軸）と、マイクロ波アシスト周波数（横軸）との関係を示したグラフである。図６において、記録対象である記録層の異方性磁界Ｈｋは１０ｋＯｅのものである。
【００６０】
磁化反転確率は、全ての磁性粒子が同一の方向に磁化した状態で磁性粒子の磁化方向と逆向きの垂直磁界を面内方向のマイクロ波磁界と同時に印加し、磁界の印加によって反転した磁性粒子の個数を全ての磁性粒子の個数で割った値である。すなわち磁化反転確率０は磁性粒子が1個も反転しないことを表し、０．５は半数の磁性粒子が反転し、１は全ての磁性粒子が反転したことを表す。また、グラフにおける各パラメータは、単磁極ヘッドが発生する磁界に相当する垂直磁界である。図６のグラフに示されるように、歳差運動を励起させるためのマイクロ波周波数については、適切な周波数特性があり、エネルギー分布は、各グラフの最上点であるＦＭＲ周波数を中心として、低域の周波数はブロードであり、高域の周波数領域では急峻に感度が悪くなることがわかる。
【００６１】
すなわち、図６のグラフに示されるように、ＦＭＲ周波数付近（図６では、約１５ＧＨｚ）が、最も小さいマイクロ波のエネルギーで歳差運動を励起させることができる。しかしながら、ＦＭＲ周波数（約１５ＧＨｚ）から下側（低い周波数）および上側（高い周波数）の周波数へと、それぞれ離れると、磁化反転確率が低下するために、それを補うマイクロ波のエネルギーが必要となる。従って、ＦＭＲ周波数（約１５ＧＨｚ）から離れるに従ってエネルギーを大きくしてやれば、周波数がＦＭＲ周波数より低い領域、及び高い領域も一様に歳差運動が励起されて磁化反転を起こすためのより高いアシスト効果が得られると考察することができる。
【００６２】
図６で示した磁化反転確率vs周波数の各グラフで、最も磁化反転確率の高い周波数は、Ｈｄｃ＝−４ｋＯｅにおいては約１５ＧＨｚであり、他の垂直磁界強度では多少シフトし、必ずしも一致していない。図７では、周波数ｆ＝約１５ＧＨｚ、Ｈｄｃ＝−４ｋＯｅを基準とし、Ｈｄｃ＝−１ｋＯｅ、Ｈｄｃ＝−２ｋＯｅ、Ｈｄｃ＝−３ｋＯｅに関しては、Ｈｄｃ＝−４ｋＯｅで最も磁化反転確率が高い周波数である約１５ＧＨｚを基準として、図７のＶカーブの最下点を略一致させるようにしている。
【００６３】
図７のグラフは、各周波数における基準からの低下量（Δ磁化反転確率）であり、値としては正の数値となり、各垂直磁界強度について描いたグラフである。すなわち、図７の縦軸は、最適条件に比較した磁化反転の困難さを表しており、数値が大きいほど磁化反転が起こりにくいことを示している。また、図７の横軸は対数表示に変更されている。
【００６４】
図７に示されるように、ＦＭＲ周波数を基点にして、低周波側では、約３ｄＢ／Ｏｃｔで、また高周波側では、約１２ｄＢ／Ｏｃｔで、それぞれ特性が変わっていることがわかる。従って、ＦＭＲ周波数よりも低い周波数帯では３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度を増加させるように、および、高い周波数帯では１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度を増加させるように周波数特性を持たせた信号源を作ればよいことがわかる。なお、ＦＭＲ周波数よりも低周波数帯では±１ｄＢ／Ｏｃｔの変動幅を持たせ、さらに高周波数帯では±２ｄＢ／Ｏｃｔの変動幅を持たせているのは、実際の変動幅をデータ等で確認して実情に沿わせるようにしたためである。
【００６５】
実際に、図１２に示される各フィルターを用いて、スペクトラム補正したマイクロ波磁界による磁化反転確率の周波数特性が図８に示される。図８の縦軸は磁化反転確率が最大となる周波数での磁化反転確率からの変化量であり、ここでは、特に、Ｈｄｃ＝−４ｋＯｅ、周波数ｆ＝約１５ＧＨｚが基準の０となる。図８に示されるグラフより、磁化反転確率の周波数特性はほぼ平坦となることがわかる。強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数を基準にして、低周波側では３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔで、高周波側では１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔでエネルギーを変化させたマイクロ波磁界を媒体に印加してやれば、磁化反転確率と周波数の関係は平坦に近くなる。印加させるアシスト中心周波数および磁気記録媒体の記録層を構成する磁性微粒子のＦＭＲ周波数がばらついたとしても、図８のように安定した磁化反転確率を維持することが出来るという極めて優れた効果が奏される。
【００６６】
（３）図９〜図１１に示されるグループの説明
図９は、上記図３や図６に相当する図面であって、マイクロ波アシストを行うことによって、磁化反転の容易性の指標となる磁化反転確率（縦軸）と、マイクロ波アシスト周波数（横軸）との関係を示したグラフである。図９において、記録対象である記録層の異方性磁界Ｈｋは１１ｋＯｅのものである。
【００６７】
磁化反転確率は、全ての磁性粒子が同一の方向に磁化した状態で磁性粒子の磁化方向と逆向きの垂直磁界を面内方向のマイクロ波磁界と同時に印加し、磁界の印加によって反転した磁性粒子の個数を全ての磁性粒子の個数で割った値である。すなわち磁化反転確率０は磁性粒子が1個も反転しないことを表し、０．５は半数の磁性粒子が反転し、１は全ての磁性粒子が反転したことを表す。また、グラフにおける各パラメータは、単磁極ヘッドが発生する磁界に相当する垂直磁界である。図９のグラフに示されるように、歳差運動を励起させるためのマイクロ波周波数については、適切な周波数特性があり、エネルギー分布は、各グラフの最上点であるＦＭＲ周波数を中心として、低域の周波数はブロードであり、高域の周波数領域では急峻に感度が悪くなることがわかる。
【００６８】
すなわち、図９のグラフに示されるように、ＦＭＲ周波数付近（図９では、約１５ＧＨｚ）が、最も小さいマイクロ波のエネルギーで歳差運動を励起させることができる。しかしながら、ＦＭＲ周波数（約１５ＧＨｚ）から下側（低い周波数）および上側（高い周波数）の周波数へと、それぞれ離れると、磁化反転確率が低下するために、それを補うマイクロ波のエネルギーが必要となる。従って、ＦＭＲ周波数（約１５ＧＨｚ）から離れるに従ってエネルギーを大きくしてやれば、周波数がＦＭＲ周波数より低い領域、及び高い領域も一様に歳差運動が励起されて磁化反転を起こすためのより高いアシスト効果が得られると考察することができる。
【００６９】
図９で示した磁化反転確率vs周波数の各グラフで、最も磁化反転確率の高い周波数は、Ｈｄｃ＝−４ｋＯｅにおいては約１５ＧＨｚであり、他の垂直磁界強度では多少シフトし、必ずしも一致していない。図１０では、周波数ｆ＝約１５ＧＨｚ、Ｈｄｃ＝−４ｋＯｅを基準とし、Ｈｄｃ＝−１ｋＯｅ、Ｈｄｃ＝−２ｋＯｅ、Ｈｄｃ＝−３ｋＯｅに関しは、Ｈｄｃ＝−４ｋＯｅで最も磁化反転確率が高い周波数である約１５ＧＨｚを基準として、図１０のＶカーブの最下点を略一致させるようにしている。
【００７０】
図１０のグラフは、各周波数における基準からの低下量（Δ磁化反転確率）であり、値としては正の数値となり、各垂直磁界強度について描いたグラフである。すなわち、図１０の縦軸は、最適条件に比較した磁化反転の困難さを表しており、数値が大きいほど磁化反転が起こりにくいことを示している。また、図１０の横軸は対数表示に変更されている。
【００７１】
図１０に示されるように、ＦＭＲ周波数を基点にして、低周波側では、約３ｄＢ／Ｏｃｔで、また高周波側では、約１２ｄＢ／Ｏｃｔで、それぞれ特性が変わっていることがわかる。従って、ＦＭＲ周波数よりも低い周波数帯では３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度を増加させるように、および、高い周波数帯では１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度を増加させるように周波数特性を持たせた信号源を作ればよいことがわかる。なお、ＦＭＲ周波数よりも低周波数帯では±１ｄＢ／Ｏｃｔの変動幅を持たせ、さらに高周波数帯では±２ｄＢ／Ｏｃｔの変動幅を持たせているのは、実際の変動幅をデータ等で確認して実情に沿わせるようにしたためである。
【００７２】
実際に、図１２に示される各フィルターを用いて、スペクトラム補正したマイクロ波磁界による磁化反転確率の周波数特性が図１１に示される。図１１の縦軸は磁化反転確率が最大となる周波数での磁化反転確率からの変化量であり、ここでは、特に、Ｈｄｃ＝−４ｋＯｅ、周波数ｆ＝約１５ＧＨｚが基準の０となる。図１１に示されるグラフより、磁化反転確率の周波数特性はほぼ平坦となることがわかる。強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数を基準にして、低周波側では３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔで、高周波側では１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔでエネルギーを変化させたマイクロ波磁界を媒体に印加してやれば、磁化反転確率と周波数の関係は平坦に近くなる。印加させるアシスト中心周波数および磁気記録媒体の記録層を構成する磁性微粒子のＦＭＲ周波数がバラツいたとしても、図１１のように安定した磁化反転確率を維持することが出来るという極めて優れた効果が奏される。
【００７３】
上記の記録膜特性の異なる３つのグループにおける図３〜図１１に示される結果より、磁性記録層の材質を種々変更させた場合であっても、その膜に合う中心となるＦＭＲ周波数がシフトするのみで、低周波側では、３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔ、高周波側では、１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔの勾配は変わらない傾向であることが確認される。
【００７４】
（磁気記録媒体の好適な構成例についての説明）
磁気記録媒体の好適な構成例について、図１３に基づいて簡単に説明しておく。図１３において積層断面として示される磁気記録媒体２００は、例えば、基板２０１の上に軟磁性裏打ち層２０２、中間層２０３、記録層２０４、保護層２０５、および潤滑層２０６が順次積層された積層構造を備えている。
【００７５】
基板２０１としては、例えば、ガラス基板あるいはＡｌ合金層の上にＮｉ-Ｐ層を積層した積層基板等が好適に用いられる。
【００７６】
軟磁性裏打ち層２０２としては、例えば、ＦｅＣｏＴａＺｒ層、ＦｅＣｏＢ層、ＣｏＴａＺｒ層等が好適に用いられる。その厚さは５０〜２００ｎｍ程度とされる。
【００７７】
中間層２０３としては、例えば、Ｒｕ、ＰｄＰｔ、ＭｇＯ等が用いられる。その厚さは１０〜２５ｎｍ程度とされる。
【００７８】
記録層２０４としては、例えば、上述したように、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ2グラニュラー記録層や、（Ｃｏ／Ｐｄ）を交互に例えば２０層積層した超格子膜や、ＦｅＰｄや、ＣｏＰｔＣｒＯ、ＣｏＰｔ-ＴｉＯ2等の材料が好適に用いられる。その厚さは１０〜２５ｎｍ程度とされる。
【００７９】
保護層２０５としては、例えば、カーボン、特にＤＬＣが好適に用いられる。その厚さは２〜５ｎｍ程度とされる。
【００８０】
潤滑層２０６としては、例えば、パーフロオロポリエーテル等が好適に用いられる。その厚さは１〜３ｎｍ程度とされる。
【００８１】
（薄膜磁気ヘッドの構造の説明）
上述してきた本発明の磁気記録方法を実施するに際して、用いられる薄膜磁気ヘッド（マイクロ波アシストヘッド）の説明をする前に、マイクロ波アシスト機構を備えていない一般のヘッド構造について図１４〜図２０を参照しつつ説明しておく。このような一般的なヘッド構造を説明しておくことにより、本発明の磁気記録方法を実施するに際して、用いられるマイクロ波アシストヘッドの構造の理解が容易となるからである。
【００８２】
＜マイクロ波アシスト機構を備えていない一般のヘッド構造についての説明＞
マイクロ波アシスト機構を備えていない一般のヘッド構造について説明する。
【００８３】
以下の本発明の説明において、図面に示されるＸ軸方向の寸法を「幅」、Ｙ軸方向の寸法を「長さ」、Ｚ軸方向の寸法を「厚さまたは高さ」とそれぞれ表記する。また、Ｙ軸方向のうちのエアベアリング面（記録媒体と対向する薄膜磁気ヘッドの面）に近い側を「前方」、その反対側（奥域側）を「後方」と表記する。また、積層膜を積み上げる方向を「上方」または「上側」、その反対方向を「下方」または「下側」と称する。
【００８４】
図１４は磁気ヘッドの全体構造を模式的に示した斜視図である。図１５は、磁気ヘッドの記録ヘッド部の平面図であり、図１６は図１５のα−α断面矢視図であり、図１７は図１５のβーβ断面矢視図である。
【００８５】
図１４に示されるように、磁気ヘッドは、略直方体構造のスライダ基体１を有する。スライダ基体１は、浮上特性に直接関与するエアベアリング面７０を有しており、空気の流れ方向Ｍ（ディスク形状の磁気記録媒体の実質的な線移動方向と同じ）に対して空気流出端側（トレーリングエッジ側）に存在する側端面に、記録ヘッド部１００Ｂ、再生ヘッド部１００Ａを備えている。
【００８６】
記録ヘッド部１００Ｂおよび再生ヘッド部１００Ａの詳細が、図１５〜図１７に示される。
【００８７】
図１４〜図１７に示される磁気ヘッドは、記録および再生の双方を実行可能な複合型ヘッドとして構成されている。当該磁気ヘッドは、スライダ基体１上に、絶縁膜２と、磁気抵抗効果（ＭＲ：magneto-resistive effect）を利用した再生ヘッド部１００Ａと、分離膜９と、垂直記録方式の記録処理を実行する記録ヘッド部１００Ｂと、オーバーコート膜となる非磁性膜２１とが、この順に積層された状態で構成されている。
【００８８】
（再生ヘッド部１００Ａの説明）
再生ヘッド部１００Ａは、例えば、下部リードシールド膜３と、シールドギャップ膜４と、上部リードシールド膜３０とがこの順に積層されて構成される。シールドギャップ膜４には、エアベアリング面７０に露出するように再生ヘッド素子（ＭＲ素子８）が埋設されている（図１６参照）。
【００８９】
下部リードシールド膜３および上部リードシールド膜３０は、いずれもＭＲ素子８を周辺から磁気的に分離するものであり、エアベアリング面７０から後方に向かって延びて構成されている。下部リードシールド膜３は、例えば、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）などの磁性材料により構成されている。上部リードシールド膜３０は、例えば、非磁性膜６を挟んで２つの上部リードシールド膜部分５、７が積層されて構成されている。上部リードシールド膜部分５、７は、例えば、いずれもニッケル鉄合金などの磁性材料により構成されている。非磁性膜６は、例えば、ルテニウム（Ｒｕ）またはアルミナなどの非磁性材料により構成されている。なお、上部リードシールド膜３０は、上記の３層構造に限定されることなく、例えば、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）などの磁性材料により構成された１層からなる構造のものであってもよい。
【００９０】
シールドギャップ膜４は、ＭＲ素子８を周辺から電気的に分離するものであり、例えばアルミナなどの非磁性絶縁材料により構成される。ＭＲ素子８は、例えば、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ：giant magneto-resistive effect）またはトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ：tunneling magneto-resistive effect）などの素子から構成される。
【００９１】
（記録ヘッド部１００Ｂの説明）
記録ヘッド部１００Ｂは、非磁性膜１１と、磁極膜５０と、磁気連結用の開口部（バックギャップ１６ＢＧ）が設けられた磁気ギャップ膜１６と、絶縁膜１９の内部に埋設されたコイル膜１８と、磁性膜６０と、第１のライトシールド膜１５と、第２のライトシールド膜１７とを含んでいる。
【００９２】
非磁性膜１１は、補助磁極膜１０を周囲から電気的および磁気的に分離するものであり、例えば、アルミナなどの非磁性材料により構成されている。
【００９３】
磁極膜５０は、エアベアリング面７０から後方に向かって延びており、補助磁極膜１０および主磁極膜４０を含んでいる。補助磁極膜１０および主磁極膜４０は設計仕様によっては、上下（Ｚ方向）逆に配置することもできる。また、磁気連結用の開口部（バックギャップ１６ＢＧ）に形成された連結用の磁性層は、連結ヨーク２０ａと称することもある。
【００９４】
補助磁極膜１０は、エアベアリング面７０よりも後退した位置からバックギャップ１６ＢＧまで延びている。この補助磁極膜１０は、例えば、主磁極膜４０に対してリーディング側に配置されていると共に、図１５に示されるように、矩形型の平面形状（幅寸法Ｗ２）を有している。補助磁極膜１０は、前述したように主磁極膜４０のトレーリング側に配置されていてもよい。
【００９５】
主磁極膜４０は、エアベアリング面７０からバックギャップ１６ＢＧまで延びている。この主磁極膜４０は、例えば、図１５に示されるように、エアベアリング面７０から後方に向かって延びる幅の狭い書込磁極部４０Ａと、その書込磁極部４０Ａの後方に連なる幅の広いボディ部４０Ｂとを含んでいる。
【００９６】
書込磁極部４０Ａは、実質的な磁束の放出部分（いわゆる磁極膜）であり、記録トラック幅を規定する一定幅寸法Ｗ１を有している。ボディ部４０Ｂは、書込磁極部４０Ａに磁束を供給する部分であり、幅寸法Ｗ１よりも大きな幅寸法Ｗ２を有している。このボディ部４０Ｂの幅は、前方において書込磁極部４０Ａへ近づくにしたがって次第に狭まっている。この主磁極膜４０の幅寸法が、幅寸法Ｗ１から幅寸法Ｗ２へ拡がり始める位置は、いわゆるフレアポイントＦＰである。
【００９７】
主磁極膜４０は、エアベアリング面７０に近い側における端面４０Ｍが、トレーリング側に位置する長辺およびリーディング側に位置する短辺をそれぞれ上底および下底とする逆台形形状である。この台形形状の上端縁が、実質的な記録箇所である。
【００９８】
磁気ギャップ膜１６は、磁極膜５０と磁性膜６０とを磁気的に分離するためのギャップであり、例えば、アルミナなどの非磁性絶縁材料またはルテニウムなどの非磁性導電性材料により構成されている。
【００９９】
記録コイル膜１８は、媒体への磁気記録のための磁束を発生させるものであり、例えば、銅（Ｃｕ）などの高導電性材料により構成されている。この記録コイル膜１８は、図１５に示されるように、バックギャップ１６ＢＧ（連結ヨーク２０ａ）を中心として巻回された巻回構造（スパイラル構造）を有している。
【０１００】
絶縁膜１９は、記録コイル膜１８を周辺から電気的に分離するものであり、例えば、加熱時に流動性を示すフォトレジストまたはスピンオングラス（ＳＯＧ：Spin On Glass ）などの非磁性絶縁材料により構成されている。この絶縁膜１９の最前端位置はスロートハイトゼロ位置ＴＰであり、そのスロートハイトゼロ位置ＴＰとエアベアリング面７０との間の距離はいわゆるスロートハイトＴＨである。図１５では、スロートハイトゼロ位置ＴＰがフレアポイントＦＰに一致している場合を示している。
【０１０１】
磁性膜６０は、磁極膜５０から放出される磁束のうち、その広がり成分を取り込むことにより垂直磁界の勾配を急峻化させると共に、記録媒体から戻る磁束を取り込むことにより、記録ヘッド１００Ｂと記録媒体との間において磁束を循環させるものである。磁性膜６０は、磁極膜５０のトレーリング側においてエアベアリング面７０から後方に向かって延びることにより、前方において磁気ギャップ膜１６により磁極膜５０から隔てられていると共に、後方においてバックギャップ１６ＢＧを通じて磁極膜５０に連結されている。エアベアリング面７０に近い側における磁性膜６０の端面６０Ｍは、例えば、図１５に示したように、幅寸法Ｗ１よりも大きな幅寸法Ｗ３を有する矩形形状である。この磁性膜６０は、例えば、互いに別体をなす第２のライトシールド膜１７およびリターンヨーク膜２０を含んでいる。
【０１０２】
第１及び第２のライトシールド膜１５、１７は、主に、垂直磁界勾配の増大機能を担うものであり、例えば、ニッケル鉄合金または鉄系合金などの高飽和磁束密度磁性材料により構成されている。第１及び第２のライトシールド膜１５、１７は、いわゆるWrap-Around構造を構成する。そして、これらの膜は、磁性膜２０も含めて本願においてトレーリングシールド２００と称されることがある。
【０１０３】
図１６に示されるWrap-Around構造は、主磁極膜４０を構成する書込磁極部４０Ａの媒体対向面側の両側面に、磁気ギャップ膜４１を介して、第１のライトシールド膜１５が隣接する。したがって、書込磁極部４０Ａの両側部には、ライトシールド膜１５によるサイドシールド膜が形成される。
【０１０４】
また、書込磁極部４０Ａの媒体対向面側の上面に、磁気ギャップ膜１６を介して、第２のライトシールド膜１７が隣接する。第２のライトシールド膜１７は、ペデスタル・ヨーク（Pedestal Yoke）とも称されるもので、第２のライトシールド膜１７と、書込磁極部４０Ａの上面との間に挟まれた磁気ギャップ膜１６が、書込ギャップとなる。
【０１０５】
第１及び第２のライトシールド膜１５、１７は、上述した配置により、磁極膜５０から放出された磁束の広がり成分を取り込み、垂直磁界の磁界勾配を増大させ、記録幅を狭める。
【０１０６】
第２のライトシールド膜１７は、磁気ギャップ膜１６に隣接しながらエアベアリング面７０から後方に向かって延びており、その後端において絶縁膜１９に隣接している。これにより、ライトシールド膜１７は、絶縁膜１９の最前端位置（スロートハイトゼロ位置ＴＰ）を規定する役割を担っている。
【０１０７】
リターンヨーク膜２０は、磁束の循環機能を担うものであり、例えば、ライトシールド膜１７と同様の磁性材料により構成されている。このリターンヨーク膜２０は、図１７に示されるように、ライトシールド膜１７のトレーリング側において、エアベアリング面７０から絶縁膜１９上を経由してバックギャップ１６ＢＧまで延びており、前方においてライトシールド膜１７に連結されていると共に後方においてバックギャップ１６ＢＧを通じて磁極膜５０に連結されている。
【０１０８】
非磁性膜２１は、磁気ヘッドを保護するものであり、例えば、アルミナなどの非磁性絶縁材料により構成されている。
【０１０９】
図１８には、Wrap-Around構造の別の形態例が示されている。この例では、書込磁極部４０Ａの全周を、連続する磁気ギャップ膜４１及び上部磁気ギャップ膜１６によって覆い、その周辺に第１及び第２のライトシールド（１５、１７）に相当するライトシールド膜１５が配置されている。即ち、書込磁極部４０Ａを、ライトシールド膜１５の内部に埋設した構造であり、書込磁極部４０Ａの両側に位置するシールド膜がサイドシールド膜として機能し、上側に位置するシールド膜が、図１４〜図１７における第２のライトシールド膜として機能する。
【０１１０】
Wrap-Around構造については、上記の形態に限定されることなく種々の形態が採択され得る。
【０１１１】
図１９には、Wrap-Around構造の磁気ヘッドの要部を示した概略構成図（ほぼＹ−Ｚ平面図に近い斜視図）が示される。図２０には図１９からトレーリングシールド２００を取り除いて、ヘッドの内部を立体的に見やすくした斜視図が示される。これらの図面には、要部の構造のみが示されている。前述と同一の符号は、実質的に同じ機能を有する部材であって、これらの図面においては、補助磁極膜１０が主磁極膜４０のトレーリング側に配置された例が記載されている。符号１８ａ，１８ｂは、記録コイル用のボンディングパッドである。また、図１９においては、記録コイル用のボンディングパッドおよびコイルが重なった状態となっており、それらの構成分かりにくいが、図２０を見ることによって、その内容は明確になるであろう。なお、図２０に示される主磁極膜４０の先端である書込磁極部４０ＡがＡＢＳに露出できるように、その箇所に該当するトレーリングシールド２００のＡＢＳには切り欠き部が形成されている。書込磁極部４０Ａから磁気記録媒体に向けて書き込み磁界を放出できるようにするためである。
【０１１２】
次いで、本発明の磁気記録方法を実施するに際して、用いられる薄膜磁気ヘッド（マイクロ波アシストヘッド）構成例について説明する。副コイル（Sub-coil）を備える薄膜磁気ヘッドの構成と、マイクロ波放射器（Radiator）を備える薄膜磁気ヘッドの構成の２タイプが存在する。
【０１１３】
＜マイクロ波帯域の磁界を発生させるための副コイル（Sub-coil）を備える薄膜磁気ヘッドの構成について＞
図２１および図２２に示される磁気ヘッドは、マイクロ波アシスト手法として、副コイル１５０を備えた磁気ヘッドである。
【０１１４】
図２１は、磁気ヘッドの主磁極膜４０と、補助磁極に相当するトレーリングシールド２００との間に副コイル１５０を備え、副コイル１５０に本発明の記録方法を実施すべく所望の変調されたマイクロ波帯域の交流電流を駆動して面内交流磁界を発生させるタイプの薄膜磁気ヘッドであって、略Ｙ−Ｚ平面図に近い概略図である。
【０１１５】
図２２は、図２１に示される状態からトレーリングシールド２００を取り除いて、ヘッドの内部、特に、副コイル１５０の存在を立体的に見やすくした斜視図である。これらの図面には、要部の構造のみを示している。また、前述と同一の符号は、実質的に同じ機能を有する部材であって、これらの図面においては、補助磁極膜１０が主磁極膜４０のトレーリング側に配置された例が記載されている。図２２に示されるように、符号１８ａ，１８ｂは、記録コイル用のボンディングパッドである。符号１５０ａ，１５０ｂは、それぞれ、副コイル用ボンディングパッドである。符号１５０は略リング状の副コイルであり、連結ヨーク２０ａを略一周取り囲んで、副コイル用ボンディングパッド１５０ａ，１５０ｂへ繋がるように配線されている。
【０１１６】
副コイル用ボンディングパッド１５０ａ，１５０ｂを介して、発明の記録方法を実施すべく所望の変調されたマイクロ波帯域の交流電流が副コイル１５０に印加される。なお、図２２に示される主磁極膜４０の先端である書込磁極部４０ＡがＡＢＳに露出できるように、その箇所に該当するトレーリングシールド２００のＡＢＳには切り欠き部が形成されている。書込磁極部４０Ａから磁気記録媒体に向けて書き込み磁界を放出できるようにするためである。
【０１１７】
なお、磁気ヘッドは、面内交流磁界の最大値が垂直記録磁界の最大値よりも小さくなるように構成されている。すなわち、前記記録コイル膜１８による励磁され記録層に印加される垂直磁界の強度Ｈｐと、副コイル１５０（Sub-coil）により励磁され記録層に印加される面内磁界の強度Ｈｈとの比、Ｈｈ／Ｈｐは、０．１〜０．４であるように構成されることが望ましい。この比の関係は、後述するマイクロ波放射器（Radiator）を用いた場合も同様な比とされる。
【０１１８】
垂直記録磁界とは、磁気記録媒体の記録層の積層面にほぼ垂直な方向に印加される磁界をいう。また、面内交流磁界とは、記録層の積層面である表面に対してほぼ平行な方向に印加される磁界をいう。
【０１１９】
副コイル１２６の厚さは、例えば、１０〜５０ｎｍであることが好ましい。
【０１２０】
一般に、ヘッドの製造工程において主磁極層４０の磁気記録媒体対向面である先端４０Ａは研磨される。従って、副コイル１５０が研磨されることを回避するためには、副コイル１５０の先端は、主磁極層４０の先端よりも１０ｎｍ程度、あるいはそれ以上、磁気記録媒体から離れる方向に引き込んでいることが好ましい。
【０１２１】
図２２において、副コイル１５０は単巻きであるが、副コイルの巻数は特に限定されない。２巻き以上でもよい。また、図２２において、副コイル１５０は単層であるが、これに限定されることなく、２層以上を段積みした多層としてもよい。副コイル１５０の巻数や層数を増やすことによって、副コイル１５０に供給する電流を抑制しつつ、面内交流磁界を増大させることができる。
【０１２２】
このようなマイクロ波帯域の磁界を発生させるための副コイル（Sub-coil）１５０を備える薄膜磁気ヘッドの作用は以下のとおり。
【０１２３】
すなわち、記録ヘッドの記録コイル膜１８に直流電流を供給することにより当該コイルが直流磁界を発生する。この直流磁界は主磁極膜４０の先端である書込磁極部４０Ａから磁気記録媒体に印加され、記録層、軟磁性裏打ち層を通過して、トレーリングシールド２００へと還流される。
【０１２４】
この一方で、副コイル１５０に、本願所望の変調されたマイクロアシスト波帯の交流電流が印加されると、交流磁界が発生する。この交流磁界は高周波であるので表皮効果により、主磁極膜４０の先端である書込磁極部４０Ａから磁気記録媒体の表層を通過（磁気記録媒体の表面にほぼ平行な方向でつまり媒体記録層に面内方向に還流）して、トレーリングシールド２００へと還流される。
【０１２５】
マイクロ波帯域の周波数の面内交流磁界が記録層に印加されることにより、垂直磁気記録に要する垂直方向の記録磁界を大幅に低減することができる。例えば、面内交流磁界を印加しない場合との比較において、面内交流磁界を印加することで記録層の磁化を反転させることができる垂直磁界を４０％程度以上低減することが可能となり、さらには６０％程度まで低減することが可能となる。
【０１２６】
＜マイクロ波を放射するためのマイクロ波放射器（Radiator）を備える薄膜磁気ヘッドの構成について＞
図２３〜図２７に示される磁気ヘッドは、マイクロ波アシスト手法として、マイクロ波放射器（Radiator）１７５を備える磁気ヘッドである。
【０１２７】
図２３は、主磁極膜４０と、補助磁極に相当するトレーリングシールド２００の前部近傍（−Ｚ方向）、かつＡＢＳに配置されたマイクロ波放射器（Radiator）１７５（拡大された詳細図は図２６を参照）を備えた磁気ヘッドの図面であって、略Ｙ−Ｚ平面図を示す概略図である。当該マイクロ波放射器（Radiator）１７５に、本発明の記録方法を実施すべく所望の変調されたマイクロ波帯域の交流電流を駆動して、磁気記録媒体の記録層に対して面内交流磁界が発生させられる。当該図面を含めて以下の図面には、要部の構造のみが示されている。
【０１２８】
図２４は、図２３に示される状態から、記録ヘッド部１００Ａを取り除いて、当該取り除かれた記録ヘッド部１００Ａ側からヘッド内部の要部構造を見て（リーディング側からトレーリング側を見ている、つまり基板側から見た図である）、マイクロ波放射器（Radiator）１７５に接続される配線構造を分かりやすく示した斜視図である。前述と同一の符号は、実質的に同じ機能を有する部材であって、これらの図面においては、補助磁極膜１０が主磁極膜４０のトレーリング側に配置された例が記載されている。
【０１２９】
マイクロ波放射器（Radiator）１７５は、インバーテッドマイクロストリップライン（Ｉ−ＭＬＩＮ）を構成し、記録媒体に対向するようにして記録ヘッド部のＡＢＳに配置されている。図２４に示されるように、マイクロ波放射器１７５には、線路導体１７１、１７２が接続され、これらの線路導体１７１、１７２は、マイクロ波放射体用のボンディングパッド１７０ａ，１７０ｂが接続される。そして、マイクロ波放射体用のボンディングパッド１７０ａ，１７０ｂに本発明の記録方法を実施すべく所望の変調されたマイクロ波帯域の交流電流が印加されるようになっている。
【０１３０】
図２５は、マイクロ波を放射するためのマイクロ波放射器１７５（Radiator）を備える薄膜磁気ヘッドのＡＢＳ側を見た斜視図である。ただし、内部構造を見やすくするために、Wrap-Around構造を形成するトレーリングシールド２００は除いた状態で記載されている。マイクロ波放射器１７５は、書込磁極部４０Ａを囲むようにコの字形状をなして構成されている。コの字状の連結された直線箇所１７５ａが磁気記録媒体側に最も接近するように、コの字体を傾斜させるようにしてもよい。書込磁極部４０Ａの実質的な記録部分に最も近い部分においてマイクロ波放強度を高めるためである。
【０１３１】
図２６は、図２５におけるマイクロ波放射器（Radiator）１７５の近傍をさらに拡大して示した斜視図である。図２７は、マイクロ波を放射するためのマイクロ波放射器（Radiator）を備える薄膜磁気ヘッドのＡＢＳ側を見た斜視図であり、Wrap-Around構造を形成するトレーリングシールド２００はそのまま存在している。図２７から分かるように、トレーリングシールド２００のＡＢＳ側であって、シールドの端面２００ａには、書込磁極部４０Ａおよびその周辺に配置されマイクロ波放射器（Radiator）１７５がそれぞれＡＢＳに露出できるように、例えば四角形状の切り欠き部２０１が形成されている。
【０１３２】
なお、マイクロ波放射器（Radiator）１７５は、磁気記録媒体に対してマイクロ波を放射する機能を実際に発現する部分である。すなわち、磁気記録媒体が空気からなる空間を介して接地導体となり、対向するマイクロ波放射器（Radiator）１７５から磁気記録媒体に向けて電気力線が形成され、これに伴い、磁気記録媒体の面内高周波磁界が発生する。
そして、このマイクロ波放射器１７５に本発明の記録方法が実現できるように所望のマイクロ波変調信号が印加されるようになっている。
【０１３３】
マイクロ波放射器（Radiator）１７５はＣｕ等の導電性材料から構成される。
【０１３４】
なお、ここで本発明で使用されるインバーテッドマイクロストリップライン（Ｉ−ＭＬＩＮ）と、本願発明では使用され難いストリップラインと、マイクロストリップラインと、ＣＰＷ（コプレーナ）との構造の差異について簡単に説明しておく。
【０１３５】
（１）インバーテッドマイクロストリップライン（Ｉ−ＭＬＩＮ）
インバーテッドマイクロストリップライン（Ｉ−ＭＬＩＮ）は、簡略的にモデル図で示すと、図２８のように示され、マイクロ波放射体である放射器の伝送線路３８００が、誘電体層３９００の片面の上に埋設されるとともに、その端部面３８０１が、空気中に出ており、その端部に対向するように、磁気記録媒体４０００が対向配置される。磁気記録媒体がいわゆるグランド導体の役目を果たし、マイクロ波放射体である線路の放射器から磁気記録媒体に向けて電気力線（矢印で示す）が印加され、その電気力線の垂直方向に高周波磁界が発生する。いわゆる磁気記録媒体への面内高周波磁界が印加される。なお、伝送線路３８００は、部分的に埋設されていなくてもよく、誘電体層３９００の上に形成されていてもよい。
【０１３６】
（２）ストリップライン
図２９に示されるように伝送線路３８１０は誘電体層３９００の中に完全に埋設されており、伝送線路３８１０の上下には誘電体層３９００を介してグランド導体４０１０がそれぞれ、配置される。マイクロ波放射体である伝送線路３８１０の放射器から上下のグランド導体４０１０に向けて、それぞれ、電気力線（矢印で示す）が印加され、その電気力線の垂直方向に磁界が発生する。
【０１３７】
（３）マイクロストリップライン
図３０に示されるように、グランド導体４０２０の上に、誘電体層３９００が形成され、その上に、マイクロ波放射体である伝送線路３８２０が形成される。この場合、伝送線路３８２０からの電気力線（矢印で示す）は、誘電体層３９００を介して、グランド導体４０２０に向けて印加され、その電気力線の垂直方向に磁界が発生する。
【０１３８】
（４）ＣＰＷ（コプレーナ：Co-Planer-Waveguide）
図３１に示されるように、グランド導体４０３０の上に、誘電体層３９００が形成され、その上に、端部が露出するようにマイクロ波放射体である伝送線路３８２０が形成される。さらに、伝送線路３８２０の図面の左右の両端部の誘電体層の上にも、１対のグランド導体４０３１，４０３２が設置される。この場合、線路３８２０からの電気力線（矢印で示す）は、誘電体層３９００を介して、グランド導体４０３０に向けて印加されるもの、および、伝送線路３８２０の両端部から左右の１対のグランド導体４０３１，４０３２にそれぞれ向けて印加され、これらの各電気力線の垂直方向に磁界が発生する。
【０１３９】
なお、図３１に示されるタイプのものは、下面グラウンド付きのコプレーナと言われており、下面のグランド導体４０３０が存在しないものもある（一般的なコプレーナ）。
【０１４０】
上述してきたようなマイクロ波アシストヘッドを用いて、上記の本発明の磁気記録方法を実施することによって、周波数が強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数よりも低い領域も高い領域も略一様に、磁気記録媒体の記録層中を構成する磁性微粒子のスピンの歳差運動が励起されて磁化反転が効率良く行われて、高いアシスト効果を発現させることができる。換言すれば、本発明によれば、磁化反転確率と周波数の関係は平坦に近くなり、印加させるマイクロ波中心周波数の変化ないしバラツキや、磁気記録媒体の記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数の変化ないしバラツキに対して、非常に柔軟に対応出来ることになる。
【０１４１】
前記副コイル（Sub-coil）や前記マイクロ波放射器（Radiator）に接続される端子の内の一方の端子は、マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）源に接続され、反対側の他方の端子は、接地電位とするように構成される。あるいは、前記副コイル（Sub-coil）や前記マイクロ波放射器（Radiator）に接続される端子の内の一方の端子は、マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）源に接続され、反対側の他方の端子は、マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）源とは位相が１８０度異なる相似の信号源に接続される接地電位とするように構成してもよい。
【符号の説明】
【０１４２】
１５０…副コイル
１７５…マイクロ波放射器（Radiator）
２００…磁気記録媒体
２０４…記録層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁化を安定させるために大きな保磁力を有する磁気記録媒体に、データ信号を書き込むためのマイクロ波アシストヘッドを用いた磁気記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高密度記録の進展とともに、磁気記録媒体に記録されるディジタル情報のビットセルが微細化されている。その結果、いわゆる熱揺らぎによって磁気ヘッドの再生素子から検出される信号が揺らいでＳ／Ｎ（信号対雑音比）が劣化したり、あるいは最悪の場合には信号が消失したりすることがある。
【０００３】
このため、近年、実用化されている垂直記録方式を用いた磁気記録媒体においては、記録層を構成する磁性微粒子を微細化し、同時に磁性微粒子の磁化の方向を固定する磁気異方性エネルギーＫｕを高めることが上記の問題を解決するために有効とされる。熱揺らぎに対応する熱安定性指標Ｓは、Ｓ＝Ｋｕ・Ｖ／ｋB・Ｔで表され、通常、このＳの値は５０以上が必要であると言われている。ここに、Ｋｕ：磁気異方性エネルギー、Ｖ：記録層を構成する磁性微粒子の体積、ｋB：ボルツマン定数、Ｔ：絶対温度である。
【０００４】
ところが、情報を記録するために必要な磁界（磁化反転磁界）ＨｓｗはＫｕに比例するため、Ｋｕを高めることはＨｓｗの増大を招く。
【０００５】
所期のデータ系列に対応した記録層の磁化反転を形成するためには、急峻に変化するＨｓｗを超える強度の記録磁界を印加する必要がある。近年、垂直記録方式を用いて実用になった磁気ディスク装置（ＨＤＤ）では、いわゆる単磁極を用いた記録素子が用いられ、そのＡＢＳ（Air Bearing Surface）表面から記録層に垂直方向の記録磁界が印加される。
【０００６】
垂直記録磁界の強度は、単磁極を形成する軟磁性材料の飽和磁束密度Ｂｓに比例する。そのため、できるだけ飽和磁束密度Ｂｓの高い材料が開発されかつ実用化されている。しかしながら、飽和磁束密度Ｂｓは、いわゆる Slater-Pauling 曲線からＢｓ＝２．４Ｔ（テスラ）が実用な上限であり、現状は実用限界に迫っているといえる。また、現行の単磁極の厚さや幅は、約１００〜２００ｎｍ程度である。記録密度を上げる場合には更に厚さや幅を小さくする必要があり、それに伴って発生する垂直磁界はより低下する傾向にある。
【０００７】
このような理由から、通常のデータ書き込み素子の記録能力には限界が来ていると言え、高密度記録が難しくなっているのが現状である。
【０００８】
このため、記録層をレーザー光などで照射・昇温させ、記録層の保磁力を下げた状態で信号を記録する、いわゆる熱アシスト記録（TAMR：Thermal Assisted Magnetic Recording）が提案されている。
【０００９】
しかしながら、熱アシスト記録においても、以下のような問題がある。すなわち、
（１）磁気素子と光素子を搭載した磁気ヘッドが必須となるが、構造が極めて複雑で高価であること、（２）保磁力の温度特性の変化が大きい記録層の開発が必要であること、（３）記録過程における熱減磁により、隣接トラック消去や記録状態が不安定性になること、などである。
【００１０】
この一方で、読み取り素子としてのＧＭＲヘッドやＴＭＲヘッドの高感度化を狙いに、電子伝導におけるスピンの挙動（Spin Transfer）に関する研究が活発になってきている。これを磁気ディスク媒体の記録層の磁化反転に応用し、磁化反転に必要な垂直磁界を低減させようという研究が開始されている。
【００１１】
これは記録媒体の面内方向に高周波の交流磁界を、記録のための垂直磁界と同時に印加するものであり、面内方向に印加する交流磁界の周波数は、磁気記録媒体の磁気記録層（以下単に「記録層」、あるいは「磁性層」と称す）を構成する磁性微粒子の強磁性共鳴周波数に対応するマイクロ波帯の超高周波（数〜４０ＧＨｚ）とされる。
【００１２】
そして、面内方向の交流磁界の同時印加により、記録層の磁化反転磁界Ｈｓｗを６０％程度に低下させることが可能、との解析結果が報告されている。本方式が実用になれば構成が複雑なＴＡＭＲを用いる必要もなく、更に記録層のＫｕを上げることが可能になり、大幅な記録密度の向上が期待される。
【００１３】
この磁化反転磁界を低下させる現象は、記録層を構成する磁性微粒子のスピンの強磁性共鳴(ferromagnetic resonance;以下、『ＦＭＲ』と称す場合がある）周波数に近い周波数の交流磁界を印加することにより、磁性微粒子のスピンの歳差運動が励起されることにより得られる。
【００１４】
しかしながら、スピンのＦＭＲ周波数は、スピンの磁化容易軸からの角度により順次変化するので、単一周波数の正弦波を与えただけでは、磁化反転に至る過程においてスピンが特定の角度となったときのみ歳差運動を励起する効果があり、スピンの他の角度ではＦＭＲ周波数と交流磁界の周波数が一致せずに歳差運動を励起する効果が得られない。
【００１５】
理想的なことを言えば、歳差運動中のスピンの角度によってアシストするマイクロ波の周波数を順次変化させて追従させるのが、最適な方法と言えるが、歳差運動の一周期は１ｎｓ以下の短い周期なので、この周期の中で同期を取り追従させる事は現実的ではない。
【００１６】
このような欠点を取り除くために、周波数変調波（以下、ＦＭ波と称す場合がある）を印加させる方法も提案されているが（特開２０１０−３３３９：東北大学）、単一周波数による変調なので、ＦＭ波のスペクトラムは、図３２に示されるようにエネルギーが一様でなく間隔が空いた状態となる。このようないわゆる歯抜け状態の変調周波数の間隔の中に、記録層を構成する磁性微粒子のＦＭＲ周波数が入った場合はアシスト効果が極めて小さいといえる。
【００１７】
また、単一周波数信号によるＦＭ波では、中心周波数より離れるとスペクトラム強度が弱くなること、および、ある変調指数においては、中心周波数のエネルギーがゼロになる点があること、等があり、これらの観点からも単一周波数信号によるＦＭ波を使うのは、望ましくないといえる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２００７−２９９４６０号公報
【特許文献２】特開２０１０−０７３２８６号公報
【特許文献３】特開２０１０−１８２３４７号公報
【特許文献４】Ｕ．Ｓ．Ｐ． ６７８５０９２号公報
【特許文献５】特開２０１０−００３３９９号公報
【特許文献６】特開２００１−２６８１６３号公報
【特許文献７】特開２０００−２６９８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
このような実状のもとに本発明は創案されたものであって、その目的は、周波数が強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数よりも低い領域も高い領域も略一様に、磁気記録媒体の記録層を構成する磁性微粒子のスピンの歳差運動が励起されて磁化反転が効率良く行われて、高いアシスト効果を発現させることができる磁気記録方法の提案が要望されている。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
このような課題を解決するために、本発明の磁気記録方法は、書込磁極部（Main Pole）と、補助磁極と、前記書込磁極部に書き込み磁界を発生させるための書き込み用コイルと、前記書込磁極部および補助磁極との間に配置され磁気記録媒体の面内方向にマイクロ波帯域の磁界を発生させるための副コイル（Sub-coil）、あるいは前記書込磁極部に近接して設けられマイクロ波を放射するためのマイクロ波放射器（Radiator）を、を有する薄膜磁気ヘッドを用い、当該薄膜磁気ヘッドと対向配置される磁気記録媒体の記録層へ磁気記録する磁気記録方法であり、当該磁気記録方法は、前記副コイル（Sub-coil）または前記マイクロ波放射器（Radiator）に、搬送波としての前記記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数を帯域内に含んだマイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）を印加させて発生する面内高周波磁界によって前記記録層の磁化反転磁界Ｈｓｗを低下させつつ、磁気記録を行うように構成される。
【００２１】
また、本発明の磁気記録方法の好ましい態様として、前記マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）の周波数スペクトラムは、磁気記録媒体の記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数より下側の周波数域では、３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度を増加させるように構成され、磁気記録媒体の記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数より上側の周波数域では、１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度を増加させるように構成される。
【００２２】
また、本発明の磁気記録方法の好ましい態様として、前記マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）の周波数スペクトラムは、磁気記録媒体の記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数より下側の周波数域で３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度を増加させるために、遮断周波数が強磁性共鳴周波数（ＦＭＲ）であって、強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数の低域側では３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔの周波数特性を持つローパスフィルターで調整され、強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数より上側の周波数域で１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度を増加させるために、周波数の高域側で１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔの周波数特性を持つハイパスフィルターで調整されるように構成される。
【００２３】
また、本発明の磁気記録方法の好ましい態様として、前記マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）の周波数スペクトラムは、強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数より下側の周波数域で３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度が増加し、強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数より上側の周波数域で１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度が増加するような周波数特性を持ち、中心周波数が強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数となるバンドエリミネーションフィルターで調整されるように構成される。
【００２４】
また、本発明の磁気記録方法の好ましい態様として、前記マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）は、白色雑音による変調信号により、磁気記録媒体の記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数である搬送波を、位相変調したものであり、その変調度は、０（０を含まない）〜２π（２πを含まない）ラジアンであるように構成される。
【００２５】
また、本発明の磁気記録方法の好ましい態様として、前記マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）は、疑似ランダム信号（Pseudo Noise）による変調信号により、磁気記録媒体の記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数である搬送波を、位相変調したものであり、その変調度は、０（０を含まない）〜２π（２πを含まない）ラジアンであるように構成される。
【００２６】
また、本発明の磁気記録方法の好ましい態様として、前記書込磁極部（Main Pole）から、磁気記録媒体の記録層の膜面の垂直方向に記録磁界を印加すると同時に、前記副コイル（Sub-coil）または前記マイクロ波放射器（Radiator）に、搬送波としての前記記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数を帯域内に含んだマイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）を印加させて、磁気記録媒体の記録層の面内方向に高周波磁界を加えて磁化反転による記録動作を行なうように構成される。
【００２７】
また、本発明の磁気記録方法の好ましい態様として、搬送波として選定される前記記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数は、１０〜２０ＧＨｚの範囲であるように構成される。
【００２８】
また、本発明の磁気記録方法の好ましい態様として、前記副コイル（Sub-coil）または前記マイクロ波放射器（Radiator）に連結される一方の端子は、マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）源に接続されており、反対側の他方の端子は、接地電位とされるように構成される。
【００２９】
また、本発明の磁気記録方法の好ましい態様として、前記副コイル（Sub-coil）または前記マイクロ波放射器（Radiator）に連結される一方の端子は、マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）源に接続されており、反対側の他方の端子は、マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）源とは位相が１８０度異なる相似の信号源に接続されるように構成される。
【００３０】
また、本発明の磁気記録方法の好ましい態様として、前記書き込み用コイルによる励磁され記録層に印加される垂直磁界の強度Ｈｐと、前記副コイル（Sub-coil）または前記マイクロ波放射器（Radiator）により励磁され記録層に印加される面内磁界の強度Ｈｈとの比、Ｈｈ／Ｈｐが０．１〜０．４であるように構成される。
【発明の効果】
【００３１】
周波数が記録層を構成する磁性微粒子の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数よりも低い領域も高い領域も略一様に、磁気記録媒体の記録層を構成する磁性微粒子のスピンの歳差運動が励起されて磁化反転が効率良く行われて、高いアシスト効果を発現させることができる。換言すれば、本発明によれば、磁化反転確率と交流磁界の周波数の関係は平坦に近くなり、印加させるマイクロ波中心周波数の変化ないしバラツキや、磁気記録媒体の記録層を構成する磁性微粒子の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数の変化ないしバラツキに対して、非常に柔軟に対応出来ることになる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、磁気記録媒体の記録層を構成する磁性微粒子の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数である搬送波を、白色雑音による変調信号によって、位相変調することにより本願所望のマイクロ波スペクトラム拡散信号が形成される模式的状態を示す図面である。
【図２】図２は、さらにより好ましい態様のマイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）の周波数スペクトラムを模式的に示した図面である。
【図３】図３は、マイクロ波アシストを行うことによって、磁化反転の指標となる磁化反転確率と、マイクロ波アシスト周波数（横軸）との関係を示したグラフである。記録層の異方性磁界Ｈｋは９ｋＯｅのものである。
【図４】図４は、図３で示した磁化反転確率vs周波数の各グラフで最も磁化反転確率の高い周波数における磁化反転確率を基準として、各周波数における基準からの低下量を垂直磁場毎に描いたグラフである。記録層の異方性磁界Ｈｋは９ｋＯｅのものである。
【図５】図５は、所定のフィルターを用いて、スペクトラム補正した信号による周波数特性を示した図面である。記録層の異方性磁界Ｈｋは９ｋＯｅのものである。
【図６】図６は、マイクロ波アシストを行うことによって、磁化反転の指標となる磁化反転確率と、マイクロ波アシスト周波数（横軸）との関係を示したグラフである。記録層の異方性磁界Ｈｋは１０ｋＯｅのものである。
【図７】図７は、図６で示した磁化反転確率vs周波数の各グラフで最も磁化反転確率の高い周波数における磁化反転確率を基準として、各周波数における基準からの低下量を垂直磁場毎に描いたグラフである。記録層の異方性磁界Ｈｋは１０ｋＯｅのものである。
【図８】図８は、所定のフィルターを用いて、スペクトラム補正した信号による周波数特性を示した図面である。記録層の異方性磁界Ｈｋは１０ｋＯｅのものである。
【図９】図９は、マイクロ波アシストを行うことによって、磁化反転の指標となる磁化反転確率と、マイクロ波アシスト周波数（横軸）との関係を示したグラフである。記録層の異方性磁界Ｈｋは１１ｋＯｅのものである。
【図１０】図１０は、図９で示した磁化反転確率vs周波数の各グラフで最も磁化反転確率の高い周波数における磁化反転確率を基準として、各周波数における基準からの低下量を垂直磁場毎に描いたグラフである。記録層の異方性磁界Ｈｋは１１ｋＯｅのものである。
【図１１】図１１は、所定のフィルターを用いて、スペクトラム補正した信号による周波数特性を示した図面である。記録層の異方性磁界Ｈｋは１１ｋＯｅのものである。
【図１２】図１２は、具体的な電子回路の例を示した図面である。
【図１３】図１３は、磁気記録媒体の積層断面図である。
【図１４】図１４は、磁気ヘッドの全体構造を模式的に示した斜視図である。
【図１５】図１５は、磁気ヘッドの記録ヘッド部の平面図（積層方向）である。
【図１６】図１６は、図１５のα−α断面矢視図である。
【図１７】図１７は、図１５のβーβ断面矢視図である。
【図１８】図１８は、Wrap-Around構造の別の形態例であり、図１６相当図である。
【図１９】図１９は、Wrap-Around構造の磁気ヘッドの要部を示した概略構成図（ほぼＹ−Ｚ平面図に近い斜視図）である。
【図２０】図２０は、図１９からトレーリングシールド２００を取り除いて、ヘッドの内部を立体的に見やすくした斜視図である。
【図２１】図２１は、磁気ヘッドの主磁極膜と、補助磁極に相当するトレーリングシールドとの間に副コイルを備え、副コイルに本発明の記録方法を実施すべく所望の変調されたマイクロ波帯域の交流電流を駆動して面内交流磁界を発生させるタイプの薄膜磁気ヘッドであって、略Ｙ−Ｚ平面図に近い概略図である。
【図２２】図２２は、図２１に示される状態からトレーリングシールドを取り除いて、ヘッドの内部、特に、副コイルの存在を立体的に見やすくした斜視図である。
【図２３】図２３は、主磁極膜と、補助磁極に相当するトレーリングシールドの前部近傍、かつＡＢＳに配置されたマイクロ波放射器（Radiator）を備えた磁気ヘッドの図面であって、略Ｙ−Ｚ平面図を示す概略図である。
【図２４】図２４は、図２３に示される状態から、記録ヘッド部を取り除いて、取り除かれた記録ヘッド部側からヘッド内部の要部構造を見て、マイクロ波放射器（Radiator）に接続される配線構造を分かりやすく示した斜視図である。
【図２５】図２５は、マイクロ波を放射するためのマイクロ波放射器（Radiator）を備える薄膜磁気ヘッドのＡＢＳ側を見た斜視図である。
【図２６】図２６は、マイクロ波放射器（Radiator）の近傍をさらに拡大して示した斜視図である。
【図２７】図２７は、マイクロ波を放射するためのマイクロ波放射器（Radiator）を備える薄膜磁気ヘッドのＡＢＳ側を見た斜視図であり、Wrap-Around構造を形成するトレーリングシールドは存在する。
【図２８】図２８は、インバーテッドマイクロストリップライン（Ｉ−ＭＬＩＮ）の構成をモデル的に示した断面図である。
【図２９】図２９は、ストリップラインの構成をモデル的に示した断面図である。
【図３０】図３０は、マイクロストリップラインの構成をモデル的に示した断面図である。
【図３１】図３１は、ＣＰＷ（コプレーナ：Co-Planer-Waveguide）の構成をモデル的に示した断面図である。
【図３２】図３２は、従来の変調方式によるスペクトラムを模式的に示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００３４】
本発明の磁気記録方法は、書込磁極部（Main Pole）と、補助磁極と、書込磁極部に書き込み磁界を発生させるための書き込み用コイルと、書込磁極部および補助磁極との間に配置され磁気記録媒体の面内方向にマイクロ波帯域の磁界を発生させるための副コイル（Sub-coil）、あるいは前記書込磁極部に近接して設けられマイクロ波を放射するためのマイクロ波放射器（Radiator）、を有する薄膜磁気ヘッド（マイクロ波アシストヘッド）を用いて、当該薄膜磁気ヘッドと対向配置される磁気記録媒体の記録層へ磁気記録する磁気記録方法である。
【００３５】
まず最初に、本発明の磁気記録方法の要部について説明する。本発明で用いられる薄膜磁気ヘッド（マイクロ波アシストヘッド）の構成については、その後に、説明する。
【００３６】
＜本発明の磁気記録方法の要部についての説明＞
本発明の磁気記録方法は、薄膜磁気ヘッドに備えられたマイクロ波放射器（Radiator）又は、副コイル（Sub-coil）に、搬送波として記録対象である磁気記録媒体の記録層を構成する磁性微粒子の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数を帯域内に含んだマイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ（Spectrum Spread）信号）を印加させることにある。そして、発生する面内高周波磁界によって、磁気記録媒体の磁性記録層（以下、単に『記録層』と称す）を構成する磁性微粒子の磁化反転磁界Ｈｓｗを低下させつつ、磁気記録が行なわれる。
【００３７】
つまり、書込磁極部（Main Pole；主磁極という場合もある）から、磁気記録媒体の記録層の膜面の垂直方向に記録磁界を印加すると同時に、マイクロ波放射器（Radiator）又は、副コイル（Sub-coil）に、搬送波としての前記記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数を帯域内に含んだマイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）を印加させて、磁気記録媒体の記録層の面内方向に高周波磁界を加えて磁化反転による記録動作を行なうのである。
【００３８】
本発明におけるマイクロ波スペクトラム拡散信号は、白色雑音による変調信号によって、磁気記録媒体の記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数である搬送波を、位相変調することにより形成される。その際、位相の変調度は、０（０を含まない）〜２π（２πを含まない）ラジアン、より好ましくは、π〜２πラジアンとされる。
【００３９】
なお、磁気記録媒体の記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数は、使用される記録層の磁気物性等により特定されるものであって、通常、強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数は、１０〜４０ＧＨｚの範囲、特に、１０〜２０ＧＨｚの範囲に存在する。
【００４０】
磁気記録媒体の記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数である搬送波を、白色雑音による変調信号によって、位相変調することにより本願所望のマイクロ波スペクトラム拡散信号が形成される模式的状態を、図１を参照しつつ説明する。
【００４１】
図１において、いま仮に、搬送波である強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数を１０ＧＨｚとする。そして、仮に、周波数帯幅１ＧＨｚ（０〜１ＧＨｚ）の白色雑音を変調信号として、搬送波を位相変調する。すると、図１のモデル図に示されるように、１０ＧＨｚの搬送波の両サイドに、それぞれ、周波数帯幅１ＧＨｚ（０〜１ＧＨｚ）の白色雑音が配置された状態の周波数スペクトラムが得られる。つまり、図１に示されるように、被変調波の瞬時における周波数軸のエネルギー分布が幅広く（この例の場合、２ＧＨｚの幅）、かつ平坦な周波数スペクトラムが得られる。
【００４２】
白色雑音は、瞬時における周波数軸のエネルギー分布が幅広いという特性を備え、かつ、位相変調は、瞬時における周波数軸のエネルギー分布が平坦であるという特性を備えている。なお、周波数変調（ＦＭ）で白色雑音を変調波にした場合には、搬送波から周波数が離れるにつれてエネルギー分布が減少し、いわゆる山形のかたちをしたスペクトラムとなるので不適である。
【００４３】
マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）の形成に際し、変調信号として用いた白色雑音に変えて、疑似ランダム信号（Pseudo Noise）を用いるようにしてもよい。すなわち、マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）は、疑似ランダム信号（Pseudo Noise）による変調信号によって、磁気記録媒体の記録層の強磁性共鳴周波数（ＦＭＲ）である搬送波を、位相変調することにより形成させてもよい。その際、位相の変調度は、０（０を含まない）〜２π（２πを含まない）ラジアン、より好ましくは、π〜２πラジアンとされる。
【００４４】
この場合においても、図１と同様に、被変調波の瞬時における周波数軸のエネルギー分布が幅広く（この例の場合、２ＧＨｚの幅）、かつ平坦な周波数スペクトラムが得られる。
白色雑音については、例えば、英文の文献 “Low-Noise Electric Design” A Willy-Interscience Publicationsにその詳細な説明が開示されている。
【００４５】
また、疑似ランダム信号（Pseudo Noise）については、例えば英文の文献“ DIGITAL COMMUNICATIONS John Prokis ISBN 07-066490-0 Mc Graw Hill”にその詳細な説明が開示されている。
【００４６】
また、本願発明者らが、さらに鋭意研究を行った結果、さらにより好ましい態様のマイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）の周波数スペクトラムは、磁気記録媒体の記録層を構成する磁性微粒子の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数より下側の低い周波数域では、低周波側に行くにつれて３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔ（オクターブ（Octave））で信号強度を増加させるように構成し、磁気記録媒体の記録層を構成する磁性微粒子の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数より上側の高い周波数域では、高周波側に行くにつれて１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔ（オクターブ）で信号強度を増加させるように構成することであることが判明した。この状態を示す図面が図２に示される。なお、ｄＢ／Ｏｃｔは、周波数が２倍変わった時に、どの程度、信号の大きさが変化するかを示す指標である。例えば、６ｄＢ／Ｏｃｔとは、周波数が２倍変化すると６ｄＢ信号は大きくなることを示す。
【００４７】
上記図２に示されるような結論に至る過程を、（１）図３〜図５に示されるグループ、（２）図６〜図８に示されるグループ、および（３）図９〜図１１に示されるグループを参照して、以下に説明する。なお、上記の各グループ毎の相違は、記録層の材料が異なっており、（１）図３〜図５のグループはグラフ化に際して用いた記録対象である記録層の異方性磁界Ｈｋ＝９ｋＯｅのものであり、（２）図６〜図８のグループはグラフ化に際して用いた記録対象である記録層の異方性磁界Ｈｋ＝１０ｋＯｅのものであり、（３）図９〜図１１のグループはグラフ化に際して用いた記録対象である記録層の異方性磁界Ｈｋ＝１１ｋＯｅのものである。ちなみに、グラフ化に際して用いた記録層の材料は、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ2グラニュラー記録層である。その他、（Ｃｏ／Ｐｄ）を交互に例えば２０層積層した超格子膜や、ＦｅＰｄやＣｏＰｔＣｒＯ、ＣｏＰｔ-ＴｉＯ2等の記録層材料についても、同様な傾向のグラフとなることが確認されている。
【００４８】
（１）図３〜図５に示されるグループの説明
図３は、マイクロ波アシストを行うことによって、磁化反転の容易性の指標となる磁化反転確率（縦軸）と、マイクロ波アシスト周波数（横軸）との関係を示したグラフである。記録対象である記録層の異方性磁界Ｈｋは９ｋＯｅのものである。
【００４９】
磁化反転確率は、媒体の全ての磁性粒子が同一の方向に磁化した状態で磁性粒子の磁化方向と逆向きの垂直磁界（この場合磁界の向きはマイナスとした）を面内方向のマイクロ波磁界と同時に印加し、磁界の印加によって反転した磁性粒子の個数を全ての磁性粒子の個数で割った値である。すなわち磁化反転確率０は磁性粒子が1個も反転しないことを表し、０．５は半数の磁性粒子が反転し、１は全ての磁性粒子が反転したことを表す。また、グラフにおける各パラメータは、単磁極ヘッドが発生する磁界に相当する垂直磁界（Ｈｄｃ）である。図３のグラフに示されるように、歳差運動を励起させるためのマイクロ波周波数については、適切な周波数特性があり、エネルギー分布は、各グラフの最上点であるＦＭＲ周波数を中心として、低域の周波数はなだらかに広がっており（ブロードであり）、高域の周波数領域では急峻に感度が悪くなることがわかる。
【００５０】
すなわち、図３のグラフに示されるように、ＦＭＲ周波数付近（図３では、約１３ＧＨｚ）が、最も小さいマイクロ波のエネルギーで歳差運動を励起させることができる。しかしながら、ＦＭＲ周波数（約１３ＧＨｚ）から下側（低い周波数）および上側（高い周波数）の周波数へと、それぞれ離れると、磁化反転確率が低下するために、それを補うマイクロ波のエネルギーが必要となる。従って、ＦＭＲ周波数（約１３ＧＨｚ）から離れるに従ってエネルギーを大きくしてやれば、周波数がＦＭＲ周波数より低い領域、及び高い領域も一様に歳差運動が励起されて磁化反転を起こすためのより高いアシスト効果が得られると考察することができる。
【００５１】
図３で示した磁化反転確率vs周波数の各グラフで、最も磁化反転確率の高い周波数は、Ｈｄｃ＝−４ｋＯｅにおいては約１３ＧＨｚであり、他の垂直磁界強度では多少シフトし、必ずしも一致していない。図４では、周波数ｆ＝約１３ＧＨｚ、Ｈｄｃ＝−４ｋＯｅを基準とし、Ｈｄｃ＝−１ｋＯｅ、Ｈｄｃ＝−２ｋＯｅ、Ｈｄｃ＝−３ｋＯｅに関しては、Ｈｄｃ＝−４ｋＯｅで最も磁化反転確率が高い周波数である約１３ＧＨｚを基準として、図４のＶカーブの最下点を略一致させるようにしている。
【００５２】
図４のグラフは、各周波数における基準からの低下量（Δ磁化反転確率）であり、値としては正の数値となり、各垂直磁界強度について描いたグラフである。すなわち、図４の縦軸は、最適条件に比較した磁化反転の困難さを表しており、数値が大きいほど磁化反転が起こりにくいことを示している。また、図４の横軸は対数表示に変更されている。
【００５３】
図４に示されるように、グラフの傾きの平均値を取って外挿すると、周波数の低域側では約３ｄＢ／Ｏｃｔになり、高域側では約１２ｄＢ／Ｏｃｔとなる。すなわち、ＦＭＲ周波数を基点にして、低周波側では、約３ｄＢ／Ｏｃｔで、また高周波側では、約１２ｄＢ／Ｏｃｔで、それぞれ特性が変わっていることがわかる。これは磁化反転確率の周波数特性そのものなので、磁化反転確率が低下するなら、大きいマイクロ波エネルギーを与えてやれば低下を抑えることができるという思想に基づくものである。そのために、図２のようなＦＭＲ共鳴点から、低域側には約３ｄＢ／Ｏｃｔで高域側には約１２ｄＢ／Ｏｃｔでエネルギの大きな信号を与えれば、効率良く磁化反転が行える。従って、ＦＭＲ周波数よりも低い周波数帯では３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度を増加させるように、および、高い周波数帯では１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度を増加させるように周波数特性を持たせた信号源を作ればよいことがわかる。なお、ＦＭＲ周波数よりも低周波数帯では±１ｄＢ／Ｏｃｔの変動幅を持たせ、さらに高周波数帯では±２ｄＢ／Ｏｃｔの変動幅を持たせているのは、実際の変動幅をデータ等で確認して実情に沿わせるようにしたためである。
【００５４】
なお、図４に示されるグラフの特性は、後述するように磁性記録層の材質を種々変更させた場合であっても、その膜に合う中心となるＦＭＲ周波数がシフトするのみで、低周波側では、３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔ、高周波側では、１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔの勾配は変わらない傾向であることがシミュレーションにより確認されている。
【００５５】
このような信号源、すなわち、磁気記録媒体の記録層を構成する磁性微粒子の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数より下側の周波数域では、３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔ（オクターブ）で信号強度を増加させるように構成し、磁気記録媒体の記録層の強磁性共鳴周波数（ＦＭＲ）より上側の周波数域では、１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔ（オクターブ）で信号強度を増加させるように構成する周波数スペクトラムは、例えば、ローパスフィルターおよびハイパスフィルターを併用することにより形成される。すなわち、マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）の周波数スペクトラムは、磁気記録媒体の記録層を構成する磁性微粒子の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数より下側の周波数域で３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度を増加させるために、遮断周波数が強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数であって、強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数の低域側では３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔの周波数特性を持つローパスフィルターで調整するようにし、この一方で、強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数より上側の周波数域で１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度を増加させるために、周波数の高域側で１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔの周波数特性を持つハイパスフィルターで調整するようにすればよい。
【００５６】
また、上記の信号源は、例えば、バンドエリミネーションフィルターを用いることにより形成することもできる。すなわち、マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）の周波数スペクトラムは、強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数より下側の周波数域で３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度が増加し、強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数より上側の周波数域で１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度が増加するような周波数特性を持ち、中心周波数が強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数となるバンドエリミネーションフィルターで調整するようにすればよい。
【００５７】
具体的な電子回路の例が図１２に示される。図１２において、符号１００１は、搬送波の発振器、符号１００２が位相変調器、符号１００３が拡散信号（白色雑音又は疑似ランダム信号）、符号１００４がフィルター、符号１００５が増幅器、そして符号１００６が放出されるマイクロ波信号である。
【００５８】
実際に、これらのフィルターを用いて、スペクトラム補正したマイクロ波磁界による磁化反転確率の周波数特性が図５に示される。図５の縦軸は磁化反転確率が最大となる周波数での磁化反転確率からの変化量であり、ここでは、特に、Ｈｄｃ＝−４ｋＯｅ、周波数ｆ＝約１３ＧＨｚが基準の０となる。図５に示されるグラフより、磁化反転確率の周波数特性はほぼ平坦となることがわかる。強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数を基準にして、低周波側では３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔで、高周波側では１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔでエネルギーを変化させたマイクロ波磁界を媒体に印加してやれば、磁化反転確率と周波数の関係は平坦に近くなる。印加させるアシスト中心周波数および磁気記録媒体の記録層を構成する磁性微粒子のＦＭＲ周波数、ここでは約１３ＧＨｚであるが、ばらついたとしても、図５のように安定した磁化反転確率を維持することが出来るという極めて優れた効果が奏される。
【００５９】
（２）図６〜図８に示されるグループの説明
図６は、上記図３に相当する図面であって、マイクロ波アシストを行うことによって、磁化反転の容易性の指標となる磁化反転確率（縦軸）と、マイクロ波アシスト周波数（横軸）との関係を示したグラフである。図６において、記録対象である記録層の異方性磁界Ｈｋは１０ｋＯｅのものである。
【００６０】
磁化反転確率は、全ての磁性粒子が同一の方向に磁化した状態で磁性粒子の磁化方向と逆向きの垂直磁界を面内方向のマイクロ波磁界と同時に印加し、磁界の印加によって反転した磁性粒子の個数を全ての磁性粒子の個数で割った値である。すなわち磁化反転確率０は磁性粒子が1個も反転しないことを表し、０．５は半数の磁性粒子が反転し、１は全ての磁性粒子が反転したことを表す。また、グラフにおける各パラメータは、単磁極ヘッドが発生する磁界に相当する垂直磁界である。図６のグラフに示されるように、歳差運動を励起させるためのマイクロ波周波数については、適切な周波数特性があり、エネルギー分布は、各グラフの最上点であるＦＭＲ周波数を中心として、低域の周波数はブロードであり、高域の周波数領域では急峻に感度が悪くなることがわかる。
【００６１】
すなわち、図６のグラフに示されるように、ＦＭＲ周波数付近（図６では、約１５ＧＨｚ）が、最も小さいマイクロ波のエネルギーで歳差運動を励起させることができる。しかしながら、ＦＭＲ周波数（約１５ＧＨｚ）から下側（低い周波数）および上側（高い周波数）の周波数へと、それぞれ離れると、磁化反転確率が低下するために、それを補うマイクロ波のエネルギーが必要となる。従って、ＦＭＲ周波数（約１５ＧＨｚ）から離れるに従ってエネルギーを大きくしてやれば、周波数がＦＭＲ周波数より低い領域、及び高い領域も一様に歳差運動が励起されて磁化反転を起こすためのより高いアシスト効果が得られると考察することができる。
【００６２】
図６で示した磁化反転確率vs周波数の各グラフで、最も磁化反転確率の高い周波数は、Ｈｄｃ＝−４ｋＯｅにおいては約１５ＧＨｚであり、他の垂直磁界強度では多少シフトし、必ずしも一致していない。図７では、周波数ｆ＝約１５ＧＨｚ、Ｈｄｃ＝−４ｋＯｅを基準とし、Ｈｄｃ＝−１ｋＯｅ、Ｈｄｃ＝−２ｋＯｅ、Ｈｄｃ＝−３ｋＯｅに関しては、Ｈｄｃ＝−４ｋＯｅで最も磁化反転確率が高い周波数である約１５ＧＨｚを基準として、図７のＶカーブの最下点を略一致させるようにしている。
【００６３】
図７のグラフは、各周波数における基準からの低下量（Δ磁化反転確率）であり、値としては正の数値となり、各垂直磁界強度について描いたグラフである。すなわち、図７の縦軸は、最適条件に比較した磁化反転の困難さを表しており、数値が大きいほど磁化反転が起こりにくいことを示している。また、図７の横軸は対数表示に変更されている。
【００６４】
図７に示されるように、ＦＭＲ周波数を基点にして、低周波側では、約３ｄＢ／Ｏｃｔで、また高周波側では、約１２ｄＢ／Ｏｃｔで、それぞれ特性が変わっていることがわかる。従って、ＦＭＲ周波数よりも低い周波数帯では３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度を増加させるように、および、高い周波数帯では１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度を増加させるように周波数特性を持たせた信号源を作ればよいことがわかる。なお、ＦＭＲ周波数よりも低周波数帯では±１ｄＢ／Ｏｃｔの変動幅を持たせ、さらに高周波数帯では±２ｄＢ／Ｏｃｔの変動幅を持たせているのは、実際の変動幅をデータ等で確認して実情に沿わせるようにしたためである。
【００６５】
実際に、図１２に示される各フィルターを用いて、スペクトラム補正したマイクロ波磁界による磁化反転確率の周波数特性が図８に示される。図８の縦軸は磁化反転確率が最大となる周波数での磁化反転確率からの変化量であり、ここでは、特に、Ｈｄｃ＝−４ｋＯｅ、周波数ｆ＝約１５ＧＨｚが基準の０となる。図８に示されるグラフより、磁化反転確率の周波数特性はほぼ平坦となることがわかる。強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数を基準にして、低周波側では３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔで、高周波側では１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔでエネルギーを変化させたマイクロ波磁界を媒体に印加してやれば、磁化反転確率と周波数の関係は平坦に近くなる。印加させるアシスト中心周波数および磁気記録媒体の記録層を構成する磁性微粒子のＦＭＲ周波数がばらついたとしても、図８のように安定した磁化反転確率を維持することが出来るという極めて優れた効果が奏される。
【００６６】
（３）図９〜図１１に示されるグループの説明
図９は、上記図３や図６に相当する図面であって、マイクロ波アシストを行うことによって、磁化反転の容易性の指標となる磁化反転確率（縦軸）と、マイクロ波アシスト周波数（横軸）との関係を示したグラフである。図９において、記録対象である記録層の異方性磁界Ｈｋは１１ｋＯｅのものである。
【００６７】
磁化反転確率は、全ての磁性粒子が同一の方向に磁化した状態で磁性粒子の磁化方向と逆向きの垂直磁界を面内方向のマイクロ波磁界と同時に印加し、磁界の印加によって反転した磁性粒子の個数を全ての磁性粒子の個数で割った値である。すなわち磁化反転確率０は磁性粒子が1個も反転しないことを表し、０．５は半数の磁性粒子が反転し、１は全ての磁性粒子が反転したことを表す。また、グラフにおける各パラメータは、単磁極ヘッドが発生する磁界に相当する垂直磁界である。図９のグラフに示されるように、歳差運動を励起させるためのマイクロ波周波数については、適切な周波数特性があり、エネルギー分布は、各グラフの最上点であるＦＭＲ周波数を中心として、低域の周波数はブロードであり、高域の周波数領域では急峻に感度が悪くなることがわかる。
【００６８】
すなわち、図９のグラフに示されるように、ＦＭＲ周波数付近（図９では、約１５ＧＨｚ）が、最も小さいマイクロ波のエネルギーで歳差運動を励起させることができる。しかしながら、ＦＭＲ周波数（約１５ＧＨｚ）から下側（低い周波数）および上側（高い周波数）の周波数へと、それぞれ離れると、磁化反転確率が低下するために、それを補うマイクロ波のエネルギーが必要となる。従って、ＦＭＲ周波数（約１５ＧＨｚ）から離れるに従ってエネルギーを大きくしてやれば、周波数がＦＭＲ周波数より低い領域、及び高い領域も一様に歳差運動が励起されて磁化反転を起こすためのより高いアシスト効果が得られると考察することができる。
【００６９】
図９で示した磁化反転確率vs周波数の各グラフで、最も磁化反転確率の高い周波数は、Ｈｄｃ＝−４ｋＯｅにおいては約１５ＧＨｚであり、他の垂直磁界強度では多少シフトし、必ずしも一致していない。図１０では、周波数ｆ＝約１５ＧＨｚ、Ｈｄｃ＝−４ｋＯｅを基準とし、Ｈｄｃ＝−１ｋＯｅ、Ｈｄｃ＝−２ｋＯｅ、Ｈｄｃ＝−３ｋＯｅに関しは、Ｈｄｃ＝−４ｋＯｅで最も磁化反転確率が高い周波数である約１５ＧＨｚを基準として、図１０のＶカーブの最下点を略一致させるようにしている。
【００７０】
図１０のグラフは、各周波数における基準からの低下量（Δ磁化反転確率）であり、値としては正の数値となり、各垂直磁界強度について描いたグラフである。すなわち、図１０の縦軸は、最適条件に比較した磁化反転の困難さを表しており、数値が大きいほど磁化反転が起こりにくいことを示している。また、図１０の横軸は対数表示に変更されている。
【００７１】
図１０に示されるように、ＦＭＲ周波数を基点にして、低周波側では、約３ｄＢ／Ｏｃｔで、また高周波側では、約１２ｄＢ／Ｏｃｔで、それぞれ特性が変わっていることがわかる。従って、ＦＭＲ周波数よりも低い周波数帯では３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度を増加させるように、および、高い周波数帯では１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度を増加させるように周波数特性を持たせた信号源を作ればよいことがわかる。なお、ＦＭＲ周波数よりも低周波数帯では±１ｄＢ／Ｏｃｔの変動幅を持たせ、さらに高周波数帯では±２ｄＢ／Ｏｃｔの変動幅を持たせているのは、実際の変動幅をデータ等で確認して実情に沿わせるようにしたためである。
【００７２】
実際に、図１２に示される各フィルターを用いて、スペクトラム補正したマイクロ波磁界による磁化反転確率の周波数特性が図１１に示される。図１１の縦軸は磁化反転確率が最大となる周波数での磁化反転確率からの変化量であり、ここでは、特に、Ｈｄｃ＝−４ｋＯｅ、周波数ｆ＝約１５ＧＨｚが基準の０となる。図１１に示されるグラフより、磁化反転確率の周波数特性はほぼ平坦となることがわかる。強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数を基準にして、低周波側では３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔで、高周波側では１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔでエネルギーを変化させたマイクロ波磁界を媒体に印加してやれば、磁化反転確率と周波数の関係は平坦に近くなる。印加させるアシスト中心周波数および磁気記録媒体の記録層を構成する磁性微粒子のＦＭＲ周波数がバラツいたとしても、図１１のように安定した磁化反転確率を維持することが出来るという極めて優れた効果が奏される。
【００７３】
上記の記録膜特性の異なる３つのグループにおける図３〜図１１に示される結果より、磁性記録層の材質を種々変更させた場合であっても、その膜に合う中心となるＦＭＲ周波数がシフトするのみで、低周波側では、３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔ、高周波側では、１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔの勾配は変わらない傾向であることが確認される。
【００７４】
（磁気記録媒体の好適な構成例についての説明）
磁気記録媒体の好適な構成例について、図１３に基づいて簡単に説明しておく。図１３において積層断面として示される磁気記録媒体２００は、例えば、基板２０１の上に軟磁性裏打ち層２０２、中間層２０３、記録層２０４、保護層２０５、および潤滑層２０６が順次積層された積層構造を備えている。
【００７５】
基板２０１としては、例えば、ガラス基板あるいはＡｌ合金層の上にＮｉ-Ｐ層を積層した積層基板等が好適に用いられる。
【００７６】
軟磁性裏打ち層２０２としては、例えば、ＦｅＣｏＴａＺｒ層、ＦｅＣｏＢ層、ＣｏＴａＺｒ層等が好適に用いられる。その厚さは５０〜２００ｎｍ程度とされる。
【００７７】
中間層２０３としては、例えば、Ｒｕ、ＰｄＰｔ、ＭｇＯ等が用いられる。その厚さは１０〜２５ｎｍ程度とされる。
【００７８】
記録層２０４としては、例えば、上述したように、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ2グラニュラー記録層や、（Ｃｏ／Ｐｄ）を交互に例えば２０層積層した超格子膜や、ＦｅＰｄや、ＣｏＰｔＣｒＯ、ＣｏＰｔ-ＴｉＯ2等の材料が好適に用いられる。その厚さは１０〜２５ｎｍ程度とされる。
【００７９】
保護層２０５としては、例えば、カーボン、特にＤＬＣが好適に用いられる。その厚さは２〜５ｎｍ程度とされる。
【００８０】
潤滑層２０６としては、例えば、パーフロオロポリエーテル等が好適に用いられる。その厚さは１〜３ｎｍ程度とされる。
【００８１】
（薄膜磁気ヘッドの構造の説明）
上述してきた本発明の磁気記録方法を実施するに際して、用いられる薄膜磁気ヘッド（マイクロ波アシストヘッド）の説明をする前に、マイクロ波アシスト機構を備えていない一般のヘッド構造について図１４〜図２０を参照しつつ説明しておく。このような一般的なヘッド構造を説明しておくことにより、本発明の磁気記録方法を実施するに際して、用いられるマイクロ波アシストヘッドの構造の理解が容易となるからである。
【００８２】
＜マイクロ波アシスト機構を備えていない一般のヘッド構造についての説明＞
マイクロ波アシスト機構を備えていない一般のヘッド構造について説明する。
【００８３】
以下の本発明の説明において、図面に示されるＸ軸方向の寸法を「幅」、Ｙ軸方向の寸法を「長さ」、Ｚ軸方向の寸法を「厚さまたは高さ」とそれぞれ表記する。また、Ｙ軸方向のうちのエアベアリング面（記録媒体と対向する薄膜磁気ヘッドの面）に近い側を「前方」、その反対側（奥域側）を「後方」と表記する。また、積層膜を積み上げる方向を「上方」または「上側」、その反対方向を「下方」または「下側」と称する。
【００８４】
図１４は磁気ヘッドの全体構造を模式的に示した斜視図である。図１５は、磁気ヘッドの記録ヘッド部の平面図であり、図１６は図１５のα−α断面矢視図であり、図１７は図１５のβーβ断面矢視図である。
【００８５】
図１４に示されるように、磁気ヘッドは、略直方体構造のスライダ基体１を有する。スライダ基体１は、浮上特性に直接関与するエアベアリング面７０を有しており、空気の流れ方向Ｍ（ディスク形状の磁気記録媒体の実質的な線移動方向と同じ）に対して空気流出端側（トレーリングエッジ側）に存在する側端面に、記録ヘッド部１００Ｂ、再生ヘッド部１００Ａを備えている。
【００８６】
記録ヘッド部１００Ｂおよび再生ヘッド部１００Ａの詳細が、図１５〜図１７に示される。
【００８７】
図１４〜図１７に示される磁気ヘッドは、記録および再生の双方を実行可能な複合型ヘッドとして構成されている。当該磁気ヘッドは、スライダ基体１上に、絶縁膜２と、磁気抵抗効果（ＭＲ：magneto-resistive effect）を利用した再生ヘッド部１００Ａと、分離膜９と、垂直記録方式の記録処理を実行する記録ヘッド部１００Ｂと、オーバーコート膜となる非磁性膜２１とが、この順に積層された状態で構成されている。
【００８８】
（再生ヘッド部１００Ａの説明）
再生ヘッド部１００Ａは、例えば、下部リードシールド膜３と、シールドギャップ膜４と、上部リードシールド膜３０とがこの順に積層されて構成される。シールドギャップ膜４には、エアベアリング面７０に露出するように再生ヘッド素子（ＭＲ素子８）が埋設されている（図１６参照）。
【００８９】
下部リードシールド膜３および上部リードシールド膜３０は、いずれもＭＲ素子８を周辺から磁気的に分離するものであり、エアベアリング面７０から後方に向かって延びて構成されている。下部リードシールド膜３は、例えば、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）などの磁性材料により構成されている。上部リードシールド膜３０は、例えば、非磁性膜６を挟んで２つの上部リードシールド膜部分５、７が積層されて構成されている。上部リードシールド膜部分５、７は、例えば、いずれもニッケル鉄合金などの磁性材料により構成されている。非磁性膜６は、例えば、ルテニウム（Ｒｕ）またはアルミナなどの非磁性材料により構成されている。なお、上部リードシールド膜３０は、上記の３層構造に限定されることなく、例えば、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）などの磁性材料により構成された１層からなる構造のものであってもよい。
【００９０】
シールドギャップ膜４は、ＭＲ素子８を周辺から電気的に分離するものであり、例えばアルミナなどの非磁性絶縁材料により構成される。ＭＲ素子８は、例えば、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ：giant magneto-resistive effect）またはトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ：tunneling magneto-resistive effect）などの素子から構成される。
【００９１】
（記録ヘッド部１００Ｂの説明）
記録ヘッド部１００Ｂは、非磁性膜１１と、磁極膜５０と、磁気連結用の開口部（バックギャップ１６ＢＧ）が設けられた磁気ギャップ膜１６と、絶縁膜１９の内部に埋設されたコイル膜１８と、磁性膜６０と、第１のライトシールド膜１５と、第２のライトシールド膜１７とを含んでいる。
【００９２】
非磁性膜１１は、補助磁極膜１０を周囲から電気的および磁気的に分離するものであり、例えば、アルミナなどの非磁性材料により構成されている。
【００９３】
磁極膜５０は、エアベアリング面７０から後方に向かって延びており、補助磁極膜１０および主磁極膜４０を含んでいる。補助磁極膜１０および主磁極膜４０は設計仕様によっては、上下（Ｚ方向）逆に配置することもできる。また、磁気連結用の開口部（バックギャップ１６ＢＧ）に形成された連結用の磁性層は、連結ヨーク２０ａと称することもある。
【００９４】
補助磁極膜１０は、エアベアリング面７０よりも後退した位置からバックギャップ１６ＢＧまで延びている。この補助磁極膜１０は、例えば、主磁極膜４０に対してリーディング側に配置されていると共に、図１５に示されるように、矩形型の平面形状（幅寸法Ｗ２）を有している。補助磁極膜１０は、前述したように主磁極膜４０のトレーリング側に配置されていてもよい。
【００９５】
主磁極膜４０は、エアベアリング面７０からバックギャップ１６ＢＧまで延びている。この主磁極膜４０は、例えば、図１５に示されるように、エアベアリング面７０から後方に向かって延びる幅の狭い書込磁極部４０Ａと、その書込磁極部４０Ａの後方に連なる幅の広いボディ部４０Ｂとを含んでいる。
【００９６】
書込磁極部４０Ａは、実質的な磁束の放出部分（いわゆる磁極膜）であり、記録トラック幅を規定する一定幅寸法Ｗ１を有している。ボディ部４０Ｂは、書込磁極部４０Ａに磁束を供給する部分であり、幅寸法Ｗ１よりも大きな幅寸法Ｗ２を有している。このボディ部４０Ｂの幅は、前方において書込磁極部４０Ａへ近づくにしたがって次第に狭まっている。この主磁極膜４０の幅寸法が、幅寸法Ｗ１から幅寸法Ｗ２へ拡がり始める位置は、いわゆるフレアポイントＦＰである。
【００９７】
主磁極膜４０は、エアベアリング面７０に近い側における端面４０Ｍが、トレーリング側に位置する長辺およびリーディング側に位置する短辺をそれぞれ上底および下底とする逆台形形状である。この台形形状の上端縁が、実質的な記録箇所である。
【００９８】
磁気ギャップ膜１６は、磁極膜５０と磁性膜６０とを磁気的に分離するためのギャップであり、例えば、アルミナなどの非磁性絶縁材料またはルテニウムなどの非磁性導電性材料により構成されている。
【００９９】
記録コイル膜１８は、媒体への磁気記録のための磁束を発生させるものであり、例えば、銅（Ｃｕ）などの高導電性材料により構成されている。この記録コイル膜１８は、図１５に示されるように、バックギャップ１６ＢＧ（連結ヨーク２０ａ）を中心として巻回された巻回構造（スパイラル構造）を有している。
【０１００】
絶縁膜１９は、記録コイル膜１８を周辺から電気的に分離するものであり、例えば、加熱時に流動性を示すフォトレジストまたはスピンオングラス（ＳＯＧ：Spin On Glass ）などの非磁性絶縁材料により構成されている。この絶縁膜１９の最前端位置はスロートハイトゼロ位置ＴＰであり、そのスロートハイトゼロ位置ＴＰとエアベアリング面７０との間の距離はいわゆるスロートハイトＴＨである。図１５では、スロートハイトゼロ位置ＴＰがフレアポイントＦＰに一致している場合を示している。
【０１０１】
磁性膜６０は、磁極膜５０から放出される磁束のうち、その広がり成分を取り込むことにより垂直磁界の勾配を急峻化させると共に、記録媒体から戻る磁束を取り込むことにより、記録ヘッド１００Ｂと記録媒体との間において磁束を循環させるものである。磁性膜６０は、磁極膜５０のトレーリング側においてエアベアリング面７０から後方に向かって延びることにより、前方において磁気ギャップ膜１６により磁極膜５０から隔てられていると共に、後方においてバックギャップ１６ＢＧを通じて磁極膜５０に連結されている。エアベアリング面７０に近い側における磁性膜６０の端面６０Ｍは、例えば、図１５に示したように、幅寸法Ｗ１よりも大きな幅寸法Ｗ３を有する矩形形状である。この磁性膜６０は、例えば、互いに別体をなす第２のライトシールド膜１７およびリターンヨーク膜２０を含んでいる。
【０１０２】
第１及び第２のライトシールド膜１５、１７は、主に、垂直磁界勾配の増大機能を担うものであり、例えば、ニッケル鉄合金または鉄系合金などの高飽和磁束密度磁性材料により構成されている。第１及び第２のライトシールド膜１５、１７は、いわゆるWrap-Around構造を構成する。そして、これらの膜は、磁性膜２０も含めて本願においてトレーリングシールド２００と称されることがある。
【０１０３】
図１６に示されるWrap-Around構造は、主磁極膜４０を構成する書込磁極部４０Ａの媒体対向面側の両側面に、磁気ギャップ膜４１を介して、第１のライトシールド膜１５が隣接する。したがって、書込磁極部４０Ａの両側部には、ライトシールド膜１５によるサイドシールド膜が形成される。
【０１０４】
また、書込磁極部４０Ａの媒体対向面側の上面に、磁気ギャップ膜１６を介して、第２のライトシールド膜１７が隣接する。第２のライトシールド膜１７は、ペデスタル・ヨーク（Pedestal Yoke）とも称されるもので、第２のライトシールド膜１７と、書込磁極部４０Ａの上面との間に挟まれた磁気ギャップ膜１６が、書込ギャップとなる。
【０１０５】
第１及び第２のライトシールド膜１５、１７は、上述した配置により、磁極膜５０から放出された磁束の広がり成分を取り込み、垂直磁界の磁界勾配を増大させ、記録幅を狭める。
【０１０６】
第２のライトシールド膜１７は、磁気ギャップ膜１６に隣接しながらエアベアリング面７０から後方に向かって延びており、その後端において絶縁膜１９に隣接している。これにより、ライトシールド膜１７は、絶縁膜１９の最前端位置（スロートハイトゼロ位置ＴＰ）を規定する役割を担っている。
【０１０７】
リターンヨーク膜２０は、磁束の循環機能を担うものであり、例えば、ライトシールド膜１７と同様の磁性材料により構成されている。このリターンヨーク膜２０は、図１７に示されるように、ライトシールド膜１７のトレーリング側において、エアベアリング面７０から絶縁膜１９上を経由してバックギャップ１６ＢＧまで延びており、前方においてライトシールド膜１７に連結されていると共に後方においてバックギャップ１６ＢＧを通じて磁極膜５０に連結されている。
【０１０８】
非磁性膜２１は、磁気ヘッドを保護するものであり、例えば、アルミナなどの非磁性絶縁材料により構成されている。
【０１０９】
図１８には、Wrap-Around構造の別の形態例が示されている。この例では、書込磁極部４０Ａの全周を、連続する磁気ギャップ膜４１及び上部磁気ギャップ膜１６によって覆い、その周辺に第１及び第２のライトシールド（１５、１７）に相当するライトシールド膜１５が配置されている。即ち、書込磁極部４０Ａを、ライトシールド膜１５の内部に埋設した構造であり、書込磁極部４０Ａの両側に位置するシールド膜がサイドシールド膜として機能し、上側に位置するシールド膜が、図１４〜図１７における第２のライトシールド膜として機能する。
【０１１０】
Wrap-Around構造については、上記の形態に限定されることなく種々の形態が採択され得る。
【０１１１】
図１９には、Wrap-Around構造の磁気ヘッドの要部を示した概略構成図（ほぼＹ−Ｚ平面図に近い斜視図）が示される。図２０には図１９からトレーリングシールド２００を取り除いて、ヘッドの内部を立体的に見やすくした斜視図が示される。これらの図面には、要部の構造のみが示されている。前述と同一の符号は、実質的に同じ機能を有する部材であって、これらの図面においては、補助磁極膜１０が主磁極膜４０のトレーリング側に配置された例が記載されている。符号１８ａ，１８ｂは、記録コイル用のボンディングパッドである。また、図１９においては、記録コイル用のボンディングパッドおよびコイルが重なった状態となっており、それらの構成分かりにくいが、図２０を見ることによって、その内容は明確になるであろう。なお、図２０に示される主磁極膜４０の先端である書込磁極部４０ＡがＡＢＳに露出できるように、その箇所に該当するトレーリングシールド２００のＡＢＳには切り欠き部が形成されている。書込磁極部４０Ａから磁気記録媒体に向けて書き込み磁界を放出できるようにするためである。
【０１１２】
次いで、本発明の磁気記録方法を実施するに際して、用いられる薄膜磁気ヘッド（マイクロ波アシストヘッド）構成例について説明する。副コイル（Sub-coil）を備える薄膜磁気ヘッドの構成と、マイクロ波放射器（Radiator）を備える薄膜磁気ヘッドの構成の２タイプが存在する。
【０１１３】
＜マイクロ波帯域の磁界を発生させるための副コイル（Sub-coil）を備える薄膜磁気ヘッドの構成について＞
図２１および図２２に示される磁気ヘッドは、マイクロ波アシスト手法として、副コイル１５０を備えた磁気ヘッドである。
【０１１４】
図２１は、磁気ヘッドの主磁極膜４０と、補助磁極に相当するトレーリングシールド２００との間に副コイル１５０を備え、副コイル１５０に本発明の記録方法を実施すべく所望の変調されたマイクロ波帯域の交流電流を駆動して面内交流磁界を発生させるタイプの薄膜磁気ヘッドであって、略Ｙ−Ｚ平面図に近い概略図である。
【０１１５】
図２２は、図２１に示される状態からトレーリングシールド２００を取り除いて、ヘッドの内部、特に、副コイル１５０の存在を立体的に見やすくした斜視図である。これらの図面には、要部の構造のみを示している。また、前述と同一の符号は、実質的に同じ機能を有する部材であって、これらの図面においては、補助磁極膜１０が主磁極膜４０のトレーリング側に配置された例が記載されている。図２２に示されるように、符号１８ａ，１８ｂは、記録コイル用のボンディングパッドである。符号１５０ａ，１５０ｂは、それぞれ、副コイル用ボンディングパッドである。符号１５０は略リング状の副コイルであり、連結ヨーク２０ａを略一周取り囲んで、副コイル用ボンディングパッド１５０ａ，１５０ｂへ繋がるように配線されている。
【０１１６】
副コイル用ボンディングパッド１５０ａ，１５０ｂを介して、発明の記録方法を実施すべく所望の変調されたマイクロ波帯域の交流電流が副コイル１５０に印加される。なお、図２２に示される主磁極膜４０の先端である書込磁極部４０ＡがＡＢＳに露出できるように、その箇所に該当するトレーリングシールド２００のＡＢＳには切り欠き部が形成されている。書込磁極部４０Ａから磁気記録媒体に向けて書き込み磁界を放出できるようにするためである。
【０１１７】
なお、磁気ヘッドは、面内交流磁界の最大値が垂直記録磁界の最大値よりも小さくなるように構成されている。すなわち、前記記録コイル膜１８による励磁され記録層に印加される垂直磁界の強度Ｈｐと、副コイル１５０（Sub-coil）により励磁され記録層に印加される面内磁界の強度Ｈｈとの比、Ｈｈ／Ｈｐは、０．１〜０．４であるように構成されることが望ましい。この比の関係は、後述するマイクロ波放射器（Radiator）を用いた場合も同様な比とされる。
【０１１８】
垂直記録磁界とは、磁気記録媒体の記録層の積層面にほぼ垂直な方向に印加される磁界をいう。また、面内交流磁界とは、記録層の積層面である表面に対してほぼ平行な方向に印加される磁界をいう。
【０１１９】
副コイル１２６の厚さは、例えば、１０〜５０ｎｍであることが好ましい。
【０１２０】
一般に、ヘッドの製造工程において主磁極層４０の磁気記録媒体対向面である先端４０Ａは研磨される。従って、副コイル１５０が研磨されることを回避するためには、副コイル１５０の先端は、主磁極層４０の先端よりも１０ｎｍ程度、あるいはそれ以上、磁気記録媒体から離れる方向に引き込んでいることが好ましい。
【０１２１】
図２２において、副コイル１５０は単巻きであるが、副コイルの巻数は特に限定されない。２巻き以上でもよい。また、図２２において、副コイル１５０は単層であるが、これに限定されることなく、２層以上を段積みした多層としてもよい。副コイル１５０の巻数や層数を増やすことによって、副コイル１５０に供給する電流を抑制しつつ、面内交流磁界を増大させることができる。
【０１２２】
このようなマイクロ波帯域の磁界を発生させるための副コイル（Sub-coil）１５０を備える薄膜磁気ヘッドの作用は以下のとおり。
【０１２３】
すなわち、記録ヘッドの記録コイル膜１８に直流電流を供給することにより当該コイルが直流磁界を発生する。この直流磁界は主磁極膜４０の先端である書込磁極部４０Ａから磁気記録媒体に印加され、記録層、軟磁性裏打ち層を通過して、トレーリングシールド２００へと還流される。
【０１２４】
この一方で、副コイル１５０に、本願所望の変調されたマイクロアシスト波帯の交流電流が印加されると、交流磁界が発生する。この交流磁界は高周波であるので表皮効果により、主磁極膜４０の先端である書込磁極部４０Ａから磁気記録媒体の表層を通過（磁気記録媒体の表面にほぼ平行な方向でつまり媒体記録層に面内方向に還流）して、トレーリングシールド２００へと還流される。
【０１２５】
マイクロ波帯域の周波数の面内交流磁界が記録層に印加されることにより、垂直磁気記録に要する垂直方向の記録磁界を大幅に低減することができる。例えば、面内交流磁界を印加しない場合との比較において、面内交流磁界を印加することで記録層の磁化を反転させることができる垂直磁界を４０％程度以上低減することが可能となり、さらには６０％程度まで低減することが可能となる。
【０１２６】
＜マイクロ波を放射するためのマイクロ波放射器（Radiator）を備える薄膜磁気ヘッドの構成について＞
図２３〜図２７に示される磁気ヘッドは、マイクロ波アシスト手法として、マイクロ波放射器（Radiator）１７５を備える磁気ヘッドである。
【０１２７】
図２３は、主磁極膜４０と、補助磁極に相当するトレーリングシールド２００の前部近傍（−Ｚ方向）、かつＡＢＳに配置されたマイクロ波放射器（Radiator）１７５（拡大された詳細図は図２６を参照）を備えた磁気ヘッドの図面であって、略Ｙ−Ｚ平面図を示す概略図である。当該マイクロ波放射器（Radiator）１７５に、本発明の記録方法を実施すべく所望の変調されたマイクロ波帯域の交流電流を駆動して、磁気記録媒体の記録層に対して面内交流磁界が発生させられる。当該図面を含めて以下の図面には、要部の構造のみが示されている。
【０１２８】
図２４は、図２３に示される状態から、記録ヘッド部１００Ａを取り除いて、当該取り除かれた記録ヘッド部１００Ａ側からヘッド内部の要部構造を見て（リーディング側からトレーリング側を見ている、つまり基板側から見た図である）、マイクロ波放射器（Radiator）１７５に接続される配線構造を分かりやすく示した斜視図である。前述と同一の符号は、実質的に同じ機能を有する部材であって、これらの図面においては、補助磁極膜１０が主磁極膜４０のトレーリング側に配置された例が記載されている。
【０１２９】
マイクロ波放射器（Radiator）１７５は、インバーテッドマイクロストリップライン（Ｉ−ＭＬＩＮ）を構成し、記録媒体に対向するようにして記録ヘッド部のＡＢＳに配置されている。図２４に示されるように、マイクロ波放射器１７５には、線路導体１７１、１７２が接続され、これらの線路導体１７１、１７２は、マイクロ波放射体用のボンディングパッド１７０ａ，１７０ｂが接続される。そして、マイクロ波放射体用のボンディングパッド１７０ａ，１７０ｂに本発明の記録方法を実施すべく所望の変調されたマイクロ波帯域の交流電流が印加されるようになっている。
【０１３０】
図２５は、マイクロ波を放射するためのマイクロ波放射器１７５（Radiator）を備える薄膜磁気ヘッドのＡＢＳ側を見た斜視図である。ただし、内部構造を見やすくするために、Wrap-Around構造を形成するトレーリングシールド２００は除いた状態で記載されている。マイクロ波放射器１７５は、書込磁極部４０Ａを囲むようにコの字形状をなして構成されている。コの字状の連結された直線箇所１７５ａが磁気記録媒体側に最も接近するように、コの字体を傾斜させるようにしてもよい。書込磁極部４０Ａの実質的な記録部分に最も近い部分においてマイクロ波放強度を高めるためである。
【０１３１】
図２６は、図２５におけるマイクロ波放射器（Radiator）１７５の近傍をさらに拡大して示した斜視図である。図２７は、マイクロ波を放射するためのマイクロ波放射器（Radiator）を備える薄膜磁気ヘッドのＡＢＳ側を見た斜視図であり、Wrap-Around構造を形成するトレーリングシールド２００はそのまま存在している。図２７から分かるように、トレーリングシールド２００のＡＢＳ側であって、シールドの端面２００ａには、書込磁極部４０Ａおよびその周辺に配置されマイクロ波放射器（Radiator）１７５がそれぞれＡＢＳに露出できるように、例えば四角形状の切り欠き部２０１が形成されている。
【０１３２】
なお、マイクロ波放射器（Radiator）１７５は、磁気記録媒体に対してマイクロ波を放射する機能を実際に発現する部分である。すなわち、磁気記録媒体が空気からなる空間を介して接地導体となり、対向するマイクロ波放射器（Radiator）１７５から磁気記録媒体に向けて電気力線が形成され、これに伴い、磁気記録媒体の面内高周波磁界が発生する。
そして、このマイクロ波放射器１７５に本発明の記録方法が実現できるように所望のマイクロ波変調信号が印加されるようになっている。
【０１３３】
マイクロ波放射器（Radiator）１７５はＣｕ等の導電性材料から構成される。
【０１３４】
なお、ここで本発明で使用されるインバーテッドマイクロストリップライン（Ｉ−ＭＬＩＮ）と、本願発明では使用され難いストリップラインと、マイクロストリップラインと、ＣＰＷ（コプレーナ）との構造の差異について簡単に説明しておく。
【０１３５】
（１）インバーテッドマイクロストリップライン（Ｉ−ＭＬＩＮ）
インバーテッドマイクロストリップライン（Ｉ−ＭＬＩＮ）は、簡略的にモデル図で示すと、図２８のように示され、マイクロ波放射体である放射器の伝送線路３８００が、誘電体層３９００の片面の上に埋設されるとともに、その端部面３８０１が、空気中に出ており、その端部に対向するように、磁気記録媒体４０００が対向配置される。磁気記録媒体がいわゆるグランド導体の役目を果たし、マイクロ波放射体である線路の放射器から磁気記録媒体に向けて電気力線（矢印で示す）が印加され、その電気力線の垂直方向に高周波磁界が発生する。いわゆる磁気記録媒体への面内高周波磁界が印加される。なお、伝送線路３８００は、部分的に埋設されていなくてもよく、誘電体層３９００の上に形成されていてもよい。
【０１３６】
（２）ストリップライン
図２９に示されるように伝送線路３８１０は誘電体層３９００の中に完全に埋設されており、伝送線路３８１０の上下には誘電体層３９００を介してグランド導体４０１０がそれぞれ、配置される。マイクロ波放射体である伝送線路３８１０の放射器から上下のグランド導体４０１０に向けて、それぞれ、電気力線（矢印で示す）が印加され、その電気力線の垂直方向に磁界が発生する。
【０１３７】
（３）マイクロストリップライン
図３０に示されるように、グランド導体４０２０の上に、誘電体層３９００が形成され、その上に、マイクロ波放射体である伝送線路３８２０が形成される。この場合、伝送線路３８２０からの電気力線（矢印で示す）は、誘電体層３９００を介して、グランド導体４０２０に向けて印加され、その電気力線の垂直方向に磁界が発生する。
【０１３８】
（４）ＣＰＷ（コプレーナ：Co-Planer-Waveguide）
図３１に示されるように、グランド導体４０３０の上に、誘電体層３９００が形成され、その上に、端部が露出するようにマイクロ波放射体である伝送線路３８２０が形成される。さらに、伝送線路３８２０の図面の左右の両端部の誘電体層の上にも、１対のグランド導体４０３１，４０３２が設置される。この場合、線路３８２０からの電気力線（矢印で示す）は、誘電体層３９００を介して、グランド導体４０３０に向けて印加されるもの、および、伝送線路３８２０の両端部から左右の１対のグランド導体４０３１，４０３２にそれぞれ向けて印加され、これらの各電気力線の垂直方向に磁界が発生する。
【０１３９】
なお、図３１に示されるタイプのものは、下面グラウンド付きのコプレーナと言われており、下面のグランド導体４０３０が存在しないものもある（一般的なコプレーナ）。
【０１４０】
上述してきたようなマイクロ波アシストヘッドを用いて、上記の本発明の磁気記録方法を実施することによって、周波数が強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数よりも低い領域も高い領域も略一様に、磁気記録媒体の記録層中を構成する磁性微粒子のスピンの歳差運動が励起されて磁化反転が効率良く行われて、高いアシスト効果を発現させることができる。換言すれば、本発明によれば、磁化反転確率と周波数の関係は平坦に近くなり、印加させるマイクロ波中心周波数の変化ないしバラツキや、磁気記録媒体の記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数の変化ないしバラツキに対して、非常に柔軟に対応出来ることになる。
【０１４１】
前記副コイル（Sub-coil）や前記マイクロ波放射器（Radiator）に接続される端子の内の一方の端子は、マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）源に接続され、反対側の他方の端子は、接地電位とするように構成される。あるいは、前記副コイル（Sub-coil）や前記マイクロ波放射器（Radiator）に接続される端子の内の一方の端子は、マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）源に接続され、反対側の他方の端子は、マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）源とは位相が１８０度異なる相似の信号源に接続される接地電位とするように構成してもよい。
【符号の説明】
【０１４２】
１５０…副コイル
１７５…マイクロ波放射器（Radiator）
２００…磁気記録媒体
２０４…記録層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
書込磁極部（Main Pole）と、
補助磁極と、
前記書込磁極部に書き込み磁界を発生させるための書き込み用コイルと、
前記書込磁極部および補助磁極との間に配置され磁気記録媒体の面内方向にマイクロ波帯域の磁界を発生させるための副コイル（Sub-coil）、あるいは前記書込磁極部に近接して設けられマイクロ波を放射するためのマイクロ波放射器（Radiator）を、を有する薄膜磁気ヘッドを用い、当該薄膜磁気ヘッドと対向配置される磁気記録媒体の記録層へ磁気記録する磁気記録方法であり、
当該磁気記録方法は、前記副コイル（Sub-coil）または前記マイクロ波放射器（Radiator）に、搬送波としての前記記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数を帯域内に含んだマイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）を印加させて発生する面内高周波磁界によって前記記録層の磁化反転磁界Ｈｓｗを低下させつつ、磁気記録を行うことを特徴とする磁気記録方法。
【請求項２】
前記マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）の周波数スペクトラムは、
磁気記録媒体の記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数より下側の周波数域では、３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度を増加させるように構成され、磁気記録媒体の記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数より上側の周波数域では、１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度を増加させるように構成される、請求項１に記載の磁気記録方法。
【請求項３】
前記マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）の周波数スペクトラムは、
磁気記録媒体の記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数より下側の周波数域で３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度を増加させるために、遮断周波数が強磁性共鳴周波数（ＦＭＲ）であって、強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数の低域側では３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔの周波数特性を持つローパスフィルターで調整され、
強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数より上側の周波数域で１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度を増加させるために、周波数の高域側で１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔの周波数特性を持つハイパスフィルターで調整される、請求項１または請求項２に記載の磁気記録方法。
【請求項４】
前記マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）の周波数スペクトラムは、
強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数より下側の周波数域で３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度が増加し、強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数より上側の周波数域で１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度が増加するような周波数特性を持ち、中心周波数が強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数となるバンドエリミネーションフィルターで調整される、請求項１または請求項２に記載の磁気記録方法。
【請求項５】
前記マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）は、白色雑音による変調信号により、磁気記録媒体の記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数である搬送波を、位相変調したものであり、その変調度は、０（０を含まない）〜２π（２πを含まない）ラジアンである、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の磁気記録方法。
【請求項６】
前記マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）は、疑似ランダム信号（Pseudo Noise）による変調信号により、磁気記録媒体の記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数である搬送波を、位相変調したものであり、その変調度は、０（０を含まない）〜２π（２πを含まない）ラジアンである、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の磁気記録方法。
【請求項７】
前記書込磁極部（Main Pole）から、磁気記録媒体の記録層の膜面の垂直方向に記録磁界を印加すると同時に、前記副コイル（Sub-coil）または前記マイクロ波放射器（Radiator）に、搬送波としての前記記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数を帯域内に含んだマイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）を印加させて、磁気記録媒体の記録層の面内方向に高周波磁界を加えて磁化反転による記録動作を行なう請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の磁気記録方法。
【請求項８】
搬送波として選定される前記記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数は、１０〜２０ＧＨｚの範囲である請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の磁気記録方法。
【請求項９】
前記副コイル（Sub-coil）または前記マイクロ波放射器（Radiator）に連結される一方の端子は、マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）源に接続されており、反対側の他方の端子は、接地電位とされる請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の磁気記録方法。
【請求項１０】
前記副コイル（Sub-coil）または前記マイクロ波放射器（Radiator）に連結される一方の端子は、マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）源に接続されており、反対側の他方の端子は、マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）源とは位相が１８０度異なる相似の信号源に接続される請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の磁気記録方法。
【請求項１１】
前記書き込み用コイルによる励磁され記録層に印加される垂直磁界の強度Ｈｐと、前記副コイル（Sub-coil）または前記マイクロ波放射器（Radiator）により励磁され記録層に印加される面内磁界の強度Ｈｈとの比、Ｈｈ／Ｈｐが０．１〜０．４である請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の磁気記録方法。
【請求項１】
書込磁極部（Main Pole）と、
補助磁極と、
前記書込磁極部に書き込み磁界を発生させるための書き込み用コイルと、
前記書込磁極部および補助磁極との間に配置され磁気記録媒体の面内方向にマイクロ波帯域の磁界を発生させるための副コイル（Sub-coil）、あるいは前記書込磁極部に近接して設けられマイクロ波を放射するためのマイクロ波放射器（Radiator）を、を有する薄膜磁気ヘッドを用い、当該薄膜磁気ヘッドと対向配置される磁気記録媒体の記録層へ磁気記録する磁気記録方法であり、
当該磁気記録方法は、前記副コイル（Sub-coil）または前記マイクロ波放射器（Radiator）に、搬送波としての前記記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数を帯域内に含んだマイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）を印加させて発生する面内高周波磁界によって前記記録層の磁化反転磁界Ｈｓｗを低下させつつ、磁気記録を行うことを特徴とする磁気記録方法。
【請求項２】
前記マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）の周波数スペクトラムは、
磁気記録媒体の記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数より下側の周波数域では、３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度を増加させるように構成され、磁気記録媒体の記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数より上側の周波数域では、１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度を増加させるように構成される、請求項１に記載の磁気記録方法。
【請求項３】
前記マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）の周波数スペクトラムは、
磁気記録媒体の記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数より下側の周波数域で３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度を増加させるために、遮断周波数が強磁性共鳴周波数（ＦＭＲ）であって、強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数の低域側では３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔの周波数特性を持つローパスフィルターで調整され、
強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数より上側の周波数域で１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度を増加させるために、周波数の高域側で１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔの周波数特性を持つハイパスフィルターで調整される、請求項１または請求項２に記載の磁気記録方法。
【請求項４】
前記マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）の周波数スペクトラムは、
強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数より下側の周波数域で３ｄＢ±１ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度が増加し、強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数より上側の周波数域で１２ｄＢ±２ｄＢ／Ｏｃｔで信号強度が増加するような周波数特性を持ち、中心周波数が強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数となるバンドエリミネーションフィルターで調整される、請求項１または請求項２に記載の磁気記録方法。
【請求項５】
前記マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）は、白色雑音による変調信号により、磁気記録媒体の記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数である搬送波を、位相変調したものであり、その変調度は、０（０を含まない）〜２π（２πを含まない）ラジアンである、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の磁気記録方法。
【請求項６】
前記マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）は、疑似ランダム信号（Pseudo Noise）による変調信号により、磁気記録媒体の記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数である搬送波を、位相変調したものであり、その変調度は、０（０を含まない）〜２π（２πを含まない）ラジアンである、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の磁気記録方法。
【請求項７】
前記書込磁極部（Main Pole）から、磁気記録媒体の記録層の膜面の垂直方向に記録磁界を印加すると同時に、前記副コイル（Sub-coil）または前記マイクロ波放射器（Radiator）に、搬送波としての前記記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数を帯域内に含んだマイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）を印加させて、磁気記録媒体の記録層の面内方向に高周波磁界を加えて磁化反転による記録動作を行なう請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の磁気記録方法。
【請求項８】
搬送波として選定される前記記録層の強磁性共鳴（ＦＭＲ）周波数は、１０〜２０ＧＨｚの範囲である請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の磁気記録方法。
【請求項９】
前記副コイル（Sub-coil）または前記マイクロ波放射器（Radiator）に連結される一方の端子は、マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）源に接続されており、反対側の他方の端子は、接地電位とされる請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の磁気記録方法。
【請求項１０】
前記副コイル（Sub-coil）または前記マイクロ波放射器（Radiator）に連結される一方の端子は、マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）源に接続されており、反対側の他方の端子は、マイクロ波スペクトラム拡散信号（ＳＳ信号）源とは位相が１８０度異なる相似の信号源に接続される請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の磁気記録方法。
【請求項１１】
前記書き込み用コイルによる励磁され記録層に印加される垂直磁界の強度Ｈｐと、前記副コイル（Sub-coil）または前記マイクロ波放射器（Radiator）により励磁され記録層に印加される面内磁界の強度Ｈｈとの比、Ｈｈ／Ｈｐが０．１〜０．４である請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の磁気記録方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【公開番号】特開２０１２−１０８９９１（Ｐ２０１２−１０８９９１Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５８７１１（Ｐ２０１０−２５８７１１）
【出願日】平成２２年１１月１９日（２０１０．１１．１９）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１９日（２０１０．１１．１９）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
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