磁気記録ヘッド、磁気ヘッドアセンブリおよび磁気記録装置
【課題】本発明の目的は、スピントルク発振のための臨界電流密度が低下したスピントルク発振子を備える磁気記録ヘッドを提供することである。
【解決手段】磁気記録媒体に記録磁界を発生させるための主磁極と、前記主磁極と対を成すリターンヨークと、前記主磁極と前記リターンヨークとの間に積層して設けられた、第１磁性体層、第２磁性体層および第３磁性体層を含むスピントルク発振子とを含む磁気記録ヘッドであって、前記第３磁性体層はＦｅ４Ｎから成り、前記第１磁性体層から前記第３磁性体層の方向に電流を通電するように構成されている磁気記録ヘッドが提供される。
【解決手段】磁気記録媒体に記録磁界を発生させるための主磁極と、前記主磁極と対を成すリターンヨークと、前記主磁極と前記リターンヨークとの間に積層して設けられた、第１磁性体層、第２磁性体層および第３磁性体層を含むスピントルク発振子とを含む磁気記録ヘッドであって、前記第３磁性体層はＦｅ４Ｎから成り、前記第１磁性体層から前記第３磁性体層の方向に電流を通電するように構成されている磁気記録ヘッドが提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、スピントルク発振子を用いた磁気記録ヘッド、磁気ヘッドアセンブリおよび磁気記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のスピントルク発振子として、発振層およびスピン注入層を含むスピントルク発振子が存在する。このようなスピントルク発振子において、スピントルク発振を開始するための駆動電流密度、すなわち臨界電流密度を下げることが重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−３３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、スピントルク発振のための臨界電流密度が低下したスピントルク発振子を備える磁気記録ヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態によれば、磁気記録媒体に記録磁界を発生させるための主磁極と、前記主磁極と対を成すリターンヨークと、前記主磁極と前記リターンヨークとの間に積層して設けられた、第１磁性体層、第２磁性体層および第３磁性体層を含むスピントルク発振子とを含む磁気記録ヘッドであって、前記第３磁性体層はＦｅ４Ｎから成り、前記第１磁性体層から前記第３磁性体層の方向に電流を通電するように構成されている磁気記録ヘッドが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態の磁気記録ヘッドおよび磁気記録媒体の一例を示す斜視図。
【図２】第１の実施形態の磁気記録ヘッドを示す図。
【図３】第２の実施形態の磁気記録ヘッドを示す図。
【図４】第３の実施形態の磁気記録ヘッドを示す図。
【図５】実施例に係る磁気記録ヘッドを示す図。
【図６】実施形態の磁気ヘッドアセンブリを示す図。
【図７】実施形態の磁気記録装置を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。
【０００８】
（磁気記録ヘッド）
図１には、実施形態の磁気記録ヘッドおよび磁気記録媒体の一例が示される。磁気記録ヘッド１００が磁気記録媒体２３０上に設けられている。磁気記録ヘッド１００は書き込みヘッド部１１０および再生ヘッド部１２０を含む。なお、磁気記録ヘッド１００の磁気記録媒体２３０に対向する面を媒体対向面と称する。
【０００９】
書き込みヘッド部１１０は、主磁極１１２、リターンヨーク１１３およびそれらの間に挟持されたスピントルク発振子１１１を含む。スピントルク発振子１１１は、書き込みヘッド部１１０において媒体対向面に設けられている。また、コイル１１４が、主磁極１１２およびリターンヨーク１１３を通る磁路の一部に巻きつけられている。図１に示されるスピントルク発振子１１１では、主磁極１１２側から第１磁性体層１、第１中間層５、第２磁性体層２、第２中間層６および第３磁性体層３が積層されている。
【００１０】
再生ヘッド部１２０では、磁気再生素子１２１が磁気シールド１２２および１２３の間に設けられている。
【００１１】
磁気記録媒体２３０は、媒体基板２３２およびその表面に設けられている磁気記録層２３１を含む。磁気記録媒体２３０上の、磁気記録層２３１には、記録により多数の記録単位２３３が形成される。
【００１２】
図１に示される磁気記録ヘッド１００および磁気記録媒体２３０では、磁気記録ヘッド１００が、磁気記録媒体２３０の特定の位置上に相対的に移動し、磁気記録層２３１に対して記録情報の書き込みまたは再生を行う。磁気記録媒体２３０上における磁気記録ヘッド１００の位置は、磁気記録媒体２３０の回転および磁気記録ヘッド１００の平行移動によって制御される。例えば、磁気記録媒体２３０の回転による、磁気記録ヘッド１００の磁気記録媒体２３０上での相対的な移動方向を１３０で示す。
【００１３】
書き込みヘッド部１１０は、磁気記録層２３１に情報を書き込む。コイル１１４に対して記録磁界発生用電源から電流が供給されると、主磁極１１２、磁気記録媒体２３０およびリターンヨーク１１３を通る書き込み磁界が生じる。書き込み磁界によって、主磁極１１２の直下に存在する磁気記録層２３１に垂直方向の磁化が生じる。このような書き込み磁界の印加と同時に、スピントルク発振子１１１が磁気記録層２３１に高周波を印加する。これにより、磁気記録層２３１の保磁力が低下し、主磁極１１２による書き込みが容易になる。
【００１４】
再生ヘッド部１２０は、記録単位２３３に書き込まれた記録情報を読み取る。磁気再生素子１２１が、その直下に存在する記録単位２３３の磁界を電気信号に変換する。例えば、磁気再生素子１２１として磁気抵抗効果素子を用いる場合、記録単位２３３の磁界によって磁気抵抗効果素子の抵抗率が変化する。この変化を記録情報として読み取ることができる。磁気シールド１２２および１２３は、読み取ろうとする記録単位２３３に起因しない磁界を磁気再生素子１２１から遮断する。例えば、書き込みヘッド部１１０から生じる書き込み磁界を遮断する。
【００１５】
図２には、第１の実施形態の磁気記録ヘッドが示される。この図には、スピントルク発振子１１１および主磁極１１２のみが示される。第１の実施形態の磁気記録ヘッドでは、スピントルク発振子１１１は、主磁極１１２側から、第１磁性体層１、第１中間層５、第２磁性体層２、第２中間層６および第３磁性体層３が積層された積層体を含む。
【００１６】
第１磁性体層１は垂直磁気異方性を有する金属磁性体によって形成されている。図２には、第１磁性体層１が垂直磁気異方性を有することが、垂直な矢印によって模式的に表されている。第１磁性体層１は、第２の磁性体層２に対してスピンを注入する役割を担うため、スピン注入層と称することもできる。
【００１７】
第２磁性体層２は金属磁性体によって形成されている。第２の磁性体層２は、スピン注入層からスピンが注入されると、スピンの歳差運動が生じることで発振する。このとき、主磁極１１２とリターンヨーク１１３との間に生じるギャップ磁界２０が膜面垂直方向に向いているため、スピンの歳差運動の回転軸も膜面垂直方向となる。図２には、このような歳差運動の様子が模式的に表されている。第２磁性体層２は発振するため発振層と称することもできる。
【００１８】
第３磁性体層３はＦｅ４Ｎから成る。図２には、第３磁性体層３の磁化が垂直方向に向いている様子が模式的に表されている。第３磁性体層３は、第２磁性体層２に対してスピンを注入する。このため、第３磁性体層３も、第１磁性体層１と同様にスピン注入層と称することができる。従来のスピントルク発振子では、この第３磁性体層３が設けられていない。これに対し実施形態に係るスピントルク発振子１１１では、第１磁性体層１だけでなく第３磁性体層３も利用してスピン注入を行うことで、その効率を上げることができ、発振のための臨界電流密度を下げることができる。すなわち、より低い電流密度で発振させることができる。
【００１９】
第１の実施形態において、スピントルク発振子１１１の発振のための電流は、第１磁性体層１から第３磁性体層３へと流される。すなわち、電子は、図示されるように第３磁性体層３から第１磁性体層１へと移動する。この電子の移動に伴って、第２磁性体層２へのスピン注入が生じる。
【００２０】
第３磁性体層３から第２磁性体層２へのスピン注入はスピントルクの透過２２として生じる。すなわち、第３磁性体層３から第２磁性体層２へダウンスピンが移動する。これは、Ｆｅ４Ｎのダウンスピンの３ｄ電子が伝導に支配的に寄与しているためである。
【００２１】
一方、第１磁性体層１から第２磁性体層２へのスピン注入はスピントルクの反射２１として生じる。すなわち、第２磁性体層２から第１磁性体層１へは主にアップスピンが移動する一方、ダウンスピンはそのような移動が困難であるため、ダウンスピンが第２磁性体層２に留まる。これは、第１磁性体層１のアップスピン電子が伝導に支配的に寄与しているためである。
【００２２】
図３には、第２の実施形態の磁気記録ヘッドが示される。この図には、スピントルク発振子１１１および主磁極１１２のみが示される。第２の実施形態では、第１の実施形態と比較して、スピントルク発振子１１１を構成する各層が逆順に積層されている。すなわち、主磁極１１２側から、第３磁性体層３、第２中間層６、第２磁性体層２、第１中間層５および第１磁性体層１が順に積層されている。ギャップ磁界２０の方向は第１の実施形態の場合と同一であるが、電流の流れる方向は、第１磁性体層１と第３磁性体層３との順番が入れ替わったことにあわせて逆となっている。言い換えれば、第２の実施形態においても、電流は第１磁性体層１から第３磁性体層３へと流される。
【００２３】
第２の実施形態では、第１の実施形態と同様に、第１磁性体層１だけでなく第３磁性体層３を利用してスピン注入を行うため、発振のための臨界電流密度を下げるという効果が得られる。すなわち、第１磁性体層１から第２磁性体層２へはスピントルクの反射２１によってスピンが注入され、第３磁性体層３から第２の磁性体層２へはスピントルクの透過２２によってスピンが注入される。
【００２４】
図４には、第３の実施形態の磁気記録ヘッドが示される。この図には、スピントルク発振子１１１および主磁極１１２のみが示される。第３の実施形態におけるスピントルク発振子１１１は、第１の実施形態におけるスピントルク発振子１１１に対して、さらに第４磁性体層４を設けた構成となっている。すなわち、主磁極１１２側から、第１磁性体層１、第１中間層５、第２磁性体層２、第２中間層６、第３磁性体層３および第４磁性体層４が積層されている。第４磁性体層４は膜面垂直方向に磁化容易軸を有する磁性材料から成る。
【００２５】
第３の実施形態では、第１の実施形態と同様に、第１磁性体層１だけでなく第３磁性体層３を利用してスピン注入を行うため、発振のための臨界電流密度を下げるという効果が得られる。また、第４磁性体層４が第３磁性体層３の垂直方向の磁化を安定化させる。すなわち、第４磁性体層４と第３磁性体層３との間の交換結合力によって、第３磁性体層３を垂直磁場で飽和させることができる。第３磁性体層３からスピン注入が生じると、その反作用により第３磁性体層３の垂直方向の磁化が揺らぐが、第４磁性体層４による垂直磁場がそのような揺らぎの影響を最小化することができる。結果として、第３磁性体層３から第２磁性体層２へのスピン注入の効率が上昇し、発振のための臨界電流密度はさらに低下する。
【００２６】
以下に、実施形態に係る磁気記録ヘッドにて使用できる各層の例を説明する。
【００２７】
第２磁性体層２（発振層）としては、磁気異方性エネルギーの小さな磁性材料を用いることができる。具体的には、ＣｏＦｅ、ＣｏＮｉＦｅ、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＮｂ、ＦｅＮ、ＦｅＳｉ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＣｏＡｌ、ＦｅＣｏＳｉ、ＦｅＣｏＢ、ＦｅＣｏＧａ、ＦｅＣｏＧｅ、ＦｅＣｏＭｎ、ＦｅＣｏＣｒといった材料を使用できる。第２磁性体層２の厚さは５ｎｍから３０ｎｍであることが好ましく、例えば１３ｎｍである。第２磁性体層２の飽和磁束密度は、０．５Ｔから２．３Ｔであることが好ましい。
【００２８】
第１磁性体層１（スピン注入層）としては、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＴａＰｔ、ＣｏＣｒＴａＮｂ等のＣｏＣｒ系合金、ＴｂＦｅＣｏ等のＲＥ−ＴＭ系アモルファス合金、Ｃｏ／Ｐｄ、Ｃｏ／Ｐｔ、ＣｏＣｒＴａ／Ｐｄ、Ｃｏ／Ｎｉ、ＣｏＦｅ／Ｎｉ、ＦｅＣｏ／Ｎｉ等の人工格子、ＣｏＰｔ系やＦｅＰｔ系の合金、ＳｍＣｏ系合金を用いることができる。あるいは、これらの材料と、ＦｅＣｏ合金、Ｃｏ基ホイスラー合金等の磁気異方性エネルギーが比較的小さい材料との積層構造を用いることができる。例えば、ＣｏおよびＮｉを積層した積層体とすることができる。第１磁性体層１の厚さは、３ｎｍから３０ｎｍであることが好ましい。
【００２９】
第３磁性体層３（スピン注入層）としてはＦｅ４Ｎが用いられる。第３磁性体層３の厚さは、磁気体積ＫｕＶが第２磁性体層２の材料と比較して大きくなるように設定することが好ましい。例えば、５ｎｍから３０ｎｍとすることができる。このような設定とすることで、第２磁性体層２からの反射のスピントルクによる擾乱を受けにくくなり、第２磁性体層２へのスピン注入が効率的になる。
【００３０】
第４磁性体層４（バイアス層）は、膜面垂直方向に磁化容易軸をもつ磁性材料を使用することができる。また、磁気異方性エネルギーＫｕが、１Ｍｅｒｇ／ｃｃ〜１０Ｍｅｒｇ／ｃｃの範囲である材料を使用することが好ましい。例えば、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＴａＰｔ、ＣｏＣｒＴａＮｂ等のＣｏＣｒ系合金、ＴｂＦｅＣｏ等のＲＥ−ＴＭ系アモルファス合金、Ｃｏ／Ｐｄ、Ｃｏ／Ｐｔ、ＣｏＣｒＴａ／Ｐｄ、Ｃｏ／Ｎｉ、ＣｏＦｅ／Ｎｉ、ＦｅＣｏ／Ｎｉ等の人工格子、ＣｏＰｔ系やＦｅＰｔ系の合金、ＳｍＣｏ系合金等を使用することができる。第４磁性体層４の厚さは、３ｎｍから３０ｎｍとすることができる。
【００３１】
第１中間層５および第２中間層６としては、非磁性であり且つスピン透過率の高い材料を用いることが好ましい。例えば、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ等を使用できる。これらの厚さは、発振層とスピン注入層との磁気結合を適度に制御でき、且つ出来る限り薄くなるように設定することが好ましい。例えば、０．２ｎｍ〜１０ｎｍの範囲とすることができ、好ましくは１ｎｍ〜３ｎｍとすることができる。
【００３２】
実施形態に係る磁気記録ヘッドまたはスピントルク発振子には、上記の通り説明した層以外の層を適宜設けることができる。例えば、主磁極１１２と接する面に下地層７を設けることができる。また、リターンヨーク１１３と接する面にキャップ層１０を設けることができる。下地層７およびキャップ層１０としては、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｐｔ、Ｐｄ等を用いることができる。特に、第３磁性体層３におけるＦｅ４Ｎの規則度を増大するために、下地層７には、Ｔａ／Ｃｒ／Ｆｅ、ＴａＮｉ／Ｃｒ／Ｆｅ、ＴａＮｉ／Ｃｒ／Ｐｔ、ＮｉＮｂ／Ｃｒ／Ｆｅ、ＮｉＺｒ／Ｃｒ／Ｆｅ等の金属積層体であって、（００１）面配向した材料を使用することができる。また、Ｔａ、ＴａＮｉ、ＮｉＮｂまたはＮｉＺｒの表面は、Ｃｒの（００１）面配向を実現する程度に酸素暴露することが好ましい。
【００３３】
主磁極１１２およびリターンヨーク１１３としては、磁性金属を用いることができる。例えば、Ｆｅ、ＣｏおよびＮｉから成る群から選択される金属の合金を使用することができる。主磁極１１２およびリターンヨーク１１３は、書き込み磁界の発生のための磁極としての機能のほかに、スピントルク発振子１１１に対して電流を流すための電極としての機能を兼ね備えさせることもできる。また、リターンヨーク１１３は、トレーリングシールドとしての機能を兼ね備えてよい。
【００３４】
実施例として、実施形態に係る磁気記録ヘッドを製造した。図５にその構成を示す。当該磁気記録ヘッドは、スピントルク発振子１１１が主磁極１１２とリターンヨーク１１３との間に挟持されている。さらに、スピントルク発振子１１１は、主磁極１１２側から、下地層７、バッファ層８、Ｆｅ層９、第３磁性体層３、第２中間層６、第２磁性体層２、第１中間層５、第１中間層１およびキャップ層１０が順に積層された積層体となっている。
【００３５】
具体的には、主磁極１１２に対して、下地層７として厚さ４ｎｍのＴａＮｉ、バッファ層８として厚さ４ｎｍのＣｒ、Ｆｅ層９として厚さ５ｎｍのＦｅ、第３磁性体層３として厚さ２０ｎｍのＦｅ４Ｎ、第２中間層６として厚さ２ｎｍのＣｕ、第２磁性体層２として厚さ１３ｎｍの（Ｆｅ５０Ｃｏ５０）８０Ａｌ２０、第１中間層５として厚さ２ｎｍのＣｕ、第１磁性体層１として厚さ０．２ｎｍのＣｏと厚さ０．６ｎｍのＮｉとを１０回積層した積層体およびキャップ層１０として厚さ１５ｎｍのＲｕを順に積層した後、その上にリターンヨーク１１３を形成した。
【００３６】
また、比較例として従来の磁気記録ヘッドを製造した。すなわち、主磁極に対して、厚さ４ｎｍのＴａ、厚さ２ｎｍのＲｕ、厚さ２ｎｍのＣｕ、スピン注入層として厚さ０．２ｎｍのＣｏと厚さ０．６ｎｍのＮｉとを１５回積層した積層体、厚さ２ｎｍのＣｕ、発振層として厚さ１３ｎｍの（Ｆｅ５０Ｃｏ５０）８０Ａｌ２０、厚さ１５ｎｍのＲｕを順に積層した後、その上にリターンヨークを形成した。
【００３７】
製造した実施例および比較例の磁気記録ヘッドについて、発振層を発振させる際の臨界電流密度を測定した。その結果、実施例に係る磁気記録ヘッドは、比較例よりも臨界電流密度が低減したことがわかった。
【００３８】
（磁気ヘッドアセンブリ）
図６（ａ）は、実施形態に係る磁気記録装置の一部を構成するヘッドスタックアセンブリ３９０を示す。一方、図６（ｂ）は、ヘッドスタックアセンブリ３９０の一部となる磁気ヘッドアセンブリ（ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ））４００を示す斜視図である。
【００３９】
図６（ａ）に示すように、ヘッドスタックアセンブリ３９０は、軸受部３８０と、この軸受部３８０から延出したヘッドジンバルアセンブリ４００と、軸受部３８０からヘッドジンバルアセンブリ４００と反対方向に延出しているとともにボイスコイルモータのコイル４１０を支持した支持フレーム４２０を有する。
【００４０】
図６（ｂ）に示すように、ヘッドジンバルアセンブリ４００は、軸受部３８０から延出したアクチュエータアーム３６０と、アクチュエータアーム３６０から延出したサスペンション３５０とを有する。
【００４１】
実施形態に係る磁気ヘッドアセンブリ（ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ））４００は、磁気記録ヘッド１００と、磁気記録ヘッド１００が設けられたヘッドスライダ２８０と、ヘッドスライダ２８０を一端に搭載するサスペンション３５０と、サスペンション３５０の他端に接続されたアクチュエータアーム３６０とを備える。
【００４２】
サスペンション３５０は、信号の書き込み及び読み取り用、浮上量調整のためのヒータ用、スピントルク発振子１１１用のリード線（図示せず）を有し、このリード線とヘッドスライダ２８０に組み込まれた磁気記録ヘッド１００の各電極とが電気的に接続される。電極パッド（図示せず）はヘッドジンバルアセンブリ４００に設けられる。実施形態では、電極パッドは８個設けられる。主磁極１１２のコイル用の電極パッドが２つ、磁気再生素子１２１用の電極パッドが２つ、ＤＦＨ（ダイナミックフライングハイト）用の電極パッドが２つ、スピントルク発振子１１１用の電極パッドが２つ設けられている。
【００４３】
サスペンション３５０の先端には、磁気記録ヘッド１００を有するヘッドスライダ２８０が設けられている。
【００４４】
ヘッドスライダ２８０は、Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＣなどからなり、磁気ディスクなどの磁気記録媒体２３０の上を、浮上又は接触しながら相対的に運動できるように設計されている。ヘッドスライダ２８０は薄膜状のサスペンション３５０の先端に取り付けられている。
【００４５】
磁気記録媒体２３０が回転すると、サスペンション３５０により押し付け圧力とヘッドスライダ２８０の媒体対向面（ＡＢＳ）で発生する圧力とがつりあう。ヘッドスライダ２８０の媒体対向面は、磁気記録媒体２３０の表面から所定の浮上量をもって保持される。ヘッドスライダ２８０が磁気記録媒体２３０と接触する「接触走行型」としてもよい。
【００４６】
（磁気記録装置）
図７は実施形態に係る磁気記録装置を示す斜視図である。
【００４７】
実施形態に係る磁気記録装置３１０は、磁気記録媒体２３０と、磁気記録ヘッド１００と、磁気記録媒体２３０と磁気記録ヘッド１００とを離間させ、又は、接触させた状態で対峙させながら相対的に移動可能とした可動部と、磁気記録ヘッド１００を磁気記録媒体２３０の所定記録位置に位置あわせする位置制御部と、磁気記録ヘッド１００を用いて磁気記録媒体２３０への書き込みと読み出しを行う信号処理部３８５とを備える。上記の可動部は、ヘッドスライダ２８０を含むことができる。上記の位置制御部は、ヘッドジンバルアセンブリ４００を含むことができる。
【００４８】
図７に示すように、実施形態に係る磁気記録装置３１０は、ロータリーアクチュエータを用いた形式の装置である。磁気記録媒体２３０は、スピンドルモータ３３０に設けられ、駆動制御部（図示せず）からの制御信号に応答するモータ（図示せず）により媒体移動方向２７０の方向に回転する。磁気記録装置３１０は、複数の磁気記録媒体２３０を備えてもよい。
【００４９】
サスペンション３５０は、駆動コイル（図示せず）を保持するボビン部などを有するアクチュエータアーム３６０の一端に接続されている。アクチュエータアーム３６０の他端には、リニアモータの一種であるボイスコイルモータ３７０が設けられている。ボイスコイルモータ３７０は、アクチュエータアーム３６０のボビン部に巻き上げられた駆動コイル（図示せず）と、この駆動コイルを挟み込むように対向して設けられた永久磁石及び対向ヨークからなる磁気回路から構成することができる。
【００５０】
アクチュエータアーム３６０は、軸受部３８０の上下２箇所に設けられたボールベアリング（図示せず）によって保持され、ボイスコイルモータ３７０により回転摺動が自在にできるようになっている。その結果、磁気記録ヘッド１００を磁気記録媒体２３０の任意の位置に移動可能となる。
【００５１】
信号処理部３８５（図示せず）が、図７に示す磁気記録装置３１０の図面中の背面側に設けられる。信号処理部３８５は、磁気記録ヘッド１００を用いて磁気記録媒体２３０への信号の書き込みと読み出しを行う。信号処理部３８５の入出力線は、ヘッドジンバルアセンブリ４００の電極パッドに接続され、磁気記録ヘッド１００と電気的に結合される。
【００５２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５３】
１…第１磁性体層（スピン注入層）、２…第２磁性体層（発振層）、３…第３磁性体層（スピン注入層）、４…第４磁性体層（バイアス層）、５…第１中間層、６…第２中間層、７…下地層、８…バッファ層、９…Ｆｅ層、１０…キャップ層、２０…ギャップ磁界、２１…スピントルクの反射、２２…スピントルクの透過、１００…磁気記録ヘッド、１１０…書き込みヘッド部、１１１…スピントルク発振子、１１２…主磁極、１１３…リターンヨーク（トレーリングシールド）、１１４…コイル、１２０…再生ヘッド部、１２１…磁気再生素子、１２２…磁気シールド、１２３…磁気シールド、１３０…移動方向、２３０…磁気記録媒体、２３１…磁気記録層、２３２…媒体基板、２３３…記録単位、２７０…媒体移動方向、２８０…ヘッドスライダ、３１０…磁気記録装置、３３０…スピンドルモータ、３５０…サスペンション、３６０…アクチュエータアーム、３７０…ボイスコイルモータ、３８０…軸受部、３８５…信号処理部、３９０…ヘッドスタックアセンブリ、４００…磁気ヘッドアセンブリ（ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ））、４１０…コイル、４２０…支持フレーム。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、スピントルク発振子を用いた磁気記録ヘッド、磁気ヘッドアセンブリおよび磁気記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のスピントルク発振子として、発振層およびスピン注入層を含むスピントルク発振子が存在する。このようなスピントルク発振子において、スピントルク発振を開始するための駆動電流密度、すなわち臨界電流密度を下げることが重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−３３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、スピントルク発振のための臨界電流密度が低下したスピントルク発振子を備える磁気記録ヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態によれば、磁気記録媒体に記録磁界を発生させるための主磁極と、前記主磁極と対を成すリターンヨークと、前記主磁極と前記リターンヨークとの間に積層して設けられた、第１磁性体層、第２磁性体層および第３磁性体層を含むスピントルク発振子とを含む磁気記録ヘッドであって、前記第３磁性体層はＦｅ４Ｎから成り、前記第１磁性体層から前記第３磁性体層の方向に電流を通電するように構成されている磁気記録ヘッドが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態の磁気記録ヘッドおよび磁気記録媒体の一例を示す斜視図。
【図２】第１の実施形態の磁気記録ヘッドを示す図。
【図３】第２の実施形態の磁気記録ヘッドを示す図。
【図４】第３の実施形態の磁気記録ヘッドを示す図。
【図５】実施例に係る磁気記録ヘッドを示す図。
【図６】実施形態の磁気ヘッドアセンブリを示す図。
【図７】実施形態の磁気記録装置を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。
【０００８】
（磁気記録ヘッド）
図１には、実施形態の磁気記録ヘッドおよび磁気記録媒体の一例が示される。磁気記録ヘッド１００が磁気記録媒体２３０上に設けられている。磁気記録ヘッド１００は書き込みヘッド部１１０および再生ヘッド部１２０を含む。なお、磁気記録ヘッド１００の磁気記録媒体２３０に対向する面を媒体対向面と称する。
【０００９】
書き込みヘッド部１１０は、主磁極１１２、リターンヨーク１１３およびそれらの間に挟持されたスピントルク発振子１１１を含む。スピントルク発振子１１１は、書き込みヘッド部１１０において媒体対向面に設けられている。また、コイル１１４が、主磁極１１２およびリターンヨーク１１３を通る磁路の一部に巻きつけられている。図１に示されるスピントルク発振子１１１では、主磁極１１２側から第１磁性体層１、第１中間層５、第２磁性体層２、第２中間層６および第３磁性体層３が積層されている。
【００１０】
再生ヘッド部１２０では、磁気再生素子１２１が磁気シールド１２２および１２３の間に設けられている。
【００１１】
磁気記録媒体２３０は、媒体基板２３２およびその表面に設けられている磁気記録層２３１を含む。磁気記録媒体２３０上の、磁気記録層２３１には、記録により多数の記録単位２３３が形成される。
【００１２】
図１に示される磁気記録ヘッド１００および磁気記録媒体２３０では、磁気記録ヘッド１００が、磁気記録媒体２３０の特定の位置上に相対的に移動し、磁気記録層２３１に対して記録情報の書き込みまたは再生を行う。磁気記録媒体２３０上における磁気記録ヘッド１００の位置は、磁気記録媒体２３０の回転および磁気記録ヘッド１００の平行移動によって制御される。例えば、磁気記録媒体２３０の回転による、磁気記録ヘッド１００の磁気記録媒体２３０上での相対的な移動方向を１３０で示す。
【００１３】
書き込みヘッド部１１０は、磁気記録層２３１に情報を書き込む。コイル１１４に対して記録磁界発生用電源から電流が供給されると、主磁極１１２、磁気記録媒体２３０およびリターンヨーク１１３を通る書き込み磁界が生じる。書き込み磁界によって、主磁極１１２の直下に存在する磁気記録層２３１に垂直方向の磁化が生じる。このような書き込み磁界の印加と同時に、スピントルク発振子１１１が磁気記録層２３１に高周波を印加する。これにより、磁気記録層２３１の保磁力が低下し、主磁極１１２による書き込みが容易になる。
【００１４】
再生ヘッド部１２０は、記録単位２３３に書き込まれた記録情報を読み取る。磁気再生素子１２１が、その直下に存在する記録単位２３３の磁界を電気信号に変換する。例えば、磁気再生素子１２１として磁気抵抗効果素子を用いる場合、記録単位２３３の磁界によって磁気抵抗効果素子の抵抗率が変化する。この変化を記録情報として読み取ることができる。磁気シールド１２２および１２３は、読み取ろうとする記録単位２３３に起因しない磁界を磁気再生素子１２１から遮断する。例えば、書き込みヘッド部１１０から生じる書き込み磁界を遮断する。
【００１５】
図２には、第１の実施形態の磁気記録ヘッドが示される。この図には、スピントルク発振子１１１および主磁極１１２のみが示される。第１の実施形態の磁気記録ヘッドでは、スピントルク発振子１１１は、主磁極１１２側から、第１磁性体層１、第１中間層５、第２磁性体層２、第２中間層６および第３磁性体層３が積層された積層体を含む。
【００１６】
第１磁性体層１は垂直磁気異方性を有する金属磁性体によって形成されている。図２には、第１磁性体層１が垂直磁気異方性を有することが、垂直な矢印によって模式的に表されている。第１磁性体層１は、第２の磁性体層２に対してスピンを注入する役割を担うため、スピン注入層と称することもできる。
【００１７】
第２磁性体層２は金属磁性体によって形成されている。第２の磁性体層２は、スピン注入層からスピンが注入されると、スピンの歳差運動が生じることで発振する。このとき、主磁極１１２とリターンヨーク１１３との間に生じるギャップ磁界２０が膜面垂直方向に向いているため、スピンの歳差運動の回転軸も膜面垂直方向となる。図２には、このような歳差運動の様子が模式的に表されている。第２磁性体層２は発振するため発振層と称することもできる。
【００１８】
第３磁性体層３はＦｅ４Ｎから成る。図２には、第３磁性体層３の磁化が垂直方向に向いている様子が模式的に表されている。第３磁性体層３は、第２磁性体層２に対してスピンを注入する。このため、第３磁性体層３も、第１磁性体層１と同様にスピン注入層と称することができる。従来のスピントルク発振子では、この第３磁性体層３が設けられていない。これに対し実施形態に係るスピントルク発振子１１１では、第１磁性体層１だけでなく第３磁性体層３も利用してスピン注入を行うことで、その効率を上げることができ、発振のための臨界電流密度を下げることができる。すなわち、より低い電流密度で発振させることができる。
【００１９】
第１の実施形態において、スピントルク発振子１１１の発振のための電流は、第１磁性体層１から第３磁性体層３へと流される。すなわち、電子は、図示されるように第３磁性体層３から第１磁性体層１へと移動する。この電子の移動に伴って、第２磁性体層２へのスピン注入が生じる。
【００２０】
第３磁性体層３から第２磁性体層２へのスピン注入はスピントルクの透過２２として生じる。すなわち、第３磁性体層３から第２磁性体層２へダウンスピンが移動する。これは、Ｆｅ４Ｎのダウンスピンの３ｄ電子が伝導に支配的に寄与しているためである。
【００２１】
一方、第１磁性体層１から第２磁性体層２へのスピン注入はスピントルクの反射２１として生じる。すなわち、第２磁性体層２から第１磁性体層１へは主にアップスピンが移動する一方、ダウンスピンはそのような移動が困難であるため、ダウンスピンが第２磁性体層２に留まる。これは、第１磁性体層１のアップスピン電子が伝導に支配的に寄与しているためである。
【００２２】
図３には、第２の実施形態の磁気記録ヘッドが示される。この図には、スピントルク発振子１１１および主磁極１１２のみが示される。第２の実施形態では、第１の実施形態と比較して、スピントルク発振子１１１を構成する各層が逆順に積層されている。すなわち、主磁極１１２側から、第３磁性体層３、第２中間層６、第２磁性体層２、第１中間層５および第１磁性体層１が順に積層されている。ギャップ磁界２０の方向は第１の実施形態の場合と同一であるが、電流の流れる方向は、第１磁性体層１と第３磁性体層３との順番が入れ替わったことにあわせて逆となっている。言い換えれば、第２の実施形態においても、電流は第１磁性体層１から第３磁性体層３へと流される。
【００２３】
第２の実施形態では、第１の実施形態と同様に、第１磁性体層１だけでなく第３磁性体層３を利用してスピン注入を行うため、発振のための臨界電流密度を下げるという効果が得られる。すなわち、第１磁性体層１から第２磁性体層２へはスピントルクの反射２１によってスピンが注入され、第３磁性体層３から第２の磁性体層２へはスピントルクの透過２２によってスピンが注入される。
【００２４】
図４には、第３の実施形態の磁気記録ヘッドが示される。この図には、スピントルク発振子１１１および主磁極１１２のみが示される。第３の実施形態におけるスピントルク発振子１１１は、第１の実施形態におけるスピントルク発振子１１１に対して、さらに第４磁性体層４を設けた構成となっている。すなわち、主磁極１１２側から、第１磁性体層１、第１中間層５、第２磁性体層２、第２中間層６、第３磁性体層３および第４磁性体層４が積層されている。第４磁性体層４は膜面垂直方向に磁化容易軸を有する磁性材料から成る。
【００２５】
第３の実施形態では、第１の実施形態と同様に、第１磁性体層１だけでなく第３磁性体層３を利用してスピン注入を行うため、発振のための臨界電流密度を下げるという効果が得られる。また、第４磁性体層４が第３磁性体層３の垂直方向の磁化を安定化させる。すなわち、第４磁性体層４と第３磁性体層３との間の交換結合力によって、第３磁性体層３を垂直磁場で飽和させることができる。第３磁性体層３からスピン注入が生じると、その反作用により第３磁性体層３の垂直方向の磁化が揺らぐが、第４磁性体層４による垂直磁場がそのような揺らぎの影響を最小化することができる。結果として、第３磁性体層３から第２磁性体層２へのスピン注入の効率が上昇し、発振のための臨界電流密度はさらに低下する。
【００２６】
以下に、実施形態に係る磁気記録ヘッドにて使用できる各層の例を説明する。
【００２７】
第２磁性体層２（発振層）としては、磁気異方性エネルギーの小さな磁性材料を用いることができる。具体的には、ＣｏＦｅ、ＣｏＮｉＦｅ、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＮｂ、ＦｅＮ、ＦｅＳｉ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＣｏＡｌ、ＦｅＣｏＳｉ、ＦｅＣｏＢ、ＦｅＣｏＧａ、ＦｅＣｏＧｅ、ＦｅＣｏＭｎ、ＦｅＣｏＣｒといった材料を使用できる。第２磁性体層２の厚さは５ｎｍから３０ｎｍであることが好ましく、例えば１３ｎｍである。第２磁性体層２の飽和磁束密度は、０．５Ｔから２．３Ｔであることが好ましい。
【００２８】
第１磁性体層１（スピン注入層）としては、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＴａＰｔ、ＣｏＣｒＴａＮｂ等のＣｏＣｒ系合金、ＴｂＦｅＣｏ等のＲＥ−ＴＭ系アモルファス合金、Ｃｏ／Ｐｄ、Ｃｏ／Ｐｔ、ＣｏＣｒＴａ／Ｐｄ、Ｃｏ／Ｎｉ、ＣｏＦｅ／Ｎｉ、ＦｅＣｏ／Ｎｉ等の人工格子、ＣｏＰｔ系やＦｅＰｔ系の合金、ＳｍＣｏ系合金を用いることができる。あるいは、これらの材料と、ＦｅＣｏ合金、Ｃｏ基ホイスラー合金等の磁気異方性エネルギーが比較的小さい材料との積層構造を用いることができる。例えば、ＣｏおよびＮｉを積層した積層体とすることができる。第１磁性体層１の厚さは、３ｎｍから３０ｎｍであることが好ましい。
【００２９】
第３磁性体層３（スピン注入層）としてはＦｅ４Ｎが用いられる。第３磁性体層３の厚さは、磁気体積ＫｕＶが第２磁性体層２の材料と比較して大きくなるように設定することが好ましい。例えば、５ｎｍから３０ｎｍとすることができる。このような設定とすることで、第２磁性体層２からの反射のスピントルクによる擾乱を受けにくくなり、第２磁性体層２へのスピン注入が効率的になる。
【００３０】
第４磁性体層４（バイアス層）は、膜面垂直方向に磁化容易軸をもつ磁性材料を使用することができる。また、磁気異方性エネルギーＫｕが、１Ｍｅｒｇ／ｃｃ〜１０Ｍｅｒｇ／ｃｃの範囲である材料を使用することが好ましい。例えば、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＴａＰｔ、ＣｏＣｒＴａＮｂ等のＣｏＣｒ系合金、ＴｂＦｅＣｏ等のＲＥ−ＴＭ系アモルファス合金、Ｃｏ／Ｐｄ、Ｃｏ／Ｐｔ、ＣｏＣｒＴａ／Ｐｄ、Ｃｏ／Ｎｉ、ＣｏＦｅ／Ｎｉ、ＦｅＣｏ／Ｎｉ等の人工格子、ＣｏＰｔ系やＦｅＰｔ系の合金、ＳｍＣｏ系合金等を使用することができる。第４磁性体層４の厚さは、３ｎｍから３０ｎｍとすることができる。
【００３１】
第１中間層５および第２中間層６としては、非磁性であり且つスピン透過率の高い材料を用いることが好ましい。例えば、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ等を使用できる。これらの厚さは、発振層とスピン注入層との磁気結合を適度に制御でき、且つ出来る限り薄くなるように設定することが好ましい。例えば、０．２ｎｍ〜１０ｎｍの範囲とすることができ、好ましくは１ｎｍ〜３ｎｍとすることができる。
【００３２】
実施形態に係る磁気記録ヘッドまたはスピントルク発振子には、上記の通り説明した層以外の層を適宜設けることができる。例えば、主磁極１１２と接する面に下地層７を設けることができる。また、リターンヨーク１１３と接する面にキャップ層１０を設けることができる。下地層７およびキャップ層１０としては、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｐｔ、Ｐｄ等を用いることができる。特に、第３磁性体層３におけるＦｅ４Ｎの規則度を増大するために、下地層７には、Ｔａ／Ｃｒ／Ｆｅ、ＴａＮｉ／Ｃｒ／Ｆｅ、ＴａＮｉ／Ｃｒ／Ｐｔ、ＮｉＮｂ／Ｃｒ／Ｆｅ、ＮｉＺｒ／Ｃｒ／Ｆｅ等の金属積層体であって、（００１）面配向した材料を使用することができる。また、Ｔａ、ＴａＮｉ、ＮｉＮｂまたはＮｉＺｒの表面は、Ｃｒの（００１）面配向を実現する程度に酸素暴露することが好ましい。
【００３３】
主磁極１１２およびリターンヨーク１１３としては、磁性金属を用いることができる。例えば、Ｆｅ、ＣｏおよびＮｉから成る群から選択される金属の合金を使用することができる。主磁極１１２およびリターンヨーク１１３は、書き込み磁界の発生のための磁極としての機能のほかに、スピントルク発振子１１１に対して電流を流すための電極としての機能を兼ね備えさせることもできる。また、リターンヨーク１１３は、トレーリングシールドとしての機能を兼ね備えてよい。
【００３４】
実施例として、実施形態に係る磁気記録ヘッドを製造した。図５にその構成を示す。当該磁気記録ヘッドは、スピントルク発振子１１１が主磁極１１２とリターンヨーク１１３との間に挟持されている。さらに、スピントルク発振子１１１は、主磁極１１２側から、下地層７、バッファ層８、Ｆｅ層９、第３磁性体層３、第２中間層６、第２磁性体層２、第１中間層５、第１中間層１およびキャップ層１０が順に積層された積層体となっている。
【００３５】
具体的には、主磁極１１２に対して、下地層７として厚さ４ｎｍのＴａＮｉ、バッファ層８として厚さ４ｎｍのＣｒ、Ｆｅ層９として厚さ５ｎｍのＦｅ、第３磁性体層３として厚さ２０ｎｍのＦｅ４Ｎ、第２中間層６として厚さ２ｎｍのＣｕ、第２磁性体層２として厚さ１３ｎｍの（Ｆｅ５０Ｃｏ５０）８０Ａｌ２０、第１中間層５として厚さ２ｎｍのＣｕ、第１磁性体層１として厚さ０．２ｎｍのＣｏと厚さ０．６ｎｍのＮｉとを１０回積層した積層体およびキャップ層１０として厚さ１５ｎｍのＲｕを順に積層した後、その上にリターンヨーク１１３を形成した。
【００３６】
また、比較例として従来の磁気記録ヘッドを製造した。すなわち、主磁極に対して、厚さ４ｎｍのＴａ、厚さ２ｎｍのＲｕ、厚さ２ｎｍのＣｕ、スピン注入層として厚さ０．２ｎｍのＣｏと厚さ０．６ｎｍのＮｉとを１５回積層した積層体、厚さ２ｎｍのＣｕ、発振層として厚さ１３ｎｍの（Ｆｅ５０Ｃｏ５０）８０Ａｌ２０、厚さ１５ｎｍのＲｕを順に積層した後、その上にリターンヨークを形成した。
【００３７】
製造した実施例および比較例の磁気記録ヘッドについて、発振層を発振させる際の臨界電流密度を測定した。その結果、実施例に係る磁気記録ヘッドは、比較例よりも臨界電流密度が低減したことがわかった。
【００３８】
（磁気ヘッドアセンブリ）
図６（ａ）は、実施形態に係る磁気記録装置の一部を構成するヘッドスタックアセンブリ３９０を示す。一方、図６（ｂ）は、ヘッドスタックアセンブリ３９０の一部となる磁気ヘッドアセンブリ（ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ））４００を示す斜視図である。
【００３９】
図６（ａ）に示すように、ヘッドスタックアセンブリ３９０は、軸受部３８０と、この軸受部３８０から延出したヘッドジンバルアセンブリ４００と、軸受部３８０からヘッドジンバルアセンブリ４００と反対方向に延出しているとともにボイスコイルモータのコイル４１０を支持した支持フレーム４２０を有する。
【００４０】
図６（ｂ）に示すように、ヘッドジンバルアセンブリ４００は、軸受部３８０から延出したアクチュエータアーム３６０と、アクチュエータアーム３６０から延出したサスペンション３５０とを有する。
【００４１】
実施形態に係る磁気ヘッドアセンブリ（ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ））４００は、磁気記録ヘッド１００と、磁気記録ヘッド１００が設けられたヘッドスライダ２８０と、ヘッドスライダ２８０を一端に搭載するサスペンション３５０と、サスペンション３５０の他端に接続されたアクチュエータアーム３６０とを備える。
【００４２】
サスペンション３５０は、信号の書き込み及び読み取り用、浮上量調整のためのヒータ用、スピントルク発振子１１１用のリード線（図示せず）を有し、このリード線とヘッドスライダ２８０に組み込まれた磁気記録ヘッド１００の各電極とが電気的に接続される。電極パッド（図示せず）はヘッドジンバルアセンブリ４００に設けられる。実施形態では、電極パッドは８個設けられる。主磁極１１２のコイル用の電極パッドが２つ、磁気再生素子１２１用の電極パッドが２つ、ＤＦＨ（ダイナミックフライングハイト）用の電極パッドが２つ、スピントルク発振子１１１用の電極パッドが２つ設けられている。
【００４３】
サスペンション３５０の先端には、磁気記録ヘッド１００を有するヘッドスライダ２８０が設けられている。
【００４４】
ヘッドスライダ２８０は、Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＣなどからなり、磁気ディスクなどの磁気記録媒体２３０の上を、浮上又は接触しながら相対的に運動できるように設計されている。ヘッドスライダ２８０は薄膜状のサスペンション３５０の先端に取り付けられている。
【００４５】
磁気記録媒体２３０が回転すると、サスペンション３５０により押し付け圧力とヘッドスライダ２８０の媒体対向面（ＡＢＳ）で発生する圧力とがつりあう。ヘッドスライダ２８０の媒体対向面は、磁気記録媒体２３０の表面から所定の浮上量をもって保持される。ヘッドスライダ２８０が磁気記録媒体２３０と接触する「接触走行型」としてもよい。
【００４６】
（磁気記録装置）
図７は実施形態に係る磁気記録装置を示す斜視図である。
【００４７】
実施形態に係る磁気記録装置３１０は、磁気記録媒体２３０と、磁気記録ヘッド１００と、磁気記録媒体２３０と磁気記録ヘッド１００とを離間させ、又は、接触させた状態で対峙させながら相対的に移動可能とした可動部と、磁気記録ヘッド１００を磁気記録媒体２３０の所定記録位置に位置あわせする位置制御部と、磁気記録ヘッド１００を用いて磁気記録媒体２３０への書き込みと読み出しを行う信号処理部３８５とを備える。上記の可動部は、ヘッドスライダ２８０を含むことができる。上記の位置制御部は、ヘッドジンバルアセンブリ４００を含むことができる。
【００４８】
図７に示すように、実施形態に係る磁気記録装置３１０は、ロータリーアクチュエータを用いた形式の装置である。磁気記録媒体２３０は、スピンドルモータ３３０に設けられ、駆動制御部（図示せず）からの制御信号に応答するモータ（図示せず）により媒体移動方向２７０の方向に回転する。磁気記録装置３１０は、複数の磁気記録媒体２３０を備えてもよい。
【００４９】
サスペンション３５０は、駆動コイル（図示せず）を保持するボビン部などを有するアクチュエータアーム３６０の一端に接続されている。アクチュエータアーム３６０の他端には、リニアモータの一種であるボイスコイルモータ３７０が設けられている。ボイスコイルモータ３７０は、アクチュエータアーム３６０のボビン部に巻き上げられた駆動コイル（図示せず）と、この駆動コイルを挟み込むように対向して設けられた永久磁石及び対向ヨークからなる磁気回路から構成することができる。
【００５０】
アクチュエータアーム３６０は、軸受部３８０の上下２箇所に設けられたボールベアリング（図示せず）によって保持され、ボイスコイルモータ３７０により回転摺動が自在にできるようになっている。その結果、磁気記録ヘッド１００を磁気記録媒体２３０の任意の位置に移動可能となる。
【００５１】
信号処理部３８５（図示せず）が、図７に示す磁気記録装置３１０の図面中の背面側に設けられる。信号処理部３８５は、磁気記録ヘッド１００を用いて磁気記録媒体２３０への信号の書き込みと読み出しを行う。信号処理部３８５の入出力線は、ヘッドジンバルアセンブリ４００の電極パッドに接続され、磁気記録ヘッド１００と電気的に結合される。
【００５２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５３】
１…第１磁性体層（スピン注入層）、２…第２磁性体層（発振層）、３…第３磁性体層（スピン注入層）、４…第４磁性体層（バイアス層）、５…第１中間層、６…第２中間層、７…下地層、８…バッファ層、９…Ｆｅ層、１０…キャップ層、２０…ギャップ磁界、２１…スピントルクの反射、２２…スピントルクの透過、１００…磁気記録ヘッド、１１０…書き込みヘッド部、１１１…スピントルク発振子、１１２…主磁極、１１３…リターンヨーク（トレーリングシールド）、１１４…コイル、１２０…再生ヘッド部、１２１…磁気再生素子、１２２…磁気シールド、１２３…磁気シールド、１３０…移動方向、２３０…磁気記録媒体、２３１…磁気記録層、２３２…媒体基板、２３３…記録単位、２７０…媒体移動方向、２８０…ヘッドスライダ、３１０…磁気記録装置、３３０…スピンドルモータ、３５０…サスペンション、３６０…アクチュエータアーム、３７０…ボイスコイルモータ、３８０…軸受部、３８５…信号処理部、３９０…ヘッドスタックアセンブリ、４００…磁気ヘッドアセンブリ（ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ））、４１０…コイル、４２０…支持フレーム。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記録媒体に記録磁界を発生させるための主磁極と、
前記主磁極と対を成すリターンヨークと、
前記主磁極と前記リターンヨークとの間に積層して設けられた、第１磁性体層、第２磁性体層および第３磁性体層を含むスピントルク発振子と
を含む磁気記録ヘッドであって、
前記第３磁性体層はＦｅ４Ｎから成り、前記第１磁性体層から前記第３磁性体層の方向に電流を通電するように構成されている磁気記録ヘッド。
【請求項２】
前記第１磁性体層と前記第２磁性体層との間に第１中間層を備える請求項１に記載の磁気記録ヘッド。
【請求項３】
前記第２磁性体層と前記第３磁性体層との間に第２中間層を備える請求項１に記載の磁気記録ヘッド。
【請求項４】
前記第３磁性体層の前記第２磁性体層と反対側の面に積層された、膜面垂直方向に磁化容易軸を有する第４磁性体層を備える請求項１に記載の磁気記録ヘッド。
【請求項５】
請求項１に記載の磁気記録ヘッドが搭載されたヘッドスライダと、
前記ヘッドスライダを一端に搭載するサスペンションと、
前記サスペンションの他端に接続されたアクチュエータアームと、
を備える磁気ヘッドアセンブリ。
【請求項６】
磁気記録媒体と、
請求項５に記載の磁気ヘッドアセンブリと、
前記磁気ヘッドアセンブリに搭載された前記磁気記録ヘッドを用いて前記磁気記録媒体への信号の書き込みおよび読み出しを行う信号処理部と、
を備える磁気記録装置。
【請求項１】
磁気記録媒体に記録磁界を発生させるための主磁極と、
前記主磁極と対を成すリターンヨークと、
前記主磁極と前記リターンヨークとの間に積層して設けられた、第１磁性体層、第２磁性体層および第３磁性体層を含むスピントルク発振子と
を含む磁気記録ヘッドであって、
前記第３磁性体層はＦｅ４Ｎから成り、前記第１磁性体層から前記第３磁性体層の方向に電流を通電するように構成されている磁気記録ヘッド。
【請求項２】
前記第１磁性体層と前記第２磁性体層との間に第１中間層を備える請求項１に記載の磁気記録ヘッド。
【請求項３】
前記第２磁性体層と前記第３磁性体層との間に第２中間層を備える請求項１に記載の磁気記録ヘッド。
【請求項４】
前記第３磁性体層の前記第２磁性体層と反対側の面に積層された、膜面垂直方向に磁化容易軸を有する第４磁性体層を備える請求項１に記載の磁気記録ヘッド。
【請求項５】
請求項１に記載の磁気記録ヘッドが搭載されたヘッドスライダと、
前記ヘッドスライダを一端に搭載するサスペンションと、
前記サスペンションの他端に接続されたアクチュエータアームと、
を備える磁気ヘッドアセンブリ。
【請求項６】
磁気記録媒体と、
請求項５に記載の磁気ヘッドアセンブリと、
前記磁気ヘッドアセンブリに搭載された前記磁気記録ヘッドを用いて前記磁気記録媒体への信号の書き込みおよび読み出しを行う信号処理部と、
を備える磁気記録装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１１９０２７（Ｐ２０１２−１１９０２７Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６７０６７（Ｐ２０１０−２６７０６７）
【出願日】平成２２年１１月３０日（２０１０．１１．３０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月３０日（２０１０．１１．３０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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