成形されたエネルギー放射端部を備えた近接場変換器
【課題】熱アシスト磁気記録における局所的加熱の効率、位置合せ、精度および小型化を高めるためのよりよい設計を提供する。
【解決手段】磁気記録ヘッドは、書込極と、書込極の近くにあり、光エネルギーを焦点に集束させる近接場変換器とからなる。近接場変換器は、導波路から光エネルギーを受けるように位置決めされている。近接場変換器は、エネルギーを受ける端部とエネルギーを放射する端部とを含む。エネルギーを受ける端部は、導波路の焦点の近くに位置し、エネルギー放射端部は、書込極に近い方がより狭く、書込極から遠い方がより幅広くなるように成形されている。
【解決手段】磁気記録ヘッドは、書込極と、書込極の近くにあり、光エネルギーを焦点に集束させる近接場変換器とからなる。近接場変換器は、導波路から光エネルギーを受けるように位置決めされている。近接場変換器は、エネルギーを受ける端部とエネルギーを放射する端部とを含む。エネルギーを受ける端部は、導波路の焦点の近くに位置し、エネルギー放射端部は、書込極に近い方がより狭く、書込極から遠い方がより幅広くなるように成形されている。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
発明の詳細な説明
背景
熱アシスト磁気記録（ＨＡＭＲ：Heat Assisted Magnetic Recording）は概して、記録媒体を局所的に加熱して保磁力を減少させるというコンセプトを指す。これにより、熱源によって引き起こされる一時的な磁気的軟化の間、印加された磁気書込場が磁化をより容易に方向付けることが可能になる。ＨＡＭＲにより、小粒子媒体をより大きな磁気異方性で室温で用いて十分な熱安定性を確保することが可能になり、これはより高面密度で記録するために望ましい。ＨＡＭＲは、傾斜媒体、長手媒体、垂直媒体およびパターン化媒体を含めて任意の種類の磁気記録媒体に適用可能である。媒体を加熱することによって、Ｋuまたは保磁力は、磁気書込場が媒体に書込むのに十分であるよう減少される。一旦媒体が周囲温度まで冷めると、保磁力の値は、記録された情報の熱的安定性を確保するのに十分に高い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
局所的加熱の効率、位置合せ、精度および小型化を高めるためによりよい設計が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
概要
磁気記録ヘッドは、書込極と、外部源から光エネルギーを受けるように位置決めされ、上記書込極に近接して位置決めされた近接場変換器とを含む。上記近接場変換器は、共鳴して、加熱されたスポットを記録媒体上に生成する。上記記録媒体に近接する上記近接場変換器の形状の非対称性は、上記加熱されるスポットの形状異方性をもたらす。
【０００４】
別の局面において、磁気記録ヘッドは、書込極と、上記書込極に近接して位置決めされた近接場変換器と、上記書込極および上記近接場変換器の下に配置された記録媒体とを含む。上記近接場変換器と上記記録媒体とは、加熱されたスポットを上記記録媒体上にもたらす共鳴システムを形成する。上記記録媒体に近接する上記近接場変換器の形状の非対称性は、上記加熱されるスポットの形状異方性をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】関連する記録媒体に近接する導波路および近接場変換器（ＮＦＴ：Near Field Transducer）の概略図である。
【図２Ａ】光近接場変換器（ＮＦＴ）の斜視図である。
【図２Ｂ】書込極と戻り極との間に配置されたＮＦＴをエアベアリング面（ＡＢＳ：Air Bearing Surface）から見た図である。
【図２Ｃ】ＮＦＴ下の熱プロファイルを示す図である。
【図３Ａ】書込極と戻り極との間に配置された非対称ピンを備えたＮＦＴをＡＢＳから見た図である。
【図３Ｂ】書込極と戻り極との間に配置された異なる非対称ピンを備えたＮＦＴをＡＢＳから見た図である。
【図３Ｃ】書込極と戻り極との間に配置された異なる非対称ピンを備えたＮＦＴをＡＢＳから見た図である。
【図４】台形ピンを備えたＮＦＴ下の熱プロファイルを示す図である。
【図５Ａ】結合ナノロッド（ＣＮＲ：Coupled Nanorod）の概略断面および対応する温度分布を示す図である。
【図５Ｂ】書込極と戻り極との間に配置されたＣＮＲをＡＢＳから見た図である。
【図５Ｃ】ＣＮＲ下の熱プロファイルを示す図である。
【図６Ａ】書込極と戻り極との間に配置された非対称ナノロッドを備えたＣＮＲをＡＢＳから見た図である。
【図６Ｂ】書込極と戻り極との間に配置された異なる非対称ナノロッドを備えたＣＮＲをＡＢＳから見た図である。
【図７Ａ】非対称ナノロッドを備えたＣＮＲ下の熱プロファイルを示す図である。
【図７Ｂ】非対称ナノロッドを備えたＣＮＲ下のクロストラック光プロファイルおよびダウントラック光プロファイルを示す図である。
【図８】ギャップ中に先細りになった入射口区間を備えたＣＮＲの縦断面を示す図である。
【図９Ａ】直線状のギャップを備えたＣＮＲの光強度分布を示す図である。
【図９Ｂ】図１１ＡにおけるＣＮＲ下の光強度分布を示す図である。
【図１０Ａ】先細りになったギャップを備えたＣＮＲの光強度分布を示す図である。
【図１０Ｂ】図１２Ａ中のＣＮＲ下の光強度分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
詳細な説明
熱アシスト磁気記録のために可視光、赤外光または紫外線光等の電磁波を記録ヘッドのエアベアリング面（ＡＢＳ）からデータ記録媒体の表面上へ方向付けて、局所の温度を上昇させて、スイッチングを容易にすることができる。ＨＡＭＲに伴う主な困難は、記録媒体を数百度加熱するのに十分な光エネルギーを、記録媒体中に、ただし記録されることが所望されるエリアにのみ伝導することができる手法を発見することであった。光スポットがこのエリアよりも大きい場合、ディスク上の隣接するビットおよびトラックまで広がり、これらのエリアも加熱するであろうし、これらのエリアに記録されたデータが消されてしまうこともある。光の波長よりも大幅に小さく、標準的な集束レンズによって得ることができるいわゆる「回折限界」をかなり下回るエリアに光スポットを閉じ込めることは、「近接場光学」または「近接場顕微鏡法」と呼ばれる研究分野である。
【０００７】
固浸レンズ（ＳＩＬ：Solid Immersion Lens）、固浸ミラー（ＳＩＭ：Solid Immersion Mirror）およびモードインデックスレンズなどの周知の光導波路を媒体上の電磁放射を受けるスポットの大きさを減少させるために近接場光学において用いることが提案されている。ＳＩＬ、ＳＩＭおよびモードインデックスレンズのみでは、回折限界光学効果のため、高面密度記録に要求される焦点サイズを得るのに十分ではない。導波路の焦点に位置決めされた金属製のピンおよび他の近接場変換器（ＮＦＴ）設計がエネルギーをさらに集中させ、エネルギーを記録媒体の表面上の小さなスポットに方向付けるために用いられている。
【０００８】
ＨＡＭＲ装置は、モードインデックスレンズまたは平面固浸ミラーもしくはレンズなどのさまざまな導波路を組込んで、集束ビームを生成することができる。放物線状平面導波路の例を図１に示す。導波路６０の端縁６６の形状は、実質的に放物線状である。端縁６６の外部の材料の屈折率が導波路６０の材料の屈折率よりも低い場合、導波路６０は、固浸レンズとして作用する。導波路６０の長手方向軸に沿って進む電磁波６８および７０は、境界６６で焦点７２に向かって、示されるように屈折される。当該技術分野において既知である、外部エネルギーを導波路６０に結合する回折格子または他の手段を、導波路６０の中心を下へ進む放射を最小化し、かつ放物線状端縁６６から反射されるエネルギーを最大化して焦点に当る波６８および７０の長手方向成分のエネルギー含量を増加させるように構成することができる。
【０００９】
導波路６０の焦点７２で集中されるスポットの寸法には回折限界があり、高面密度ＨＡＭＲ記録媒体に要求されるサブ１００ｎｍ寸法のためには十分でない。金属製のピン／ピン、球／ピン、またはディスク／ピンの組合せなどの近接場変換器（ＮＦＴ）が容認可能なサブ１００ｎｍスポットサイズまでエネルギーを集束させるためには必要である。図１中の近接場変換器５８は、ディスク／ピンの組合せのＮＦＴの例である。ＮＦＴ５８は、導波路６０の焦点７２に位置決めされており、そこで入射波６８および７０と結合して表面プラズモンを生成することができる。表面プラズモンによってＮＦＴ上に生成される場も記録媒体１６と相互作用し、電磁エネルギーを媒体中に矢印７８によって示されるように伝達する。これにより記録媒体１６の小さな領域６２が加熱される。
【００１０】
ＮＦＴ５８の斜視図を図２Ａに示す。ＮＦＴ５８は、ヘッド８０と、ピン（「ペグ」と称されることもある）８２と、ピン先端８４とを含む。ＮＦＴ５８は、金でまたは銀もしくはアルミニウムなどの当該技術分野において既知の他の適切な材料で作られていてもよい。ＮＦＴ上のヘッド８０は、概して円盤形であり、概してピン８２よりも大きい。ヘッド８０はまた、ピン８２よりも厚みが大きくともよい。ＮＦＴ５８は、光学エネルギーを効率的に捕捉し、そのエネルギーを記録媒体に効率的に伝達することができるように成形されている。ピン先端８４は、媒体に伝達されたエネルギーがピンの断面によって規定されるエリアに確実に閉じ込められたままであるようにする。旧来の変換器は、図２Ａに示されるように断面が矩形のピンを有する。図２Ａに示される変換器などの変換器は、ロリポップ型変換器と呼ばれることがある。
【００１１】
断面が矩形のピンを備えた光変換器をＡＢＳから見た概略図を図２Ｂに示す。図中、書込極３６は、ピン端部８４および戻り極３８のダウントラックにある。ピン端部８４によって生成される光／熱スポットを書込極３６に近づけて、記録性能の向上を図ることが所望される。矩形のピン８２を備えたＮＦＴ５８からのレーザ光から生じる記録媒体１６中の温度分布を示す光学モデリングから計算された光場強度分布を図２Ｃに示す。励起レーザ光がヘッド８０にＮＦＴ５８のアップトラック側で入射しているので、矩形ピン先端８４の下の光／熱スポット６２は、アップトラック方向に戻り極３８に近い方に、かつ書込極から遠い方にあり、熱および磁気整合を困難にしている。ピン８２を書込極３６に近づけることもできるが、共鳴特性および書込中の熱管理を変化させるであろう。加えて、寸法が極めて小さいピンの生産は困難である。
【００１２】
この発明の例示的な実施例においては、ピン先端８４の近傍のエネルギーを書込極３６に近づけるために、ピン８２の断面形状を変更している。１つの実施例は、台形形状を含む。図３は、ピン９２と、書込極３６と、戻り極３８とを備えた光トランスデューサをＡＢＳから見た概略図である。ピン９２は、書込極３６と戻り極３８との間に配置されている。ピン先端９４は、形状が台形で、第１のピン端縁９６と、第２のピン端縁９８とを含む。第１のピン端縁９６は、第２のピン端縁９８よりも小さく、第２のピン端縁９８と比べて書込極３６により近い。実施例によっては、光変換器は、ロリポップ型変換器である。
【００１３】
第１のピン端縁９６が第２のピン端縁９８よりも長さが短いので、より高い電荷密度分布は、導電性材料の避雷針効果により第１のピン端縁９６に溜まる。避雷針効果は、導電性材料からなるいかなる尖った幾何学的特徴（角または端縁）にも起こる自然現象である。尖った幾何学的特徴での電気力線の準静電「込み合い（crowding）」の結果、場が著しく増強する。この効果は、尖った幾何学的特徴の有効曲率が対象となっている波長よりも大幅に小さい限りは起こる。したがって第１のピン端縁９６は、ピン９２の尖った幾何学的特徴であるため、かつ第１のピン端縁９６は、第２のピン端縁９８と比べて書込極３６により近いため、光近接場の非対称性は、より従来的なＨＡＭＲシステムと比較して熱スポットの温度プロファイル中の極大が、書込極３６に近づけられ、かつより効率的に磁場分布と一致するようなものとなる。
【００１４】
図３Ｂは、図３Ａと本質的に同じ構造を示しており、ピン９３が図３Ａにおけるその位置から約１８０°に向けられていることが異なる。今度は第２のピン端縁９８は、第１のピン９６と比べて書込極３６により近い。ピン８２のこの向きは、特定のＨＡＭＲ設計基準に適用可能であってもよい。
【００１５】
図３Ｃは、ピン９５と、書込極３６と、戻り極３８とを備えた光変換器の別の実施例をＡＢＳから見た概略図である。図３Ｃは、図３Ａと本質的に同じ構造であるが、今度はピン９５は、直線状ピン端縁９６′と湾曲した前端縁９８′とを有し、ピン先端９４′でのピン断面は、凹んだ台形である。湾曲端縁９８′は、熱プロファイルの最も熱い部分を書込極３６に近づけるよう熱スポットを集束させることによって、ＨＡＭＲ熱および磁気性能を向上させることができる。
【００１６】
図３Ａに示されるピン９４を備えた光ＮＦＴ５８の性能の評価を磁気媒体に記録中のＮＦＴの光学モデリングによって行った。モデルにおいて、断面が台形のピンを備えた金ロリポップ型ＮＦＴを、導波光をＮＦＴ中に集束させる固浸ミラー（ＳＩＭ）を備えた記録ヘッドに組込んだ。導波路は、アルミナクラッドを備えた１２５ｎｍＴａ2Ｏ5コアを含んだ。ＮＦＴをクラッド中に導波路コアから１０ｎｍ離して置いた。磁気媒体ディスクは、ガラス基板上に堆積された２．５ｎｍ厚の保護膜と、１０ｎｍ厚の磁気記録層と、７．５ｎｍ厚の熱バリア被膜とを含んだ。記録ヘッドは、２．５ｎｍの保護膜を有し、浮上高は、２．５ｎｍと推定された。レーザ光の波長は、９２０ｎｍであった。
【００１７】
図３Ａに従ったＮＦＴ寸法は、Ｔ＝４０ｎｍ、Ｗ１＝５０ｎｍおよびＷ２＝１０ｎｍである。記録媒体１６中の温度分布を示す計算された光場強度分布を、図４に示す。図２Ｃに示される温度分布と対照的に、台形ピン９４下のスポット６２は、後端縁が書込極３６に顕著により近く前端縁がピン９４の前端縁にあるはっきりとした台形形状を有する。加熱されたスポットの熱プロファイルを、点線６２として示す。ピン断面９４の台形形状は、加熱されるスポットを書込極３６に明らかに近づけた。図４におけるスポットの最も熱い部分から書込極までの距離は、約５０ｎｍである。
【００１８】
ＨＡＭＲ用途に適した別のＮＦＴは、結合ナノロッドである。結合ナノロッド（ＣＮＲ）は、適切な波長の電磁エネルギーで照らされると共鳴し、両ロッドの端部間に位置するＣＮＲの端部に強い光スポットを生成するよう互いに近接する１対のロッド状構造体を含む。ＣＮＲの縦断面の例を図５Ａに示す。ＣＮＲ１１４は、ギャップ１２０で隔てられたロッド１１６、１１６′、１１８、および１１８′を含む。ＨＡＭＲ変換器においてＮＦＴとして働くとき、ＣＮＲ１１４は、図３における焦点５８などの導波路の焦点に置かれる。ＣＮＲ１１４は、共鳴し、ロッド１１６、１１６′、１１８および１１８′の端部１１７および１１９での表面プラズモンはそれぞれ、ＡＢＳ５６に近接する記録媒体を加熱する。
【００１９】
端部１１７および１１９の下の温度プロファイルは、それぞれ温度曲線１２２および１２４によって概略的に示されている。曲線１２２および１２４の合計は、曲線１２５として示されている。最も高い温度は、ナノロッド間のギャップ１２０の直下である。ＣＮＲ１１４は、図５Ａにおいて４つのナノロッドを含んで示されているが、ＣＮＲ構造は、必要に応じて２つ以上のナノロッドで構築され得る。ＨＡＭＲ用途については、ＣＮＲ ＮＦＴアセンブリは典型的に、金、銀、アルミニウムまたは当該技術分野において既知の他の材料で作られた薄膜構造である。
【００２０】
ＣＮＲ１１４をＡＢＳから見た概略図を図５Ｂに示す。図中、書込極３６は、ＣＮＲ１１４の端部１１７および１１９ならびに戻り極３８のダウントラックにある。記録性能の向上を図るためには光／熱スポットを書込極３６に近づけることが決定的に重要である。矩形端部１１７および１１９を備えるＣＮＲ１１４からのレーザ光からの記録媒体１６中の温度分布を示す光学モデリングの結果得られた計算された熱プロファイルを、図５Ｃに示す。光／熱スポット６２は、アップトラック方向に戻り極３８に近い方に、かつ書込極３６から遠い方にあり、熱および磁気整合を困難にしている。前述のとおり、熱非対称性は、ＣＮＲ１１４のアップトラック側に当る励起レーザ光の結果生じる。
【００２１】
この発明の例示的な実施例において、ギャップ中のエネルギーを書込極３６に近づけるためにロッド１１６、１１６′、１１８および１１８′の断面形状を変更した。１つの実施例は、図６Ａに示されるように書込極に向かってダウントラック方向に導入ギャップ１２１非対称性を含む。図６Ａは、ＣＮＲ１１４をＡＢＳから見た概略図であり、非対称ナノロッド端部１１７および１１９、書込極３６ならびに戻り極３８を示している。
【００２２】
第１および第２の非対称ナノロッド先端１１７および１１９は、第１の角度付端縁１２６と、第２の角度付端縁１２８と、対向する端部１３０および１３２とを含む。第１の角度付端縁１２６および第２の角度付端縁１２８は、第１および第２のナノロッド先端１１７および１１９が極３６から次第により離れていくように角度が付けられている。対向する端縁１３０および１３２は、角度が付けられていない。図６Ｂに示す別の実施例において、端縁１３１および１３３も角度が付けられて、台形断面を作っている。ナノロッド１１６および１１８の他の非対称断面も、図示しないがこの発明に含まれる。
【００２３】
非対称ギャップを備えたＣＮＲ１１４のＮＦＴ性能の評価を磁気媒体に記録中のＮＦＴの光学モデリングによって行った。モデルにおいて、結合金ナノロッドＮＦＴを、導波光をＮＦＴ中に集束させる固浸ミラー（ＳＩＭ）を備えた記録ヘッドに組込んだ。導波路は、アルミナクラッドを備えた１２５ｎｍＴａ2Ｏ5コアを含んだ。ＮＦＴをクラッド中に導波路コアから１０ｎｍ離して置いた。磁気媒体ディスクは、ガラス基板上に堆積された２．５ｎｍ厚の保護膜と、１０ｎｍ厚の磁気記録層と、７．５ｎｍ厚の熱バリア被膜とを含んだ。記録ヘッドは、２．５ｎｍの保護膜を有し、浮上高は、２．５ｎｍと推測された。レーザ光の波長は、９２０ｎｍであった。
【００２４】
３つのナノロッド寸法を成型した。図６Ａを参照して、寸法は、Ｔ′＝４０ｎｍ、Ｗ１′＝５５ｎｍおよびＷ２′＝３５ｎｍ、Ｔ′＝４０ｎｍ、Ｗｉ＝４５ｎｍおよびＷ2′＝２５ｎｍならびにＴ′＝３０ｎｍ、Ｗｉ＝３５ｎｍおよびＷ2′＝１５ｎｍであった。各ケースにおいて、光場強度分布は、非対称ギャップの集束効果によりダウントラック方向に書込極に近い方に移動した。Ｔ′＝４０ｎｍ、Ｗ1′＝４５ｎｍおよびＷ2′＝２６ｎｍのナノロッドのための磁気層における、計算された光場強度および結果として生じる温度分布を図７Ａに示す。クロストラック強度分布およびダウントラック強度分布を図７Ｂに示す。クロストラック強度分布は、点線で示されるように、中心に関して対称である。図５Ｃに示される矩形ギャップの場合における場分布と比較して、ギャップ中の不均一場分布は、図７Ａにおいてはっきりと明らかである。図７Ａにおけるスポットの最も熱い部分から書込極までの距離は、約６０ｎｍである。図７Ｂにおけるダウントラック強度分布は、矢印ＤＴによって示されるように、ピークが書込極に向かって明確に移動したことを示している。クロストラックプロファイルの半値全幅（ＦＷＨＭ：Full Width at Half Maximum）は、３５ｎｍであった。ＦＷＨＭは、Ｗ２が３５ｎｍから１５ｎｍまで減少するにつれてそれぞれ４５ｎｍから２５ｎｍまで減少した。加えて、ダウントラック光学勾配は、ギャップがより狭くなると共にスポットの大きさが減少すると増大した。これは、ＨＡＭＲ記録に役立つであろう。
【００２５】
計算から、ギャップ中のプラズモンモードの伝搬定数は、ギャップ幅が減少するにつれて指数関数的に増大することが示された。よって、幅が狭くなるギャップにおいて、プラズモンは、ＣＮＲの最上部からＡＢＳ５６に向かって進むにつれて、より小さいギャップ寸法に向かって屈曲される。したがって、非対称ギャップは、集束効果を有する。しかしながら、計算から、ギャップ中のプラズモン伝搬距離は、ギャップ幅に比例することも示された。たとえば５ｎｍに対して、伝搬距離は、１ミクロン未満である。この問題となる特徴は、ギャッププラズモンの伝搬方向に沿って先細りになったギャップをＣＮＲに追加することによって対処することができる。つまり、ＣＮＲの最上部からＡＢＳに向かう垂直方向に沿ってである。
【００２６】
先細りになったギャップを備えたＣＮＲ１３４の縦断面を図８に示す。ＣＮＲ１３４は、ナノロッド端部１４２および１４４を備えたナノロッド１３６および１３８を含む。側面１４６および１４８を備えたギャップ１４０は、最上部が広く、ＡＢＳに近接する底部にある側面１５０および１５２まで狭くなっている。狭いギャップにおけるプラズモン損失は、上側ギャップにおけるより大きいプラズモンエネルギーによって相殺される。先細りになったギャップの付加的利点は、可変ギャップによって提供される設計変数によって励起源（好ましくは導波路）とＮＦＴとの間のインピーダンス整合の向上が可能であることである。
【００２７】
直線状および先細りになったギャップへの入射口を備えた結合ナノロッドについて光場強度計算を行なった。ＣＮＲ１１４（図５Ａ）の縦断面の光強度を図９Ａに示す。ＣＮＲ１１４の寸法は、Ｗ３＝２０ｎｍ、Ｔ１＝１００ｎｍおよびＴ２＝１７５ｎｍである。図９Ｂには、ＡＢＳでのＣＮＲ１１４からの光強度分布が示されている。先細りになったギャップを備えたＣＮＲ１３４（図８）の縦断面の光強度を、図１０Ａに示す。ＣＮＲ１３４の寸法は、Ｗ４＝２０ｎｍ、Ｗ５＝１９５ｎｍ、Ｔ３＝９０ｎｍおよびＴ４＝１７０ｎｍである。図１０Ｂには、ＡＢＳでのＣＮＲ１３４からの光強度分布が示されている。ＣＮＲ１３４のエネルギーは、図１０Ａおよび図１０Ｂにおいてギャップにはっきりと閉じ込められている。図９Ｂおよび図１０Ｂ中のＡＢＳにある両スポットは、大きさは似ているが、ピーク強度は、先細りになった入射口を用いると２倍を超えた。
【００２８】
最後に、光スポットを書込極の前端縁に近づける非対称ピンおよびロッドを備えたピン型（たとえばロリポップ型）およびギャップ型（たとえばＣＮＲ）ＮＦＴの両方において、ＮＦＴの厚みを書込性能に影響を与えることなく数百ナノメートルまでも増加させることができる。非対称ピンおよびロッドは、スポットの形状および大きさをより効率的にもする。最後に、金の厚みの増加は、熱エネルギーの放散を助けることにより、ＮＦＴ温度を下げる。
【００２９】
この発明は、好ましい実施例を参照して説明されたが、当業者は、この発明の範囲から逸脱することなく形態および細部が変更されてもよいことを認識するであろう。上述の実現例および他の実現例は、以下の特許請求の範囲の範囲内である。
【背景技術】
【０００１】
発明の詳細な説明
背景
熱アシスト磁気記録（ＨＡＭＲ：Heat Assisted Magnetic Recording）は概して、記録媒体を局所的に加熱して保磁力を減少させるというコンセプトを指す。これにより、熱源によって引き起こされる一時的な磁気的軟化の間、印加された磁気書込場が磁化をより容易に方向付けることが可能になる。ＨＡＭＲにより、小粒子媒体をより大きな磁気異方性で室温で用いて十分な熱安定性を確保することが可能になり、これはより高面密度で記録するために望ましい。ＨＡＭＲは、傾斜媒体、長手媒体、垂直媒体およびパターン化媒体を含めて任意の種類の磁気記録媒体に適用可能である。媒体を加熱することによって、Ｋuまたは保磁力は、磁気書込場が媒体に書込むのに十分であるよう減少される。一旦媒体が周囲温度まで冷めると、保磁力の値は、記録された情報の熱的安定性を確保するのに十分に高い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
局所的加熱の効率、位置合せ、精度および小型化を高めるためによりよい設計が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
概要
磁気記録ヘッドは、書込極と、外部源から光エネルギーを受けるように位置決めされ、上記書込極に近接して位置決めされた近接場変換器とを含む。上記近接場変換器は、共鳴して、加熱されたスポットを記録媒体上に生成する。上記記録媒体に近接する上記近接場変換器の形状の非対称性は、上記加熱されるスポットの形状異方性をもたらす。
【０００４】
別の局面において、磁気記録ヘッドは、書込極と、上記書込極に近接して位置決めされた近接場変換器と、上記書込極および上記近接場変換器の下に配置された記録媒体とを含む。上記近接場変換器と上記記録媒体とは、加熱されたスポットを上記記録媒体上にもたらす共鳴システムを形成する。上記記録媒体に近接する上記近接場変換器の形状の非対称性は、上記加熱されるスポットの形状異方性をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】関連する記録媒体に近接する導波路および近接場変換器（ＮＦＴ：Near Field Transducer）の概略図である。
【図２Ａ】光近接場変換器（ＮＦＴ）の斜視図である。
【図２Ｂ】書込極と戻り極との間に配置されたＮＦＴをエアベアリング面（ＡＢＳ：Air Bearing Surface）から見た図である。
【図２Ｃ】ＮＦＴ下の熱プロファイルを示す図である。
【図３Ａ】書込極と戻り極との間に配置された非対称ピンを備えたＮＦＴをＡＢＳから見た図である。
【図３Ｂ】書込極と戻り極との間に配置された異なる非対称ピンを備えたＮＦＴをＡＢＳから見た図である。
【図３Ｃ】書込極と戻り極との間に配置された異なる非対称ピンを備えたＮＦＴをＡＢＳから見た図である。
【図４】台形ピンを備えたＮＦＴ下の熱プロファイルを示す図である。
【図５Ａ】結合ナノロッド（ＣＮＲ：Coupled Nanorod）の概略断面および対応する温度分布を示す図である。
【図５Ｂ】書込極と戻り極との間に配置されたＣＮＲをＡＢＳから見た図である。
【図５Ｃ】ＣＮＲ下の熱プロファイルを示す図である。
【図６Ａ】書込極と戻り極との間に配置された非対称ナノロッドを備えたＣＮＲをＡＢＳから見た図である。
【図６Ｂ】書込極と戻り極との間に配置された異なる非対称ナノロッドを備えたＣＮＲをＡＢＳから見た図である。
【図７Ａ】非対称ナノロッドを備えたＣＮＲ下の熱プロファイルを示す図である。
【図７Ｂ】非対称ナノロッドを備えたＣＮＲ下のクロストラック光プロファイルおよびダウントラック光プロファイルを示す図である。
【図８】ギャップ中に先細りになった入射口区間を備えたＣＮＲの縦断面を示す図である。
【図９Ａ】直線状のギャップを備えたＣＮＲの光強度分布を示す図である。
【図９Ｂ】図１１ＡにおけるＣＮＲ下の光強度分布を示す図である。
【図１０Ａ】先細りになったギャップを備えたＣＮＲの光強度分布を示す図である。
【図１０Ｂ】図１２Ａ中のＣＮＲ下の光強度分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
詳細な説明
熱アシスト磁気記録のために可視光、赤外光または紫外線光等の電磁波を記録ヘッドのエアベアリング面（ＡＢＳ）からデータ記録媒体の表面上へ方向付けて、局所の温度を上昇させて、スイッチングを容易にすることができる。ＨＡＭＲに伴う主な困難は、記録媒体を数百度加熱するのに十分な光エネルギーを、記録媒体中に、ただし記録されることが所望されるエリアにのみ伝導することができる手法を発見することであった。光スポットがこのエリアよりも大きい場合、ディスク上の隣接するビットおよびトラックまで広がり、これらのエリアも加熱するであろうし、これらのエリアに記録されたデータが消されてしまうこともある。光の波長よりも大幅に小さく、標準的な集束レンズによって得ることができるいわゆる「回折限界」をかなり下回るエリアに光スポットを閉じ込めることは、「近接場光学」または「近接場顕微鏡法」と呼ばれる研究分野である。
【０００７】
固浸レンズ（ＳＩＬ：Solid Immersion Lens）、固浸ミラー（ＳＩＭ：Solid Immersion Mirror）およびモードインデックスレンズなどの周知の光導波路を媒体上の電磁放射を受けるスポットの大きさを減少させるために近接場光学において用いることが提案されている。ＳＩＬ、ＳＩＭおよびモードインデックスレンズのみでは、回折限界光学効果のため、高面密度記録に要求される焦点サイズを得るのに十分ではない。導波路の焦点に位置決めされた金属製のピンおよび他の近接場変換器（ＮＦＴ）設計がエネルギーをさらに集中させ、エネルギーを記録媒体の表面上の小さなスポットに方向付けるために用いられている。
【０００８】
ＨＡＭＲ装置は、モードインデックスレンズまたは平面固浸ミラーもしくはレンズなどのさまざまな導波路を組込んで、集束ビームを生成することができる。放物線状平面導波路の例を図１に示す。導波路６０の端縁６６の形状は、実質的に放物線状である。端縁６６の外部の材料の屈折率が導波路６０の材料の屈折率よりも低い場合、導波路６０は、固浸レンズとして作用する。導波路６０の長手方向軸に沿って進む電磁波６８および７０は、境界６６で焦点７２に向かって、示されるように屈折される。当該技術分野において既知である、外部エネルギーを導波路６０に結合する回折格子または他の手段を、導波路６０の中心を下へ進む放射を最小化し、かつ放物線状端縁６６から反射されるエネルギーを最大化して焦点に当る波６８および７０の長手方向成分のエネルギー含量を増加させるように構成することができる。
【０００９】
導波路６０の焦点７２で集中されるスポットの寸法には回折限界があり、高面密度ＨＡＭＲ記録媒体に要求されるサブ１００ｎｍ寸法のためには十分でない。金属製のピン／ピン、球／ピン、またはディスク／ピンの組合せなどの近接場変換器（ＮＦＴ）が容認可能なサブ１００ｎｍスポットサイズまでエネルギーを集束させるためには必要である。図１中の近接場変換器５８は、ディスク／ピンの組合せのＮＦＴの例である。ＮＦＴ５８は、導波路６０の焦点７２に位置決めされており、そこで入射波６８および７０と結合して表面プラズモンを生成することができる。表面プラズモンによってＮＦＴ上に生成される場も記録媒体１６と相互作用し、電磁エネルギーを媒体中に矢印７８によって示されるように伝達する。これにより記録媒体１６の小さな領域６２が加熱される。
【００１０】
ＮＦＴ５８の斜視図を図２Ａに示す。ＮＦＴ５８は、ヘッド８０と、ピン（「ペグ」と称されることもある）８２と、ピン先端８４とを含む。ＮＦＴ５８は、金でまたは銀もしくはアルミニウムなどの当該技術分野において既知の他の適切な材料で作られていてもよい。ＮＦＴ上のヘッド８０は、概して円盤形であり、概してピン８２よりも大きい。ヘッド８０はまた、ピン８２よりも厚みが大きくともよい。ＮＦＴ５８は、光学エネルギーを効率的に捕捉し、そのエネルギーを記録媒体に効率的に伝達することができるように成形されている。ピン先端８４は、媒体に伝達されたエネルギーがピンの断面によって規定されるエリアに確実に閉じ込められたままであるようにする。旧来の変換器は、図２Ａに示されるように断面が矩形のピンを有する。図２Ａに示される変換器などの変換器は、ロリポップ型変換器と呼ばれることがある。
【００１１】
断面が矩形のピンを備えた光変換器をＡＢＳから見た概略図を図２Ｂに示す。図中、書込極３６は、ピン端部８４および戻り極３８のダウントラックにある。ピン端部８４によって生成される光／熱スポットを書込極３６に近づけて、記録性能の向上を図ることが所望される。矩形のピン８２を備えたＮＦＴ５８からのレーザ光から生じる記録媒体１６中の温度分布を示す光学モデリングから計算された光場強度分布を図２Ｃに示す。励起レーザ光がヘッド８０にＮＦＴ５８のアップトラック側で入射しているので、矩形ピン先端８４の下の光／熱スポット６２は、アップトラック方向に戻り極３８に近い方に、かつ書込極から遠い方にあり、熱および磁気整合を困難にしている。ピン８２を書込極３６に近づけることもできるが、共鳴特性および書込中の熱管理を変化させるであろう。加えて、寸法が極めて小さいピンの生産は困難である。
【００１２】
この発明の例示的な実施例においては、ピン先端８４の近傍のエネルギーを書込極３６に近づけるために、ピン８２の断面形状を変更している。１つの実施例は、台形形状を含む。図３は、ピン９２と、書込極３６と、戻り極３８とを備えた光トランスデューサをＡＢＳから見た概略図である。ピン９２は、書込極３６と戻り極３８との間に配置されている。ピン先端９４は、形状が台形で、第１のピン端縁９６と、第２のピン端縁９８とを含む。第１のピン端縁９６は、第２のピン端縁９８よりも小さく、第２のピン端縁９８と比べて書込極３６により近い。実施例によっては、光変換器は、ロリポップ型変換器である。
【００１３】
第１のピン端縁９６が第２のピン端縁９８よりも長さが短いので、より高い電荷密度分布は、導電性材料の避雷針効果により第１のピン端縁９６に溜まる。避雷針効果は、導電性材料からなるいかなる尖った幾何学的特徴（角または端縁）にも起こる自然現象である。尖った幾何学的特徴での電気力線の準静電「込み合い（crowding）」の結果、場が著しく増強する。この効果は、尖った幾何学的特徴の有効曲率が対象となっている波長よりも大幅に小さい限りは起こる。したがって第１のピン端縁９６は、ピン９２の尖った幾何学的特徴であるため、かつ第１のピン端縁９６は、第２のピン端縁９８と比べて書込極３６により近いため、光近接場の非対称性は、より従来的なＨＡＭＲシステムと比較して熱スポットの温度プロファイル中の極大が、書込極３６に近づけられ、かつより効率的に磁場分布と一致するようなものとなる。
【００１４】
図３Ｂは、図３Ａと本質的に同じ構造を示しており、ピン９３が図３Ａにおけるその位置から約１８０°に向けられていることが異なる。今度は第２のピン端縁９８は、第１のピン９６と比べて書込極３６により近い。ピン８２のこの向きは、特定のＨＡＭＲ設計基準に適用可能であってもよい。
【００１５】
図３Ｃは、ピン９５と、書込極３６と、戻り極３８とを備えた光変換器の別の実施例をＡＢＳから見た概略図である。図３Ｃは、図３Ａと本質的に同じ構造であるが、今度はピン９５は、直線状ピン端縁９６′と湾曲した前端縁９８′とを有し、ピン先端９４′でのピン断面は、凹んだ台形である。湾曲端縁９８′は、熱プロファイルの最も熱い部分を書込極３６に近づけるよう熱スポットを集束させることによって、ＨＡＭＲ熱および磁気性能を向上させることができる。
【００１６】
図３Ａに示されるピン９４を備えた光ＮＦＴ５８の性能の評価を磁気媒体に記録中のＮＦＴの光学モデリングによって行った。モデルにおいて、断面が台形のピンを備えた金ロリポップ型ＮＦＴを、導波光をＮＦＴ中に集束させる固浸ミラー（ＳＩＭ）を備えた記録ヘッドに組込んだ。導波路は、アルミナクラッドを備えた１２５ｎｍＴａ2Ｏ5コアを含んだ。ＮＦＴをクラッド中に導波路コアから１０ｎｍ離して置いた。磁気媒体ディスクは、ガラス基板上に堆積された２．５ｎｍ厚の保護膜と、１０ｎｍ厚の磁気記録層と、７．５ｎｍ厚の熱バリア被膜とを含んだ。記録ヘッドは、２．５ｎｍの保護膜を有し、浮上高は、２．５ｎｍと推定された。レーザ光の波長は、９２０ｎｍであった。
【００１７】
図３Ａに従ったＮＦＴ寸法は、Ｔ＝４０ｎｍ、Ｗ１＝５０ｎｍおよびＷ２＝１０ｎｍである。記録媒体１６中の温度分布を示す計算された光場強度分布を、図４に示す。図２Ｃに示される温度分布と対照的に、台形ピン９４下のスポット６２は、後端縁が書込極３６に顕著により近く前端縁がピン９４の前端縁にあるはっきりとした台形形状を有する。加熱されたスポットの熱プロファイルを、点線６２として示す。ピン断面９４の台形形状は、加熱されるスポットを書込極３６に明らかに近づけた。図４におけるスポットの最も熱い部分から書込極までの距離は、約５０ｎｍである。
【００１８】
ＨＡＭＲ用途に適した別のＮＦＴは、結合ナノロッドである。結合ナノロッド（ＣＮＲ）は、適切な波長の電磁エネルギーで照らされると共鳴し、両ロッドの端部間に位置するＣＮＲの端部に強い光スポットを生成するよう互いに近接する１対のロッド状構造体を含む。ＣＮＲの縦断面の例を図５Ａに示す。ＣＮＲ１１４は、ギャップ１２０で隔てられたロッド１１６、１１６′、１１８、および１１８′を含む。ＨＡＭＲ変換器においてＮＦＴとして働くとき、ＣＮＲ１１４は、図３における焦点５８などの導波路の焦点に置かれる。ＣＮＲ１１４は、共鳴し、ロッド１１６、１１６′、１１８および１１８′の端部１１７および１１９での表面プラズモンはそれぞれ、ＡＢＳ５６に近接する記録媒体を加熱する。
【００１９】
端部１１７および１１９の下の温度プロファイルは、それぞれ温度曲線１２２および１２４によって概略的に示されている。曲線１２２および１２４の合計は、曲線１２５として示されている。最も高い温度は、ナノロッド間のギャップ１２０の直下である。ＣＮＲ１１４は、図５Ａにおいて４つのナノロッドを含んで示されているが、ＣＮＲ構造は、必要に応じて２つ以上のナノロッドで構築され得る。ＨＡＭＲ用途については、ＣＮＲ ＮＦＴアセンブリは典型的に、金、銀、アルミニウムまたは当該技術分野において既知の他の材料で作られた薄膜構造である。
【００２０】
ＣＮＲ１１４をＡＢＳから見た概略図を図５Ｂに示す。図中、書込極３６は、ＣＮＲ１１４の端部１１７および１１９ならびに戻り極３８のダウントラックにある。記録性能の向上を図るためには光／熱スポットを書込極３６に近づけることが決定的に重要である。矩形端部１１７および１１９を備えるＣＮＲ１１４からのレーザ光からの記録媒体１６中の温度分布を示す光学モデリングの結果得られた計算された熱プロファイルを、図５Ｃに示す。光／熱スポット６２は、アップトラック方向に戻り極３８に近い方に、かつ書込極３６から遠い方にあり、熱および磁気整合を困難にしている。前述のとおり、熱非対称性は、ＣＮＲ１１４のアップトラック側に当る励起レーザ光の結果生じる。
【００２１】
この発明の例示的な実施例において、ギャップ中のエネルギーを書込極３６に近づけるためにロッド１１６、１１６′、１１８および１１８′の断面形状を変更した。１つの実施例は、図６Ａに示されるように書込極に向かってダウントラック方向に導入ギャップ１２１非対称性を含む。図６Ａは、ＣＮＲ１１４をＡＢＳから見た概略図であり、非対称ナノロッド端部１１７および１１９、書込極３６ならびに戻り極３８を示している。
【００２２】
第１および第２の非対称ナノロッド先端１１７および１１９は、第１の角度付端縁１２６と、第２の角度付端縁１２８と、対向する端部１３０および１３２とを含む。第１の角度付端縁１２６および第２の角度付端縁１２８は、第１および第２のナノロッド先端１１７および１１９が極３６から次第により離れていくように角度が付けられている。対向する端縁１３０および１３２は、角度が付けられていない。図６Ｂに示す別の実施例において、端縁１３１および１３３も角度が付けられて、台形断面を作っている。ナノロッド１１６および１１８の他の非対称断面も、図示しないがこの発明に含まれる。
【００２３】
非対称ギャップを備えたＣＮＲ１１４のＮＦＴ性能の評価を磁気媒体に記録中のＮＦＴの光学モデリングによって行った。モデルにおいて、結合金ナノロッドＮＦＴを、導波光をＮＦＴ中に集束させる固浸ミラー（ＳＩＭ）を備えた記録ヘッドに組込んだ。導波路は、アルミナクラッドを備えた１２５ｎｍＴａ2Ｏ5コアを含んだ。ＮＦＴをクラッド中に導波路コアから１０ｎｍ離して置いた。磁気媒体ディスクは、ガラス基板上に堆積された２．５ｎｍ厚の保護膜と、１０ｎｍ厚の磁気記録層と、７．５ｎｍ厚の熱バリア被膜とを含んだ。記録ヘッドは、２．５ｎｍの保護膜を有し、浮上高は、２．５ｎｍと推測された。レーザ光の波長は、９２０ｎｍであった。
【００２４】
３つのナノロッド寸法を成型した。図６Ａを参照して、寸法は、Ｔ′＝４０ｎｍ、Ｗ１′＝５５ｎｍおよびＷ２′＝３５ｎｍ、Ｔ′＝４０ｎｍ、Ｗｉ＝４５ｎｍおよびＷ2′＝２５ｎｍならびにＴ′＝３０ｎｍ、Ｗｉ＝３５ｎｍおよびＷ2′＝１５ｎｍであった。各ケースにおいて、光場強度分布は、非対称ギャップの集束効果によりダウントラック方向に書込極に近い方に移動した。Ｔ′＝４０ｎｍ、Ｗ1′＝４５ｎｍおよびＷ2′＝２６ｎｍのナノロッドのための磁気層における、計算された光場強度および結果として生じる温度分布を図７Ａに示す。クロストラック強度分布およびダウントラック強度分布を図７Ｂに示す。クロストラック強度分布は、点線で示されるように、中心に関して対称である。図５Ｃに示される矩形ギャップの場合における場分布と比較して、ギャップ中の不均一場分布は、図７Ａにおいてはっきりと明らかである。図７Ａにおけるスポットの最も熱い部分から書込極までの距離は、約６０ｎｍである。図７Ｂにおけるダウントラック強度分布は、矢印ＤＴによって示されるように、ピークが書込極に向かって明確に移動したことを示している。クロストラックプロファイルの半値全幅（ＦＷＨＭ：Full Width at Half Maximum）は、３５ｎｍであった。ＦＷＨＭは、Ｗ２が３５ｎｍから１５ｎｍまで減少するにつれてそれぞれ４５ｎｍから２５ｎｍまで減少した。加えて、ダウントラック光学勾配は、ギャップがより狭くなると共にスポットの大きさが減少すると増大した。これは、ＨＡＭＲ記録に役立つであろう。
【００２５】
計算から、ギャップ中のプラズモンモードの伝搬定数は、ギャップ幅が減少するにつれて指数関数的に増大することが示された。よって、幅が狭くなるギャップにおいて、プラズモンは、ＣＮＲの最上部からＡＢＳ５６に向かって進むにつれて、より小さいギャップ寸法に向かって屈曲される。したがって、非対称ギャップは、集束効果を有する。しかしながら、計算から、ギャップ中のプラズモン伝搬距離は、ギャップ幅に比例することも示された。たとえば５ｎｍに対して、伝搬距離は、１ミクロン未満である。この問題となる特徴は、ギャッププラズモンの伝搬方向に沿って先細りになったギャップをＣＮＲに追加することによって対処することができる。つまり、ＣＮＲの最上部からＡＢＳに向かう垂直方向に沿ってである。
【００２６】
先細りになったギャップを備えたＣＮＲ１３４の縦断面を図８に示す。ＣＮＲ１３４は、ナノロッド端部１４２および１４４を備えたナノロッド１３６および１３８を含む。側面１４６および１４８を備えたギャップ１４０は、最上部が広く、ＡＢＳに近接する底部にある側面１５０および１５２まで狭くなっている。狭いギャップにおけるプラズモン損失は、上側ギャップにおけるより大きいプラズモンエネルギーによって相殺される。先細りになったギャップの付加的利点は、可変ギャップによって提供される設計変数によって励起源（好ましくは導波路）とＮＦＴとの間のインピーダンス整合の向上が可能であることである。
【００２７】
直線状および先細りになったギャップへの入射口を備えた結合ナノロッドについて光場強度計算を行なった。ＣＮＲ１１４（図５Ａ）の縦断面の光強度を図９Ａに示す。ＣＮＲ１１４の寸法は、Ｗ３＝２０ｎｍ、Ｔ１＝１００ｎｍおよびＴ２＝１７５ｎｍである。図９Ｂには、ＡＢＳでのＣＮＲ１１４からの光強度分布が示されている。先細りになったギャップを備えたＣＮＲ１３４（図８）の縦断面の光強度を、図１０Ａに示す。ＣＮＲ１３４の寸法は、Ｗ４＝２０ｎｍ、Ｗ５＝１９５ｎｍ、Ｔ３＝９０ｎｍおよびＴ４＝１７０ｎｍである。図１０Ｂには、ＡＢＳでのＣＮＲ１３４からの光強度分布が示されている。ＣＮＲ１３４のエネルギーは、図１０Ａおよび図１０Ｂにおいてギャップにはっきりと閉じ込められている。図９Ｂおよび図１０Ｂ中のＡＢＳにある両スポットは、大きさは似ているが、ピーク強度は、先細りになった入射口を用いると２倍を超えた。
【００２８】
最後に、光スポットを書込極の前端縁に近づける非対称ピンおよびロッドを備えたピン型（たとえばロリポップ型）およびギャップ型（たとえばＣＮＲ）ＮＦＴの両方において、ＮＦＴの厚みを書込性能に影響を与えることなく数百ナノメートルまでも増加させることができる。非対称ピンおよびロッドは、スポットの形状および大きさをより効率的にもする。最後に、金の厚みの増加は、熱エネルギーの放散を助けることにより、ＮＦＴ温度を下げる。
【００２９】
この発明は、好ましい実施例を参照して説明されたが、当業者は、この発明の範囲から逸脱することなく形態および細部が変更されてもよいことを認識するであろう。上述の実現例および他の実現例は、以下の特許請求の範囲の範囲内である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
書込極と、
前記書込極に近接して位置決めされ、エネルギー放射端部を含み、記録媒体に近接して位置する近接場変換器とを備え、
前記エネルギー放射端部は、前記書込極に近い方に第１の幅と、前記書込極から遠い方に第２の異なる幅とを有するよう成形されている、装置。
【請求項２】
前記書込極に近接して位置決めされ、光エネルギーを焦点に集束させる導波路と、
前記導波路から光エネルギーを受けるように位置決めされた近接場変換器とをさらに備え、
前記近接場変換器の、エネルギーを受ける端部は、前記導波路の前記焦点の近くにある、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記エネルギー放射端部は、前記第１の幅が前記第２の幅未満であるよう成形されている、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記エネルギー放射端部は、前記第１の幅が前記第２の幅よりも大きいよう成形される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記近接場変換器は、金、銀、銅またはそれらの合金のうちいずれかで作られている、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記近接場変換器は、ロリポップ型変換器である、請求項２に記載の装置。
【請求項７】
前記エネルギーを受ける端部は、円盤であり、前記エネルギー放射端部は、ペグまたはピンである、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記エネルギー放射端部の断面は、台形である、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記エネルギー放射端部の断面は、凹んだ台形である、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記近接場変換器は、結合ナノロッド型変換器である、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記結合ナノロッド変換器の前記エネルギーを受ける端部は、結合ナノロッド入射口である、請求項２に記載の装置。
【請求項１２】
前記エネルギー放射端部は、２つのナノロッド先端の間にあるギャッププロファイルを含む、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記ギャッププロファイルの形状は、台形である、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記２つのナノロッド先端の断面は、実質的に台形である、請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
書込極と、
前記書込極に近接して位置し、光エネルギーを焦点に集束させる導波路と、
前記書込極および前記導波路の下に配置された記録媒体と、
前記導波路からエネルギーを受けるように位置決めされ、かつ前記書込極に近接して位置決めされ、エネルギーを受ける端部とエネルギー放射端部とを含む近接場変換器とを備え、前記エネルギーを受ける端部は、前記導波路の前記焦点の近くに位置し、前記エネルギー放射端部は、前記記録媒体に近接して位置し、前記記録媒体上の最も熱い熱スポットを書込み極の前記記録媒体上への投射に近接して作るように成形されている、システム。
【請求項１６】
前記熱スポットの形状は、非矩形である、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記記録媒体上の熱スポットプロファイルの最も熱いエリアは、前記記録媒体上の書込極プロファイルから５０ｎｍ未満である、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
書込極と、
戻り極と、
前記書込極と前記戻り極との間に位置し、光エネルギーを焦点に集束させる導波路と、
前記書込極および前記導波路の下に配置された記録媒体と、
前記導波路から光エネルギーを受けるように位置決めされ、前記書込極と前記戻り極との間に配置され、エネルギーを受ける端部とエネルギー放射端部とを含む近接場変換器とを備え、前記エネルギーを受ける端部は、前記導波路の前記焦点の近くに位置し、前記エネルギー放射端部は、前記記録媒体に近接して位置し、最も熱いエリアを有する熱スポットを前記媒体上において戻り極プロファイルによりも前記媒体上において書込極プロファイルに近い方に作るように成形されている、システム。
【請求項１９】
前記近接場変換器は、金、銀、銅またはそれらの合金で作られており、前記エネルギーを受ける端部の形状は、台形である、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記記録媒体上の前記熱スポットプロファイルの前記最も熱いエリアは、前記記録媒体上の前記書込極プロファイルから６０ｎｍ未満である、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記近接場変換器は、結合ナノロッド形変換器であり、第１および第２のナノロッド端部の間のギャップの形状は、台形である、請求項１８記載のシステム。
【請求項１】
書込極と、
前記書込極に近接して位置決めされ、エネルギー放射端部を含み、記録媒体に近接して位置する近接場変換器とを備え、
前記エネルギー放射端部は、前記書込極に近い方に第１の幅と、前記書込極から遠い方に第２の異なる幅とを有するよう成形されている、装置。
【請求項２】
前記書込極に近接して位置決めされ、光エネルギーを焦点に集束させる導波路と、
前記導波路から光エネルギーを受けるように位置決めされた近接場変換器とをさらに備え、
前記近接場変換器の、エネルギーを受ける端部は、前記導波路の前記焦点の近くにある、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記エネルギー放射端部は、前記第１の幅が前記第２の幅未満であるよう成形されている、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記エネルギー放射端部は、前記第１の幅が前記第２の幅よりも大きいよう成形される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記近接場変換器は、金、銀、銅またはそれらの合金のうちいずれかで作られている、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記近接場変換器は、ロリポップ型変換器である、請求項２に記載の装置。
【請求項７】
前記エネルギーを受ける端部は、円盤であり、前記エネルギー放射端部は、ペグまたはピンである、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記エネルギー放射端部の断面は、台形である、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記エネルギー放射端部の断面は、凹んだ台形である、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記近接場変換器は、結合ナノロッド型変換器である、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記結合ナノロッド変換器の前記エネルギーを受ける端部は、結合ナノロッド入射口である、請求項２に記載の装置。
【請求項１２】
前記エネルギー放射端部は、２つのナノロッド先端の間にあるギャッププロファイルを含む、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記ギャッププロファイルの形状は、台形である、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記２つのナノロッド先端の断面は、実質的に台形である、請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
書込極と、
前記書込極に近接して位置し、光エネルギーを焦点に集束させる導波路と、
前記書込極および前記導波路の下に配置された記録媒体と、
前記導波路からエネルギーを受けるように位置決めされ、かつ前記書込極に近接して位置決めされ、エネルギーを受ける端部とエネルギー放射端部とを含む近接場変換器とを備え、前記エネルギーを受ける端部は、前記導波路の前記焦点の近くに位置し、前記エネルギー放射端部は、前記記録媒体に近接して位置し、前記記録媒体上の最も熱い熱スポットを書込み極の前記記録媒体上への投射に近接して作るように成形されている、システム。
【請求項１６】
前記熱スポットの形状は、非矩形である、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記記録媒体上の熱スポットプロファイルの最も熱いエリアは、前記記録媒体上の書込極プロファイルから５０ｎｍ未満である、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
書込極と、
戻り極と、
前記書込極と前記戻り極との間に位置し、光エネルギーを焦点に集束させる導波路と、
前記書込極および前記導波路の下に配置された記録媒体と、
前記導波路から光エネルギーを受けるように位置決めされ、前記書込極と前記戻り極との間に配置され、エネルギーを受ける端部とエネルギー放射端部とを含む近接場変換器とを備え、前記エネルギーを受ける端部は、前記導波路の前記焦点の近くに位置し、前記エネルギー放射端部は、前記記録媒体に近接して位置し、最も熱いエリアを有する熱スポットを前記媒体上において戻り極プロファイルによりも前記媒体上において書込極プロファイルに近い方に作るように成形されている、システム。
【請求項１９】
前記近接場変換器は、金、銀、銅またはそれらの合金で作られており、前記エネルギーを受ける端部の形状は、台形である、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記記録媒体上の前記熱スポットプロファイルの前記最も熱いエリアは、前記記録媒体上の前記書込極プロファイルから６０ｎｍ未満である、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記近接場変換器は、結合ナノロッド形変換器であり、第１および第２のナノロッド端部の間のギャップの形状は、台形である、請求項１８記載のシステム。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ｂ】
【図８】
【図２Ｃ】
【図４】
【図５Ｃ】
【図７Ａ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ｂ】
【図８】
【図２Ｃ】
【図４】
【図５Ｃ】
【図７Ａ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【公開番号】特開２０１１−２４８９９１（Ｐ２０１１−２４８９９１Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１１−１１３２８１（Ｐ２０１１−１１３２８１）
【出願日】平成２３年５月２０日（２０１１．５．２０）
【出願人】（５００３７３７５８）シーゲイト テクノロジー エルエルシー (278)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１３２８１（Ｐ２０１１−１１３２８１）
【出願日】平成２３年５月２０日（２０１１．５．２０）
【出願人】（５００３７３７５８）シーゲイト テクノロジー エルエルシー (278)
【Ｆターム（参考）】
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