磁気記録媒体、磁気再生装置、磁気再生方法
【課題】データの記録領域として磁性細線でトラックを形成した磁気ディスクにおいて、再生方式によらずに高記録密度化の可能な磁気ディスクを提供する。
【解決手段】磁気ディスクは基板上に磁性細線５を同心円状に備え、それぞれの磁性細線５は、相対的に飽和磁化の低い低Ｍs領域５ｅをイオン注入により形成されたことを特徴とする。磁性細線５は「０」または「１」のデータを連続して記録され、データを記録された領域は磁区として、磁性細線５の両端に接続した電極６１，６２にて供給されるパルス電流により磁性細線５中を断続的にシフト移動する。磁区は低Ｍs領域５ｅに到達しているときにその長さが伸長するため、この領域に再生領域５ｒを設けて、データを入射光のレーザースポットや磁気ヘッド２１で磁気の検出可能な磁区の大きさに拡大して再生でき、磁性細線５の低Ｍs領域５ｅ外においてはデータを長さＬbの磁区に圧縮して格納できる。
【解決手段】磁気ディスクは基板上に磁性細線５を同心円状に備え、それぞれの磁性細線５は、相対的に飽和磁化の低い低Ｍs領域５ｅをイオン注入により形成されたことを特徴とする。磁性細線５は「０」または「１」のデータを連続して記録され、データを記録された領域は磁区として、磁性細線５の両端に接続した電極６１，６２にて供給されるパルス電流により磁性細線５中を断続的にシフト移動する。磁区は低Ｍs領域５ｅに到達しているときにその長さが伸長するため、この領域に再生領域５ｒを設けて、データを入射光のレーザースポットや磁気ヘッド２１で磁気の検出可能な磁区の大きさに拡大して再生でき、磁性細線５の低Ｍs領域５ｅ外においてはデータを長さＬbの磁区に圧縮して格納できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トラックが細線状の磁性体で形成された磁気記録媒体、ならびにこの磁気記録媒体にパルス電流を供給することでトラック内で磁壁を移動させながら磁壁に挟まれた磁区からデータを読み出して再生する磁気再生装置および磁気再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の記憶装置は、扱われる情報量の増大に伴い、高記録密度化ならびに記録や再生の高速化が進められている。高記録密度化に伴い、ＨＤＤ等に使用される磁気ディスク等の記録媒体のトラックは狭ピッチ化し、さらにトラックにおける１データ（１ビット）分の長さは短くなり、このような微小な領域の磁気を検出するために、再生方式はＧＭＲ（Giant MagnetoResistance：巨大磁気抵抗効果）素子やＴＭＲ（Tunnel MagnetoResistance：トンネル磁気抵抗）素子のような磁気抵抗効果素子からなる磁気ヘッドによる磁気方式、あるいはレーザー光の照射による光磁気方式が適用されている。
【０００３】
この１ビットの領域の大きさは、主に再生のために必要な領域に収束される。具体的には、磁気ヘッドとする磁気抵抗効果素子の大きさやレーザー光の照射スポットの径に収束される。そのため、磁気方式においてはＧＭＲ素子やＴＭＲ素子の微細化、光磁気方式においては短波長の青色レーザー光の適用、さらに回析限界を超える微小領域の再生を可能とする磁気誘起超解像（ＭＳＲ）、磁区拡大再生（ＭＡＭＭＯＳ）、または磁壁移動再生（ＤＷＤＤ）により、いっそうの高記録密度化のための技術が開発されている。
【０００４】
また、磁気ディスクにおける記録および再生は、ディスクをスピンドルモータで回転駆動させ、磁気ヘッドやレーザー光の照射スポットをディスクの径方向のみに移動させることで、トラックに沿って（ディスクの周方向に）所定方向に磁化する（記録する）、または磁気を検出する（再生する）。このようなディスクにおいて記録および再生を高速化するためには、ディスクの回転速度を速くすることが第一に挙げられる。しかし、記録においてはトラックの磁化、再生においては磁気の検出にそれぞれ要する時間、ならびにディスクの振動による誤動作等の問題から、回転速度の高速化には限界がある。そのため、パーソナルコンピュータに内蔵されるＨＤＤ等においては、２〜１０枚程度の磁気ディスクを重ねてそれぞれの磁気ディスクに磁気ヘッドを備え、各磁気ディスクを並列に記録または再生を行うことで、記録または再生の高速化を可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６８３４００５号明細書
【特許文献２】特開２０１０−２０１１４号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】T. Koyama et al., “Control of Domain Wall Position by Electrical Current in Structured Co/Ni Wire with Perpendicular Magnetic Anisotropy”, Appl. Phys. Express 1, 101303 (2008)
【非特許文献２】Xin Jiang et al., “Enhanced stochasticity of domain wall motion in magnetic racetracks due to dynamic pinning”, Nature Communications, 1, pp.1-5 (2010)
【非特許文献３】T. Kato et al., “Planar patterned media fabricated by ion irradiation into CrPt3 ordered alloy films”, J. Appl. Phys. 105, 07C117 (2009), Fig.2
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
磁気ディスクにおける記録および再生の速度は、トラック上の１ビットの長さ（ビット長）およびディスクの回転速度に収束され、さらに高速化する場合は同時に記録・再生するディスク枚数を増やす必要がある。例えば、スーパーハイビジョン（高精細度テレビジョン）システムを実現するためには、約７２Ｇｂｐｓの超高速で再生する必要がある。約２４Ｇｂｐｓの実験用のスーパーハイビジョンシステムであっても、例えば３〜１０枚程度のディスクを搭載したサーバ用の大容量ストレージを、数十台同時に稼動する必要があり、大規模かつ高消費電力を必要とする。このように、扱われる情報の大容量化、高密度化に対して、現行では記録媒体やその再生装置等が十分に対応できていない。
【０００８】
ここで、記録媒体を駆動させずに記録されているデータを移動する方法として、特許文献１には、細線状の磁性体（以下、適宜磁性細線）をＵ字型等に形成してトラックとしたメモリデバイスが開示されている。これは、磁性体を細線状に形成すると、その長さ方向に磁区が形成され、さらに当該長さ方向に電流を供給すると磁区同士を区切るように生成している磁壁がすべて細線方向に等距離移動する、シフト移動を行う特性を利用したものである（非特許文献１参照）。すなわち、トラック（磁性細線）上の所定の一箇所（特許文献１ではＵ字型の頂部）に記録用および再生用の各磁気ヘッドを固定し、トラック両端から電流を可逆的に供給して磁壁に挟まれた所望の磁区を磁気ヘッドに対向する位置に移動させる。この方法においては、磁性体の形状（線幅等）や供給する電流により異なるが、磁壁の移動速度は数十ｍ／ｓから約２５０ｍ／ｓ（非特許文献２参照）と極めて高速であるので、現行のディスクの回転による再生速度を超えることが期待される。
【０００９】
特許文献１では、ランダムアクセス方式によるデータの書換えを可能とするために、Ｕ字型を多数直列に接続した波型の磁性細線をさらに並列に設けて、Ｕ字型の頂部のそれぞれに磁気ヘッドを備える形態としている。また、特許文献２では、１本あたりで「１」と「０」のデータを１つずつのみ格納した単純な構成の磁性細線をマトリクス状に配置して、それぞれの磁性細線に電流を供給することでいずれかのデータを選択する構成としている。これらの技術では、ランダムアクセスメモリや多数のデータを同時に提示する空間光変調器としては好適であるが、例えば長時間の動画のような連続したデータの記録・再生を行う記録媒体としては効率に劣る。そこで、本発明者らは、磁性細線を同心円状に形成して、これを一般的な磁気ディスクや光磁気ディスクと同様にトラックとして、円盤形状の記録媒体（ディスク）とすることに至った。このような記録媒体であれば、記録媒体本体を回転駆動させる必要がないため振動による誤動作等がなく、また、トラック上を、データを高速移動させることができるので、記録および再生を高速化できる。
【００１０】
しかしながら、このような磁性細線を適用した記録媒体においても、再生方式は従来と同様に磁気抵抗効果素子やレーザー光等を利用するため、これらにより１ビットの領域の大きさが収束されるのは、現行の磁気ディスクと同様である。したがって、大容量・高密度データの再生に多数の記録媒体を要することに変わりはなく、記録媒体のさらなる高記録密度化および大容量化が望まれていた。
【００１１】
本発明は前記問題点に鑑み創案されたもので、前記の磁性細線でトラックを形成した記録媒体を対象として、再生方式によらずに高記録密度化の可能な磁気記録媒体、そしてこのような磁気記録媒体に再生を高速に行う磁気再生装置および磁気再生方法を提供することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するために、本発明者は、不動のトラックにおいてデータとして磁区が移動することから、再生を行う指定された位置の領域のみで磁区を一時的に必要とする大きさに拡大することで、それ以外の領域においてデータを圧縮して格納して、記録媒体を高記録密度化して大容量化することに想到した。そして、本発明者は、磁性体がイオンを注入されると飽和磁化が低くなる現象（非特許文献３参照）を利用し、磁性細線に局所的に飽和磁化の低い領域を設けて、この領域に磁区が到達しているときにその磁区を拡長させる方法を見出した。
【００１３】
本発明に係る磁気記録媒体は、基板上に磁性体を細線状に形成してなる１以上の磁性細線を備えて、前記磁性細線に２値のデータを異なる２方向の磁化のいずれかとして当該磁性細線の細線方向に連続して記録され、前記磁性細線の両端に一対の電極を接続してパルス電流を細線方向に供給されることにより、当該磁性細線において、前記２値の一方のデータを記録されて形成した磁区と前記２値の他方のデータを記録されて形成した磁区との間に生成している磁壁が細線方向に断続的に移動するものである。このような磁気記録媒体において、前記磁性細線は、前記磁化の方向を検出するための領域として細線方向に区切られた領域に低飽和磁化領域を備え、この低飽和磁化領域にイオンを注入されたことにより、前記低飽和磁化領域の飽和磁化を相対的に低くして予め形成される。そして、前記磁区は、前記低飽和磁化領域に到達しているときに限定して、その細線方向長さが伸長することを特徴とする。
【００１４】
かかる構成により、磁気記録媒体は、磁性細線に磁区として記録されたデータが、磁壁のシフト移動に伴い断続的に移動して、低飽和磁化領域に到達すると、データは当該領域に到達しているときにのみ拡張されるので、低飽和磁化領域で再生方式に対応した大きさとして、この領域外にあるときは圧縮されて格納されるので、高記録密度化が可能である。また、前記低飽和磁化領域は、イオン注入にて形成されるので、磁気記録媒体における所望の位置および大きさに容易に形成できる。
【００１５】
さらに、本発明に係る磁気記録媒体は、磁性細線が円盤形状の基板上に当該基板と同心円状に形成されて、その平面視形状が円環の一部を欠いたものであることが好ましい。かかる構成により、磁気記録媒体を従来公知の記録媒体と同様の外形とし、また磁気記録媒体の大きさが制限されても、磁性細線を屈曲させることなく基板上に長く連続した形状とすることができる。
【００１６】
また、本発明に係る磁気記録媒体の磁性細線が磁気光学材料で形成されてもよい。このような磁気記録媒体とすれば、レーザー光等による光磁気方式にて再生が可能となる。
【００１７】
また、本発明に係る磁気再生装置は、前記の本発明に係る磁気記録媒体に記録されている２値のデータを再生する装置である。この磁気再生装置は、磁気記録媒体から１以上の磁性細線を選択する選択手段と、前記選択手段が選択した磁性細線に、当該磁性細線の両端に接続して当該磁性細線に生成している磁壁を断続的に移動させるパルス電流をその細線方向に供給する電流供給手段と、前記選択手段が選択した磁性細線の前記低飽和磁化領域における磁化方向を検出する磁気検出手段と、前記電流供給手段が供給するパルス電流に同期して、前記パルス電流における電流停止時に前記磁気検出手段が検出した磁化方向をデータとして再生するデータ再生手段と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
あるいは、磁性細線が磁気光学材料で形成された磁気記録媒体に記録されている２値のデータを再生する装置として、さらに、前記選択手段が選択した磁性細線の前記低飽和磁化領域に光を入射させる照射手段を備えてもよい。このような磁気再生装置においては、前記磁気検出手段に代えて、前記照射手段から入射して磁性細線から出射した光の偏光の向きを検出する光検出手段を備える。そして、前記データ再生手段は、磁性細線の磁化方向に代えて、前記光検出手段が検出した光の偏光の向きをデータとして再生する。
【００１９】
かかる構成により、磁気再生装置は、磁気記録媒体の磁性細線における低飽和磁化領域から磁化方向または出射した光の偏光の向きを検出することで、磁性細線に磁区として記録されたデータについて、シフト移動させてこの低飽和磁化領域に到達させたデータは一時的に拡張しているので、当該磁気再生装置にて磁化方向等の検出可能な大きさの磁区よりも小さく圧縮してデータが格納された磁気記録媒体を再生可能となる。
【００２０】
また、本発明に係る磁気再生方法は、前記の磁気記録媒体に記録されている２値のデータを再生する方法で、前記磁気記録媒体から１以上の磁性細線を選択する選択工程と、前記選択した磁性細線に記録されているデータを再生する再生工程と、を行う。そして、この再生工程は、前記磁性細線に、当該磁性細線に生成している磁壁を断続的に移動させるパルス電流をその細線方向に供給する電流供給処理と、前記磁性細線の前記低飽和磁化領域における磁化方向を検出する磁気検出処理と、前記電流供給処理にて供給されるパルス電流に同期して、前記パルス電流における電流停止時に前記磁気検出処理にて検出した磁化方向をデータとして再生するデータ再生処理と、を行うことを特徴とする。
【００２１】
あるいは、磁性細線が磁気光学材料で形成された磁気記録媒体に記録されている２値のデータを再生する方法として、前記再生工程においてさらに、前記磁性細線の前記低飽和磁化領域に光を入射させる照射処理を行い、また前記磁気検出処理に代えて、前記照射処理にて入射して磁性細線から出射した光の偏光の向きを検出する光検出処理を行ってもよい。このような磁気再生方法においては、前記データ再生処理において、磁性細線の磁化方向に代えて、前記光検出処理にて検出した光の偏光の向きをデータとして再生する。
【００２２】
かかる手順により、磁気再生方法は、データが圧縮された磁区として磁性細線に格納された磁気記録媒体について、磁性細線の低飽和磁化領域における磁化方向または出射した光の偏光の向きを検出することで、磁区が磁化方向等の検出可能な大きさに拡張されて、データを再生することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る磁気記録媒体によれば、再生方式を問わず、データを圧縮して格納できるため、大容量化が可能となる。
本発明に係る磁気再生装置および磁気再生方法によれば、再生方式を問わず高記録密度化された磁気記録媒体のデータを高速再生することができるため、磁気記録媒体を多数搭載することなく、ハイビジョン画像のような高密度データで構成される情報を再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る磁気記録媒体の構成を説明する平面模式図である。
【図２】本発明に係る光磁気方式の磁気再生装置の構成を示す外観図である。
【図３】本発明に係る磁気記録媒体の構成を説明するための磁性細線の細線方向における断面図であり、（ａ）は一実施形態に係る磁気記録媒体の模式図、（ｂ）は別の実施形態に係る磁気記録媒体の模式図である。
【図４】磁性体へのイオン注入と飽和磁化の関係を説明するための、Ｆｅ膜における印加磁界に対する磁気光学カー回転角の変化を示すグラフであり、（ａ）はイオン注入なし、（ｂ）はＧａイオン５．２０×１０10／μｍ2、（ｃ）はＧａイオン１．５６×１０11／μｍ2である。
【図５】本発明に係る磁気記録媒体の磁性細線における磁区の移動を説明するための模式図で、磁性細線の細線方向における断面図である。
【図６】本発明に係る磁気再生方法を説明するための、磁性細線の細線方向における断面図であり、（ａ）は光磁気方式の磁気再生装置による方法、（ｂ）は磁気方式の磁気記録再生装置による方法である。
【図７】本発明に係る光磁気方式の磁気再生装置の変形例による磁気再生方法を説明するための、磁気記録媒体の再生領域の拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係る磁気記録媒体、ならびに磁気再生装置および磁気再生方法を実現するための形態について図を参照して説明する。
【００２６】
［磁気ディスク］
本発明の実施形態に係る磁気ディスク（磁気記録媒体）５０は、図１に示すように、円盤形状の基板７上に、磁性体を細線状に形成してなる磁性細線５をデータの記録（格納）領域として備える。この磁性細線５には、２値のデータすなわち「０」または「１」のデータを当該磁性細線５の細線方向に連続して記録される。この磁性細線５の、１つのデータを記録された領域を１つのデータ領域と称し、その細線方向長さを単位長さとする。記録された（格納されている）データは、例えば図２に示すように、磁気ディスク５０を磁気再生装置１に搭載または内蔵して再生される。磁性細線５においては、「０」、「１」のデータを異なる２方向の磁化のいずれかとして記録される。したがって、磁性細線５において、データ領域は、１つで、あるいは同値（「０」または「１」のいずれか）のデータを連続して記録された場合は当該連続したデータ領域で、１つの磁区を形成する。本明細書では、適宜、データ領域を磁区として説明する。
【００２７】
磁性細線５は、その一端から他端へ細線方向に電流を供給されることで、当該磁性細線５において磁区を区切る磁壁がすべて細線方向に等距離移動する、いわゆるシフト移動を行うため、すべての磁区すなわち磁性細線５に記録された一連のデータが順次移動する。例えば磁気再生装置１によりパルス電流を磁性細線５に供給することで、磁気ディスク５０を回転駆動することなく磁性細線５に格納されているデータが磁壁と共に断続的に移動する。したがって、磁性細線５は、磁化方向を検出するための再生領域５ｒ、および記録されるデータに対応した方向に磁化されるための記録領域５ｗを、それぞれ磁気ディスク５０における所定の位置の領域に設定することができる。そして、磁性細線５は、再生領域５ｒを設ける領域として、細線方向に区切られた領域に、相対的に飽和磁化の低い領域である低Ｍs領域（低飽和磁化領域）５ｅを備える。低Ｍs領域５ｅは、後記するように、磁性細線５の当該領域にイオンを注入されることにより形成される。
【００２８】
図１に示すように、磁気ディスク５０において、磁性細線５，５，…は、平面視で互いに絶縁層８を挟んで離間して同心円状に基板７上に形成されている。詳しくは、１本の磁性細線５は、平面視で円環の一部を欠いたＣ字型に形成され、幅（磁気ディスク５０の径方向長さ）および厚さ（膜厚）は一定である。このように、本実施形態において、磁気記録媒体は、円盤形状の基板をベースとしてその外形が現行の磁気ディスク等と同様に円盤形状であるので、磁気ディスク５０と称し、また磁性細線５のそれぞれは、現行の磁気ディスクのデータの記録領域であるトラックの形状に類似するため、適宜トラック５と称する。なお、磁気ディスク５０に形成する磁性細線５の本数は特に制限されず、トラックピッチ（磁性細線５の幅および間隔）や磁気ディスク５０の径等に応じて設定すればよい。また、磁気ディスク５０における磁性細線５のそれぞれの長さ方向長（トラック長）は、同じ長さでなくてよい。
【００２９】
このように、磁性細線５の細線形状（平面視形状）は、屈曲していない直線、または厚さおよび幅方向長に対して十分に緩やかな曲線とし、本実施形態のように外形が円盤形状である磁気ディスク（磁気記録媒体）５０の場合は、その外形寸法に対して十分な長さとすることができ、また製造が容易な形状として、円環（円弧）が好ましい。このような磁性細線５は、磁気ディスク５０の外周寄りに形成したものほど長くすることが可能であり、磁気ディスク５０の全体としてデータの記録領域（容量）を大きくすることができる。また、磁気記録媒体は円盤形状に限らず、例えば平面視が矩形の板状でもよく、この場合、磁性細線は互いに平行な直線状に形成すればよい。
【００３０】
磁性細線５の両端には、当該磁性細線５に磁気ディスク５０の外部（例えば磁気再生装置１）から電流を供給するための接続端子となる一対の電極６１，６２が接続されている。電極６１，６２は、Ｃｕ，Ａｌ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ等の金属やその合金のような一般的な電極用金属材料からなり、磁気ディスク５０において、それぞれの磁性細線５の両端で積層されて接続される。また、電極６１，６２は、磁性細線５の下に形成されてもよく、その場合は、外部からの電流供給のために電気的に接続可能となるように基板７の一部が除去されて、磁気ディスク５０の裏面（下面）に電極６１，６２を露出させる。あるいは、平面視で電極６１，６２を磁性細線５の端部から外へ張り出すように形成しておき、磁気ディスク５０の表面から絶縁層８を貫通して、電極６１，６２の上面の前記張り出した領域を露出させるコンタクトホールを形成してもよい。
【００３１】
（磁性細線）
磁気ディスク５０において、磁性細線５は、図３（ａ）に示すように基板７の上に絶縁層８を介して形成されている。なお、図３、および図５、図６は、磁性細線５の細線方向に沿った面による断面を示す。磁性細線５は強磁性材料からなり、特に膜面に垂直な方向の磁化を有する垂直磁気異方性材料が好ましく、具体的にはＮｉ，Ｆｅ，Ｃｏ等の遷移金属やその合金、さらにＰｄ，Ｐｔ，Ｃｕとの積層膜が挙げられる。また、光磁気方式で再生するものについては、さらに磁気光学効果の大きい材料（磁気光学材料）が好ましい。磁性細線５の厚さは５〜１００ｎｍ、幅は１０〜２００ｎｍ、磁性細線５，５間は４０〜２００ｎｍが好ましく、幅および間隔が短いほど、いわゆるトラックピッチ（磁性細線５の幅と間隔の和）が狭いほど磁気ディスク５０の記録容量を大きくできる。ただし、磁気ディスク５０の磁性細線５は、その再生方式に対応可能な幅およびトラックピッチとし、具体的にはレーザー光による光磁気方式であれば幅１００ｎｍ程度以上が好ましく、ＧＭＲ素子やＴＭＲ素子のような磁気抵抗効果素子による磁気方式であれば幅６０ｎｍ程度以上が好ましい。磁性細線５の細線方向長（トラック長）は、特に制限されず、厚さおよび幅方向長に対して十分に長いものであればよい。磁性細線５は、データの再生のためには一体の磁性体で構成されたものでよいが、データを記録するためには、記録方式によって後記するように異なる材料を積層する必要がある。そのため、磁性細線５は、データが記録される記録領域５ｗ（図１参照）において異なる材料を積層し、あるいは磁性細線５の全体を記録領域５ｗと同じ構成とする。
【００３２】
記録領域５ｗは、磁性細線５にデータを記録するために当該磁性細線５の磁気をデータに対応する磁化方向にするための領域であり、この領域においては磁性細線５の構造を記録方式に対応したものとする。記録領域５ｗの細線方向長さは記録方式や加工精度等に対応したものとすればよい。具体的には、例えば現行の磁気ディスクへの記録方法と同様、図３（ａ）に示すように、磁極からなる記録用磁気ヘッド２２を書込手段として外部磁界を印加する場合は、磁性細線５の下（記録用磁気ヘッド２２に対向する側の反対側）に非磁性層５２を介して軟磁性層５１を積層する。軟磁性層５１により、記録用磁気ヘッド２２からの外部磁界が磁性細線５で垂直な書き込み磁束を形成するための磁路を形成する。このような構成とすることで、例えば図３（ａ）では、初期状態の磁化が上方向の磁性細線５を記録領域５ｗにおいて、記録用磁気ヘッド２２が下向きの磁界を印加して、磁化を下方向に反転させている。
【００３３】
また、本発明に係る磁気ディスク５０は、磁性細線５に対して書込手段の位置が固定されていても磁性細線５の全体にデータを記録できるので、記録領域５ｗを次のような構成とすることもできる。すなわち磁性細線５を記録領域５ｗにおいてスピン注入磁化反転素子構造として、直流の電流を正負反転して供給可能な電源２２Ａを書込手段とし、記録領域５ｗに電流を供給して、磁性細線５をスピン注入磁化反転にて所望の磁化方向とすることができる。詳しくは、図３（ｂ）に示すように、磁性細線５の上に、非磁性体または絶縁体からなる中間層５３を介して磁化固定層５４を積層し、さらにその上に上部電極６３を接続し、一方、磁性細線５の下に下部電極６４を接続する。磁化固定層５４は、磁性細線５の記録領域５ｗにおける保磁力よりも大きい保磁力の強磁性材料とし、また磁性細線５が垂直磁気異方性材料であれば同様に垂直磁気異方性材料とし、その磁化を上方向または下方向の一方に固定する。また、磁性細線５を記録領域５ｗにおいてスピン注入磁化反転させるため、このような磁気ディスク５０については、磁性細線５の厚さは５〜３０ｎｍとすることが好ましい。なお、図３（ｂ）では、基板７および絶縁層８（図３（ａ）参照）は省略する。このような構成とすることで、記録領域５ｗにおいて磁性細線５が磁化自由層となり、電源２２Ａを電極６３，６４に接続し、書き込むデータに対応して上向きまたは下向きに電流を供給することにより、磁化を磁化固定層５４と同じ方向または反対方向とすることができる。例えば図３（ｂ）では、電流を上部電極６３から下部電極６４へ、下向きに供給して、初期状態の磁化が上方向の磁性細線５を、磁化を上方向に固定した磁化固定層５４と反対向きの磁化方向に反転させている。
【００３４】
再生領域５ｒは、磁性細線５の磁化方向を検出するための領域であり、詳しくは、磁気ディスク５０のデータを再生する際に、磁性細線５においてこの領域に到達している磁区（データ領域）のみの磁化方向を検出する領域である。再生領域５ｒは、再生方式に対応した細線方向長さとし、具体的には、光磁気方式であればレーザー光の波長にもよるが、長さ２００ｎｍ程度以上が好ましく、磁気抵抗効果素子による磁気方式であれば長さ２０ｎｍ程度以上が好ましい。また、磁性細線５の再生領域５ｒにおける構造を再生方式に対応したものとしてもよく、例えば光磁気方式においては、磁気光学効果の大きい材料を積層したり、下に反射膜を設けてもよい（図示省略）。
【００３５】
本実施形態では、図１に示すように、すべてのトラック５の再生領域５ｒおよび記録領域５ｗは、それぞれ磁気ディスク５０の平面視形状である円の半径に沿った位置に設定されているが、これに限らず、前記半径以外の一本の直線または曲線に沿った位置としてもよい。いずれの場合も、磁気ディスク５０のすべてのトラック（磁性細線）５において、隣り合うトラック５，５における再生領域５ｒ，５ｒ、記録領域５ｗ，５ｗがそれぞれ互いに近接するように設けられることが好ましい。このように配置されることにより、例えば図２に示す光磁気方式の磁気再生装置１によりデータを再生される場合、１本のトラック５のデータの再生の完了後に次のすなわち隣のトラック５に移行（シーク）する際に、レーザースポットを移動させる距離を短くして時間を短縮することができる。したがって、磁気再生装置１によりデータを再生される磁気ディスク５０においては、再生領域５ｒの位置を、光学系１０（ミラー１４および対物レンズ１５）によるレーザースポットの移動経路に合わせたものとする。同様に、磁気方式の磁気再生装置や磁気記録装置（図示せず）により、データを再生、記録される磁気ディスク５０においては、再生領域５ｒ、記録領域５ｗのそれぞれの位置を、再生用磁気ヘッド２１（図６（ｂ）参照）、記録用磁気ヘッド２２（図３（ａ）参照）の移動経路に合わせたものとする。
【００３６】
さらに本実施形態では、図１に示すように、トラック５は、再生領域５ｒをデータ（データ領域）移動方向の前方（電極６２側）に、記録領域５ｗを同後方（電極６１側）に、それぞれ設けている。詳しくは後記するが、本実施形態に係る磁気ディスク５０は、データ領域が磁壁のシフト移動により細線方向の一方向に、電極６１側から電極６２側へ移動する。そのため、記録領域５ｗで記録されたデータはその前方の長い領域に多く格納でき、一方、再生領域５ｒではその後方の長い領域から移動して到達する多くのデータを再生できる。したがって、本実施形態では、再生領域５ｒと記録領域５ｗとを互いの位置を離して１箇所ずつ設けているが、これに限らず、例えば１つの領域で兼用あるいは隣接して設けてもよい。記録領域５ｗを図１に示す再生領域５ｒと同じ位置または近傍に設定した場合は、データ移動方向を反対方向として、データを逆順に記録すればよい。また、１本のトラック５が、再生領域５ｒおよび記録領域５ｗをそれぞれ複数箇所に設けていてもよく、これらの領域５ｒ，５ｗの位置や数は磁気ディスク５０を再生する磁気再生装置１（図２参照）の構成等に応じて設定される。
【００３７】
本発明に係る磁気記録媒体（磁気ディスク）５０は、磁性細線５に、細線方向における一部の領域を、他の領域よりも飽和磁化を低い低Ｍs領域５ｅ（図５参照）として形成する。この低Ｍs領域５ｅは、再生領域５ｒを内包するように形成され、すなわち少なくとも再生領域５ｒと同一の領域とし、好ましくは再生領域５ｒよりも細線方向に長く、細線方向の両方向において再生領域５ｒより外側に達する範囲の領域とする（図１、図６参照）。詳しくは後記するが、このように、再生領域５ｒを相対的に低い飽和磁化とすることで、当該再生領域５ｒに到達した１つのデータ領域の長さが飽和磁化に反比例して、再生領域５ｒ以外（低Ｍs領域５ｅ外）における長さよりも伸長する。すなわち、磁性細線５における１データの大きさ（データ長）を、再生可能な（磁化方向の検出可能な）大きさよりも小さくして他の領域に格納できる。このような低Ｍs領域５ｅは、磁性細線５にイオンを注入することで形成でき、注入されたイオンの数が多いほど飽和磁化の低下量が大きく、またイオン種や注入する条件によっても変化する。イオン種としては、Ｇａ，Ｎ，Ｏ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ等が挙げられる。
【００３８】
次に、具体的に、磁性体にイオンを注入した場合の飽和磁化の変化について観察した結果を説明する。磁性体として純Ｆｅを適用し、Ｓｉ基板上に厚さ１００ｎｍで成膜して、フォトリソグラフィにて幅５０μｍ×長さ２５０μｍの長方形を２つ交差させた十字型に形成したものを試料とした。この十字型の中央部の約１０μｍ角の正方形領域に、Ｇａイオン（Ｇａ+）を試料表面に垂直に入射して、磁性体の飽和磁化の変化を測定した。イオン照射条件は、加速電圧：３１ｋＶ、電流：８５８ｐＡとし、これにより、Ｇａイオンが面積および時間あたり１．７３×１０9／μｍ2・秒で注入された。照射時間を変化させて、３０秒間（イオン数：５．２０×１０10／μｍ2）、９０秒間（イオン数：１．５６×１０11／μｍ2）、および０（イオン照射なし）の３種類の試料を作製した。
【００３９】
試料を両面から挟むように２つのコイルを配置して、Ｆｅ膜に外部磁界をその大きさを変化させながら膜面に垂直に印加し、飽和磁化の測定に代えて、表面磁気光学カー効果測定装置（ＳＭＯＫＥ）にてＧａイオン照射領域のカー回転角を測定した。図４にカー回転角の印加磁界依存性のグラフを示す。以下の通り、印加磁界によるカー回転角の変化量を比較することにより、飽和磁化の変化率を算出することができる。
【００４０】
磁性体における磁界Ｈによる磁化Ｍの変化について、Ｈ⊥Ｍの関係が成立すると仮定したとき、磁性体に印加されている外部磁界Ｈexに対して有効磁界Ｈeffは、当該磁性体にかかる反磁界の大きさを考慮して、（Ｈex−ＮＭ／μ0）で表される。μ0は真空の透磁率で定数である。Ｎは反磁界係数であるが、試料の面積に対して膜厚が極端に小さいことから試料に垂直に磁界を印加したとき、ほぼ１（Ｎ≒１）とみなすことができる。また、強磁性体の磁化Ｍはほぼ飽和磁界Ｍsとみなすことができる。したがって、（Ｈeff≒Ｈex−Ｍs／μ0）が成立する。
【００４１】
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、Ｇａイオン注入によってＦｅ膜の印加磁界あたりのカー回転角が増大する。言い換えれば、同じ大きさのカー回転角を得るために要する外部磁界は減少しており、これはＧａイオン照射領域における飽和磁化Ｍsが低減したことを示す。したがって、イオン注入前の試料（図４（ａ））の外部磁界／カー回転角の比に対する、Ｇａイオン注入後の試料の比の変化率が、飽和磁化Ｍsの変化率となる。具体的には、飽和磁化が、図４（ｂ）の照射時間３０秒間の場合はイオン注入前の６２％に低下し、図４（ｃ）の照射時間９０秒間の場合はイオン注入前の６０％に低下したといえる。なお、照射時間３０秒間に対して９０秒間としても飽和磁化の低下量の差が小さく、さらに照射時間を延長しても飽和磁化の低下は確認されず、この条件で長時間照射すると試料表面が劣化すると推測される。イオン照射条件やイオン種、磁性体材料等により、飽和磁化のさらなる低減は可能であり、飽和磁化をほぼ０とすることも可能である（非特許文献３参照）。
【００４２】
磁性細線５の低Ｍs領域５ｅにおける飽和磁化の他の領域との差（比）は特に規定せず、前記したように低下量を大きくするほど、低Ｍs領域５ｅ外でデータを圧縮して磁気記録媒体５０を高記録密度化することができる。ただし、低Ｍs領域５ｅの飽和磁化を極度に低下させてしまうと、データ領域の磁化が保持されなくて再生領域５ｒで再生困難となり、また磁気方式でデータを再生する場合は、磁気抵抗効果素子により磁性細線５からの漏れ磁界を検出することが困難となるため、磁性細線５へのイオンの注入は、再生の妨げとならない範囲で制御する。
【００４３】
［磁気ディスクの製造方法］
図１および図３に示す磁気ディスク５０は、例えば以下に示すように、磁性細線（トラック）５をダマシン法にて形成することで製造できる。まず、表面を熱酸化したＳｉ基板やガラス基板等の公知の基板材料からなる基板７上に、ＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3等の絶縁膜をスパッタリング法等の公知の方法により成膜し、この絶縁膜に電子線リソグラフィおよびイオンミリングや反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）等のエッチングで磁性細線５，５，…の形状の溝を形成して絶縁層８とする。この絶縁層８の上に磁性材料をスパッタリング法等の成膜方法にて溝に堆積させた後、表面をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学機械研磨）等で溝内以外の磁性材料を除去して磁性細線５，５，…とする。磁性細線５の記録領域５ｗ等に異なる材料を積層する場合は、前記磁性材料の前または後に成膜する。そして、表面に少なくとも再生領域５ｒとする領域を空けたマスクを形成して、その上から、例えば半導体装置の製造に適用されるイオン注入装置にて、イオンを照射することにより、領域を限定して磁性細線５にイオンを注入して低Ｍs領域５ｅを形成する。なお、イオンは磁性細線５，５間の絶縁層８に注入されても問題ないため、前記マスクに空ける領域は、一本のスリット状とすればよい。磁性細線５の両端の上に、電極用金属材料をスパッタリング法等により成膜、フォトリソグラフィおよびエッチング、またはリフトオフ法等により加工して、電極６１，６２とする。最後に、電極６１，６２上を除いて樹脂等（図示省略）で表面を被覆する。なお、磁性細線５の形成においては、磁性細線５を、その下地となる部分の絶縁膜（絶縁層８）を成膜した後にリフトオフ法にて形成し、その後に磁性細線５，５間に絶縁層８を堆積させてもよい。また、電極６１，６２を形成してから、磁性細線５に低Ｍs領域５ｅを形成してもよい。
【００４４】
［磁性細線における磁壁の移動］
図５を参照して、本発明に係る磁気記録媒体（磁気ディスク）の、磁性細線での磁壁の移動における動作を説明する。本発明においては、磁気記録媒体に記録されたデータを再生するため、次のように、磁性細線にデータを記録されて形成された磁区を挟むように生成している磁壁を細線方向に移動させる。
【００４５】
本実施形態においては、磁性細線５は垂直磁気異方性材料からなるものとし、その磁化方向は上または下を示すため、データ「０」は下方向の磁化、「１」は上方向の磁化として記録されているとする。図５に示す磁性細線５では、所定の単位長さＬbの２つのデータ「０」、「１」が連続して記録されている。なお、「長さ」とは、別段の記載のない限り、磁性細線５の細線方向（長手方向）長さを指し、またこの方向を前後方向（図５では右左）として説明する。このとき、図５（ａ）に示すように、磁性細線５について、データ「０」が記録されたデータ領域である磁区Ｄ０と、その後続の（図５における左側の）データ「１」が記録されたデータ領域である磁区Ｄ１が存在する。
【００４６】
磁性体において、磁区Ｄ０，Ｄ１間等の隣り合う磁区間には、両磁区を区切るように磁壁が生成される。言い換えればそれぞれの磁区は磁壁で挟まれており、磁性細線５においては、磁区Ｄ０は磁壁ＤＷ１−ＤＷ２間に、磁区Ｄ１は磁壁ＤＷ２−ＤＷ３間に形成されている。磁壁内部ではそれを挟む２つの磁区の一方の磁化方向から他方の磁区の磁化方向へと磁化が徐々に変化すなわち回転している。なお、一般的に、磁壁の長さ（厚さ）は磁性細線の幅および厚さならびにデータ長にもよるが、５〜１００ｎｍ程度で、磁区に対して極めて短い（狭い）が、図５においては磁壁を模式的に拡大して示す。したがって、磁区Ｄ０，Ｄ１のそれぞれの長さＬD0，ＬD1は、磁壁ＤＷ１，ＤＷ２，ＤＷ３の長さがない（０である）ものとして示され、図５（ａ）においては、ＬD0＝ＬD1＝Ｌbである。
【００４７】
磁性細線５の断面積をＳ、飽和磁化をＭsとし、単位長さＬbのデータ「０」、「１」が記録されたデータ領域すなわち磁区Ｄ０，Ｄ１の有する磁気モーメントを＋ｍ，−ｍで表したとき、下式（１）の関係が成立している。なお、磁性体において、磁区のそれぞれの磁気モーメントは、当該磁性体の外部から磁場が印加されない限り、向き、大きさ共に保存される。
【数１】
【００４８】
この磁性細線５に、図５（ｂ）に示すように、その両端の電極６１，６２により、後方向（図５では左方向）に電流を供給して、前方向に電子を注入する。詳しくは、例えば磁気再生装置１（図２参照）にて、電極６１を「−」、電極６２を「＋」とすることで、電極６２から電極６１へ電流Ｉを供給する。すると、電子スピンのトルクに影響されて、磁壁ＤＷ１，ＤＷ２，ＤＷ３がそれぞれ前（図５では右）へ移動して、図５（ａ）に示す状態から図５（ｂ）に示す状態となる（以下、このような変化を、図５（ａ）→（ｂ）と表す）。それに伴い、これらの磁壁ＤＷ１，ＤＷ２，ＤＷ３に挟まれた磁区Ｄ０，Ｄ１もそれぞれ前へ移動する。
【００４９】
供給した電流Ｉの電流密度をＪとし、この電流Ｉを単位時間Δｔ供給したときの磁壁の移動距離をΔｌとする。このとき、磁区Ｄ０，Ｄ１間の磁壁ＤＷ２が移動する前後の磁気モーメントの変化量Δｍ（＝|−ｍ−(＋ｍ)|）は、磁壁ＤＷ２が通過したために磁化方向が反転したので下式（２）で表すことができる。
【数２】
【００５０】
一方、電流Ｉを単位時間Δｔ供給したことにより磁性細線５に注入された電子の数ｎeは、下式（３）で表すことができる。式中のｅは素電荷である（ｅ≒１．６×１０-19Ｃ）。
【数３】
【００５１】
式（３）より、前記電流供給による磁気モーメントの変化量Δｍは、磁性細線５のスピン分極率をｐとしたとき、磁化方向が反転するので下式（４）で表すことができる。式中のμBはボーア磁子である。
【数４】
【００５２】
(２μB／ｅ)は定数であり、スピン分極率ｐ、断面積Ｓは、それぞれ磁性細線５の材料、幅および厚さで決定される。したがって、磁性細線５における磁気モーメントの変化量Δｍは電流密度Ｊに依存し、さらに式（２）から、磁壁ＤＷ２の移動距離Δｌも電流密度Ｊに依存する。
【００５３】
また、磁壁ＤＷ２の移動速度（磁壁速度）ｖは(Δｌ／Δｔ)で表すことができる。ここで、式（２）、（４）から下式（５）の関係が成立し、さらにこれを変形すると、磁壁速度ｖは下式（６）で表すことができる。
【数５】
【００５４】
式（６）より、磁性細線５に一定の電流Ｉを供給したときの磁壁ＤＷ２の移動速度ｖは一定である。したがって、図５（ａ）→（ｂ）に示すように、磁壁ＤＷ２，ＤＷ３は、それぞれ同じ磁壁速度ｖで移動、すなわち移動距離が同じなので、これらの磁壁ＤＷ２，ＤＷ３に挟まれた磁区Ｄ１も、同じ距離を移動し、またその長さＬD1は変化しない（ＬD1＝Ｌb）というシフト移動を行う。このように、幅および厚さを一様に形成された磁性細線５において、データ領域である磁区のすべてを、一定の電流を供給する時間を制御することで、任意の距離を移動させることが可能である（非特許文献１参照）。
【００５５】
次に、図５（ａ）→（ｂ）における磁壁ＤＷ１の移動について説明する。図５（ａ）において、磁性細線５は、磁区Ｄ０の磁壁移動方向前方（以下、単に前方という。）に、飽和磁化が磁性細線５における他の領域の飽和磁化Ｍsよりも相対的に低い低Ｍs領域５ｅが設けられている。具体的には、低Ｍs領域５ｅの飽和磁化を(Ｍs／α)とする。なお、αは定数である（α＞１）。図５（ａ）→（ｂ）において、磁壁ＤＷ１はこの低Ｍs領域５ｅ内を移動する。前記式（６）より、磁性体における一定の電流供給による磁壁速度は、当該磁性体の飽和磁化に反比例する。したがって、低Ｍs領域５ｅにおける磁壁ＤＷ１の移動速度は(α×ｖ)で表すことができ、磁性細線５において同時に移動している磁壁ＤＷ２，ＤＷ３の移動速度ｖに対してα倍と速くなる。低Ｍs領域５ｅを移動するときの磁壁ＤＷ１の移動速度をｖHigh（＝α×ｖ）とする。
【００５６】
図５（ａ）→（ｂ）において、磁壁ＤＷ１，ＤＷ２に挟まれた磁区Ｄ０は、後方の磁壁ＤＷ２が磁壁速度ｖで移動するのに対し、前方の磁壁ＤＷ１はそれよりも高速の磁壁速度ｖHighで移動するため、共に移動しつつその長さＬD0が伸長する。さらに電流Ｉを供給すると、図５（ｂ）→（ｃ）に示すように、磁壁ＤＷ１，ＤＷ２，ＤＷ３はさらに前へ移動し、また磁壁ＤＷ１，ＤＷ２の移動距離の差が拡大して磁区Ｄ０の長さＬD0が伸長する。図５（ｃ）においては、磁区Ｄ０の後方の磁壁ＤＷ２も低Ｍs領域５ｅに到達しているので、さらに電流Ｉを供給すると、図５（ｃ）→（ｄ）に示すように、磁壁ＤＷ１，ＤＷ２は共に低Ｍs領域５ｅを磁壁速度ｖHighで移動するため、磁区Ｄ０の長さＬD0はこれ以上伸長しない。
【００５７】
この、全体が低Ｍs領域５ｅに到達しているときの磁区Ｄ０の長さＬD0は、次の通りである。磁区Ｄ０の先頭すなわち磁壁ＤＷ１が低Ｍs領域５ｅに進入し始めた時（図５（ａ）参照）から、磁区Ｄ０の末尾すなわち磁壁ＤＷ２が低Ｍs領域５ｅに進入した時（図５（ｃ）参照）までの、磁壁ＤＷ２の移動距離は磁区Ｄ０の当初の長さＬD0＝Ｌbである。一方、同期間における磁壁ＤＷ１の移動距離は、移動速度ｖHighが磁壁ＤＷ２の移動速度ｖのα倍であるので、その移動距離もα倍の(α×Ｌb)である。したがって、磁区Ｄ０が、その全体が低Ｍs領域５ｅ内に到達しているときの、当該低Ｍs領域５ｅ外にあったときからの長さＬD0の変化量は、磁壁ＤＷ１，ＤＷ２の各移動距離の差(α×Ｌb−Ｌb)であるので、磁区Ｄ０の低Ｍs領域５ｅにおける長さは(α×Ｌb)となる（ＬD0＝α×Ｌb）。また、別の考え方として、前記したように、磁区Ｄ０の磁気モーメントｍは保存されており、また断面積Ｓは一定であるので、式（１）より、長さＬD0が飽和磁化に反比例してα倍になる（ＬD0＝α×Ｌb）。
【００５８】
図５（ｄ）の段階で磁壁ＤＷ１は低Ｍs領域５ｅから退出しているので、さらに電流Ｉを供給すると、図５（ｄ）→（ｅ）に示すように、磁壁ＤＷ１は磁壁速度ｖで移動し、一方、磁壁ＤＷ２は引き続き磁壁速度ｖHighで移動するため、磁区Ｄ０は収縮し始める。そしてさらに電流Ｉを供給して、図５（ｆ）に示すように、磁壁ＤＷ２も低Ｍs領域５ｅから退出して磁区Ｄ０はその全体が低Ｍs領域５ｅ外に到達すると、その長さＬD0が元に戻る（ＬD0＝Ｌb）。
【００５９】
磁区Ｄ１についてもその長さＬD1は変化し、図５（ｃ）→（ｄ）→（ｅ）においては、前方の磁壁ＤＷ２が磁壁速度ｖHighで、後方の磁壁ＤＷ３が磁壁速度ｖで、それぞれ移動するので、長さＬD1が伸長して、図５（ｅ）にて磁区Ｄ１の全体が低Ｍs領域５ｅに到達して最大となる（ＬD1＝α×Ｌb）。そして、さらに電流Ｉを供給すると、磁区Ｄ１は磁区Ｄ０と同様に低Ｍs領域５ｅ外に到達して、長さＬD1が元に戻る（図示省略）。
【００６０】
このように、磁性細線５に、その細線方向に区切られた領域に飽和磁化の異なる領域を設けても、飽和磁化の変化に応じて、磁壁の移動速度が変化し、かつ磁区が細線方向に伸縮するため、１本の磁性細線５の全体として、磁壁はシフト移動を保持する。したがって、一定の電流供給による、磁性細線５のある特定の位置におけるデータ領域の移動速度は一定である。そして、磁性細線５の一部の細線方向に区切られた領域に飽和磁化が相対的に低い領域（低Ｍs領域５ｅ）を設けることで、この領域に到達したときに限定して磁区すなわちデータ領域を伸長させ、またこの領域から出ると元の長さに戻すことができる。
【００６１】
前記したように、磁性細線５において、磁区すなわちデータ領域は、当該磁性細線５に電流を供給されることで細線方向に沿って移動するので、この細線方向に連続して格納されたデータは、再生領域５ｒでは順番に入れ替わることになる。そして、電流を供給する時間を制御することで、任意の距離を移動させることが可能である。そこで、データ領域を低Ｍs領域５ｅ外（飽和磁化Ｍsである領域）で単位長さＬbの距離を移動させる時間をパルス幅ｔH（ｔH＝Ｌb／ｖ）とするパルス電流を磁性細線５に供給することにより、データ領域を単位長さＬb刻みですなわち１データずつ断続的に移動させることができる。そして、パルス電流における電流の停止時に、低Ｍs領域５ｅに静止しているデータ領域は、一時的に伸長したものとなる。したがって、磁性細線５に低Ｍs領域５ｅを形成して、さらにその領域に格納されたデータを再生するための領域として再生領域５ｒを低Ｍs領域５ｅに設けることで、この再生領域５ｒにおいて、データ領域を、後記するような再生方式に対応可能な大きさ（磁区長さ）に一時的に伸長することができる。そして、再生領域５ｒに到達したデータ領域が当該再生領域５ｒ以上の長さに伸長するように、低Ｍs領域５ｅを形成する（図６（ａ）、（ｂ）参照）。
【００６２】
なお、パルス電流における電流の停止時間ｔLは、再生方式に対応して磁化方向の検出に要する時間以上に設定すればよい。電流の大きさ|Ｉ|については、磁性細線５の断面積Ｓあたりの電流密度Ｊを大きくすると磁壁速度ｖが速くなるので、磁性細線５の幅と厚さ、および再生速度に基づいて設定し、磁壁移動方向と逆の一定の向きに電流を供給するため正または負のいずれかの直流とする。具体的には、電流密度Ｊ：１０5〜１０13Ａ／ｍ2、パルス幅ｔH：１ｐｓ〜１０μｓ、停止時間ｔL：１０ｐｓ〜１０μｓの範囲で調整することが好ましい。また、データ領域を１データ長Ｌb移動させるために、パルス幅ｔHの時間１回の電流供給に限らず、２回以上の所定回数の電流供給で、電流の停止を挟んで断続的に移動させてもよい。
【００６３】
以上のように、本発明に係る磁気記録媒体は、イオン注入により磁性細線に局所的に飽和磁化の低い低Ｍs領域を形成することにより、当該領域に到達したデータ領域を一時的に伸長してデータの再生可能な大きさにすることができる。したがって、低Ｍs領域外においては、データ領域を、再生可能な長さよりも圧縮して、例えば磁気特性等による限界まで圧縮して磁性細線に格納することが可能となり、磁気ディスク（磁気記録媒体）を大容量化することができる。
【００６４】
磁気記録媒体にデータを記録する場合も、再生と同様に磁性細線にパルス電流を細線方向に供給することにより、当該磁性細線の細線方向に連続してデータを記録できる。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、磁性細線５の記録領域５ｗに初期データ「１」とは異なるデータ「０」を記録することにより、磁性細線５に磁壁ＤＷが生成する。したがって、記録した後、電流をパルス幅ｔHの時間供給することで、前記データ「０」を記録された領域を磁壁ＤＷと共に単位長さＬbの距離をシフト移動させ、同時に、新たに初期状態の領域を記録領域５ｗに到達させることができる。そして、データの記録においては、パルス電流における電流の停止時間ｔLは、記録方式に対応して、磁性細線５の所望の方向への磁化（磁化反転）に要する時間以上に設定すればよい。なお、ここでは記録領域５ｗは単位長さＬbよりも細線方向長さが長い。したがって、直前にデータを記録されたデータ領域（磁区）の一部が記録領域５ｗに残留するが、記録領域５ｗに次のデータを記録することで、前記データ領域の長さが単位長さＬbに短縮される。このように、記録領域５ｗの長さに関係なく、記録されるデータ領域はパルス電流のパルス幅ｔHに対応する単位長さＬbに格納される。また、データを記録する場合も、２回以上の所定回数の電流供給で、単位長さＬbを移動させてもよい。
【００６５】
次に、前記本発明に係る磁気記録媒体に記録されているデータを再生するための磁気再生装置および磁気再生方法の実施形態を説明する。
【００６６】
［磁気再生装置：光磁気方式］
本発明の一実施形態に係る磁気再生装置について、図２を参照して説明する。磁気再生装置１は、本発明に係る磁気ディスク（磁気記録媒体）５０（図１参照）を搭載し、この磁気ディスク５０に記録されたデータを光磁気方式で再生する装置である。磁気再生装置１は、さらに、磁気ディスク５０の表面（上面）の所定の領域に入射光を照射する光学系（照射手段）１０と、入射光が磁気ディスク５０で反射した出射光の偏光の向きを検出する検出部（光検出手段）２０と、磁気ディスク５０のトラック（磁性細線）５にパルス電流を供給する電流供給部（電流供給手段）３０と、これらを制御する制御部（選択手段、データ再生手段）４０と、を備える。
【００６７】
磁気再生装置１は、現行の光磁気方式による磁気ディスク（光磁気ディスク）の再生と同様に、磁気ディスク５０のトラック５に光を入射して、この光が磁気光学効果によりトラック５の磁化方向に対応して偏光の向きを回転させて（旋光して）反射して出射した光（出射光）について、偏光の向きを検出することでデータを再生する。したがって、光学系１０および検出部２０については、現行の光磁気方式の磁気再生装置に適用されているものと同様の構成とすることができる。ただし、磁気再生装置１は、現行の磁気再生装置と異なり、スピンドルモータのような磁気ディスクの回転駆動機構を要せず、その代わりに電流供給部３０を備える構成である。また、磁気再生装置１において、磁気ディスク５０は、現行のＤＶＤ（Digital Versatile Disc）再生装置のように交換可能としても、現行のＨＤＤ装置と同様に内蔵としてもよい。また、本実施形態においては、磁気ディスク５０の表面（上面）を光の入射／出射面とし、上方が光の入射／出射方向である。
【００６８】
光学系１０は、レーザー照射装置１１、ならびにこれに光学的に接続されてレーザー光を所定のスポット径に縮小または拡大する１枚以上のレンズ（図２においては２枚のレンズからなるレンズ群１２）、特定の向きの偏光を遮光する偏光子（図示省略）、そしてこの偏光子を透過した光をさらに透過するハーフミラー１３、磁気ディスク５０表面の所望の位置へ照射するためのミラー１４、および光の入射する領域（レーザースポット）を絞る対物レンズ１５で構成される。一方、検出部２０は、磁気ディスク５０で反射した出射光を撮像する撮像装置（図示省略）を備える。なお、磁気ディスク５０からの出射光は、ハーフミラー１３に反射して、入射光と異なる光路を進行して検出部２０に入射する。レーザー照射装置１１は、所定波長（例えば５００ｎｍ）のレーザー光を照射する装置である。ミラー１４および対物レンズ１５は、磁気ディスク５０の径方向に沿って移動可能で、レーザースポットを、再生しようとするデータを記録されているトラック５の再生領域５ｒ上に移動させる。再生領域５ｒは、当該トラック（磁性細線）５の磁化方向を検出するための予め指定された位置、すなわち搭載または内蔵した磁気ディスク５０において光を入射される既定の位置の領域である。磁気記録媒体（磁気ディスク）５０の実施形態において説明したように、再生領域５ｒは、低Ｍs領域５ｅに内包される位置に設定されている（図１、図６参照）。検出部２０の撮像装置としては、ＣＣＤカメラやフォトダイオード等の、光を検出可能で、１データの再生速度より速い時間分解能の光検出器であれば適用できる。
【００６９】
電流供給部３０は、磁気ディスク５０の各磁性細線（トラック）５の両端に設けられた電極６１，６２（図１参照）に接続して、パルス電流を磁性細線５へ細線方向に供給する。電流供給部３０は、例えば磁気ディスク５０のすべての磁性細線５の電極６１，６２のそれぞれに接続する端子と、端子毎のスイッチを備えて、パルス電流を供給する磁性細線５に限定して電気的に接続する構成とすることができる（図示省略）。このパルス電流により、磁性細線５中を、データ領域である磁区が磁壁と共に当該磁性細線５の長さ方向に沿って断続的に移動するので、磁性細線５において不動の再生領域５ｒには、データ領域が順番に進入しては退出する。したがって、磁気再生装置１は、磁気ディスク５０それ自体を回転駆動する機構を必要とせず、光学系１０についても、磁性細線（トラック）５毎に１箇所すなわち再生領域５ｒ上にレーザースポットを固定して照射できればよい。制御部４０は、磁気ディスク５０からデータを再生する磁性細線５を選択し、それに合わせて電流供給部３０にパルス電流を供給する磁性細線５を指示し、かつ光学系１０のミラー１４等を移動させる。さらに制御部４０は、電流供給部３０が供給するパルス電流の周期に合わせて検出部２０に出射光の偏光の向きを検出させて、この偏光の向きをデータとして再生する。
【００７０】
［磁気再生方法］
次に、本発明に係る磁気再生装置（図２参照）による磁気ディスクの再生方法を説明する。本実施形態においては、任意の１本のトラック（磁性細線）を再生するものとして説明する。本発明に係る磁気再生方法は、選択工程および再生工程を必要に応じて繰り返し、また光磁気方式にて磁性細線から出射した光の偏光の向きを検出してこの偏光の向きをデータとして再生する。
【００７１】
（選択工程）
選択工程では、制御部４０が、磁気ディスク５０のトラック（磁性細線）５，５，…から、後続の再生工程にて再生しようとするデータが格納されている１本のトラック５を選択する。選択するトラック５は、例えば１回目の選択工程であれば、磁気ディスク５０の最外周のトラック５を選択するように、また２回目以降であれば、直前の再生工程にて再生されたトラック５に隣り合う内周側の１本を選択するように設定されていてもよい。あるいは磁気再生装置１外部からの操作により、任意のトラック５を選択できるように設定されていてもよい。選択工程においてデータを再生しようとするトラック５が選択されると、制御部４０が光学系１０のミラー１４および対物レンズ１５を移動させてレーザースポットが当該トラック５の再生領域５ｒに照射されるようにする。さらに、制御部４０は、電流供給部３０を、このトラック５にパルス電流を供給するように当該トラック５の電極６１，６２に接続させ、再生工程に移行する。
【００７２】
（再生工程）
再生工程では、選択工程で選択された磁気ディスク５０のトラック（磁性細線）５に、電流供給部３０がパルス電流を細線方向に供給して、磁壁と共にデータ領域を断続的に移動させながら（電流供給処理）、このトラック５の再生領域５ｒ にレーザー光を１つの向きの偏光の光として照射する（照射処理）。そしてトラック５で反射した出射光の偏光の向きを検出部２０が検出し（光検出処理）、パルス電流における電流の停止時に検出した出射光の偏光の向きを、制御部４０が「０」または「１」のデータに変換して再生する（データ再生処理）。
【００７３】
（再生工程：電流供給処理）
電流供給部３０は、トラック５の電極６１，６２に接続されて、正または負のいずれかの直流の一定の電流およびパルス周期のパルス電流を当該トラック５に供給する。このパルス電流により、トラック５においてデータ領域が断続的にシフト移動する。パルス電流の仕様（パルス周期等）、ならびにデータ領域の移動およびデータ領域（磁区）の長さの伸縮については、前記磁気ディスク５０の磁性細線５における磁壁のシフト移動（図５参照）として説明した通りであるので、説明を省略する。図６（ａ）に示すように、シフト移動により、パルス電流における電流の停止時にトラック５の再生領域５ｒに到達したｍ番目のデータ領域は、前記した通り、低Ｍs領域５ｅ外における単位長さＬbよりもα倍に伸長する。
【００７４】
（再生工程：照射処理）
光学系１０において、レーザー照射装置１１から照射されたレーザー光は、レンズ群１２により所定のスポット径の平行光となり、図示しない偏光子を透過して、１つの偏光成分の光の入射光とする。さらに、この入射光は、ハーフミラー１３を透過して直進し、ミラー１４で反射して、対物レンズ１５にて集光されて、選択されたトラック（磁性細線）５の再生領域５ｒに向けて照射される。入射光は再生領域５ｒの大きさまで縮径されて当該磁性細線５の再生領域５ｒに入射し、反射して、再び対物レンズ１５を透過して出射して出射光となる。したがって、図６（ａ）に示すように、本実施形態において、再生領域５ｒは、対物レンズ１５で縮径可能なレーザー光（入射光）のスポット径以上の細線方向長さに設定する。
【００７５】
（再生工程：光検出処理）
出射光は、入射光と同じ光路を逆方向に進行してミラー１４で反射するが、ハーフミラー１３でも反射することで、検出部２０に入射する。この出射光は、磁性細線５に反射した際に、磁気光学カー効果により偏光の向きが回転（旋光）した光となる。さらに、磁性細線５の反射した（照射された）領域の磁化が上方向か下方向かによって回転が互いに反対の向きとなる。すなわち、出射光は、磁性細線５の再生領域５ｒにおける磁化方向により、偏光の向きが異なるものとなる。したがって、検出部２０により出射光の偏光の向きを検出することで、反射した時点の磁性細線５の再生領域５ｒに到達しているデータ領域（図６（ａ）ではｍ番目のデータ領域）が、下方向、上方向のいずれの磁化方向の磁区であるか、すなわち「０」、「１」のいずれのデータを記録されているかが判別できる。偏光の向きの検出方法としては、公知の光磁気方式による再生に適用される差動方式が挙げられる。また、出射光の光路上（例えばハーフミラー１３と検出部２０との間）に、光学系１０に備えたものとは別の偏光子を配置して（図示せず）、一方の向きに旋光した出射光のみがこの偏光子に遮光されて検出部２０に入射しないように構成してもよい。
【００７６】
（再生工程：データ再生処理）
検出部２０は、照射された出射光を、磁性細線５においてデータ領域が静止するタイミングで、すなわち電流供給部３０によるパルス電流における電流停止時に、光電変換にて撮像（検出）する。このとき、制御部４０が電流供給部３０および検出部２０を制御することで、検出部２０による撮像のタイミングを合わせる。制御部４０は、検出部２０が光を撮像した場合と撮像しなかった場合とで、再生データを「０」または「１」として認識して信号化し、得られた信号を磁気再生装置１外部に出力して、映像、音声等の情報として再生する。
【００７７】
以上のように、磁気再生装置１は、光を検出しながら、トラック（磁性細線）５中を、データ領域を移動させ、当該トラック５に格納されたすべてのデータを再生したら、パルス電流の供給を停止して再生工程を完了し、再び選択工程にて新たなトラック５を選択する。さらに磁気ディスク５０のすべてのトラック５のデータの再生を完了したら、磁気ディスク５０の再生を完了する。
【００７８】
本発明に係る磁気再生方法によれば、レーザー光のスポット径未満に圧縮して磁性細線にデータが格納された磁気記録媒体であっても、低飽和磁化領域に設けた再生領域に到達しているデータ領域が拡張されるので、現行の光磁気方式にて磁気記録媒体のデータを再生できる。
【００７９】
（磁気再生装置の変形例）
磁気再生装置１においては、磁気ディスク５０から１本のトラック５を選択してデータを再生しているが、磁気ディスク５０の隣り合う２本以上のトラック５の再生領域５ｒを内包する１つのレーザースポットを照射することで、これらのトラック５について、並行してデータを再生することができる。ここでは、変形例として、磁気ディスク５０から隣り合う４本のトラック５を選択してこれらのデータを同時に再生する磁気再生装置について、図７を参照して説明する。図７においては、入射光と出射光（反射光）のそれぞれの光路を識別し易くするためにレーザー光を傾斜させて入出射するように示し、またミラー等は省略する。この磁気再生装置は、図２に示す磁気再生装置１と同様に、光学系１０、検出部２０、電流供給部３０、および制御部４０を備える。また、磁気ディスク５０の構成は前記と同様である（図１参照）が、一連のデータがトラック５の４本ずつで並列して記録されている。本変形例では、光学系１０（図２参照）において、対物レンズ１５は用いず、レンズ群１２にてレーザー光を磁気ディスク５０に照射するスポット径の平行光とする。
【００８０】
本変形例の磁気再生方法は、制御部４０が選択工程にて隣り合う４本のトラック５を選択し、電流供給処理にて電流供給部３０がこれらのトラック５を同じタイミングでデータ領域を移動させながら、照射処理にて４本のトラック５の再生領域５ｒを内包する領域に光学系１０からレーザースポットを照射する。この照射された１条のレーザー光（平行光）の磁気ディスク５０での反射光（出射光）には、４本のトラック５のデータ領域のデータが含まれる。ただし、レーザースポットは円形であるので、出射光には各トラック５における再生領域５ｒの前後のデータ領域のデータも含まれる。そのため、検出部２０にて磁気ディスク５０からの出射光が入射した領域で区分けする等して再生領域５ｒからの出射光を検出し（図７中の検出領域）、制御部４０がトラック５毎に信号化する。このような方法によれば、隣り合う２本以上のトラック５に１条のレーザー光を照射すればよいので、磁気再生装置は１つの光学系１０を備えればよい。
【００８１】
また、電流供給部３０を、選択したそれぞれのトラック５に独立したパルス電流を供給可能な構成とすれば、本実施形態に係る磁気ディスク５０は、異なる２以上のトラック５について、それぞれのデータ領域の移動距離や移動速度を個別に制御されるので、並行して再生するトラック５同士でデータ長にズレがあっても同じタイミングで再生可能となる。このように２以上のトラック５を並行して再生すれば、同時に多数台の磁気再生装置を稼動することなく、さらなる高密度データの再生が可能となる。
【００８２】
［磁気再生装置：磁気方式］
本発明の別の実施形態に係る磁気再生装置について説明する。光磁気方式の前記磁気再生装置１（図２参照）と同一の要素については同じ符号を付し、説明を省略する。磁気再生装置（図示省略）は、磁気ディスク（磁気記録媒体）５０を搭載し、そのトラック（磁性細線）５の再生領域５ｒにおける磁化方向を検出する検出部（磁気検出手段）２０Ａ（図６（ｂ）参照）と、磁気ディスク５０のトラック５にパルス電流を供給する電流供給部（電流供給手段）３０と、これらを制御する制御部（選択手段、データ再生手段）４０と、を備える。
【００８３】
磁気再生装置は、現行の磁気ディスクの再生と同様に、ＧＭＲ素子やＴＭＲ素子のような磁気抵抗効果素子からなる磁気ヘッド２１を備える検出部２０Ａにより、磁気ディスク５０のトラック５の磁気ヘッド２１が対向する領域における磁化方向を検出する。検出部２０Ａは、図６（ｂ）に示すように、磁気ヘッド２１の一対の電極（図示省略）に接続して磁気ヘッド２１に電流を供給する電源、および電流計をさらに備える。磁気ヘッド２１は、磁気ディスク５０のすべてのトラック５の各１箇所すなわち再生領域５ｒに対向できるように、アーム（図示省略）で支持されて移動可能に備えられる。再生領域５ｒのトラック５における位置は、磁気再生装置１による光磁気方式の再生において説明した通りである。したがって、磁気再生装置は、図２に示す磁気ディスク５０のように、その平面視形状の円の半径上に再生領域５ｒが配置されている場合、この半径に沿った直線方向に磁気ヘッド２１を移動可能であればよい。このように、磁気再生装置は、磁気ディスクの回転駆動機構を備えない代わりに電流供給部３０を備えること以外は、現行の磁気方式の磁気再生装置と同様の構成である。磁気ヘッド２１と共に磁極からなる記録用磁気ヘッド２２（図３（ａ）参照）のような書込手段をさらに備えて、データの記録を行うこともできる磁気記録再生装置としてもよい。
【００８４】
［磁気再生方法］
本発明に係る磁気再生装置による磁気ディスクの再生方法を説明する。本実施形態においては、光磁気方式の磁気再生装置による磁気ディスクの再生方法と同様に選択工程および再生工程を必要に応じて繰り返し、磁気方式にて磁性細線の磁化方向を検出する。
【００８５】
（選択工程）
選択工程では、制御部４０が、磁気ディスク５０のトラック（磁性細線）５，５，…から１本のトラック５を選択する。本実施形態では、トラック５が選択されると、制御部４０がアームを駆動して、このトラック５の再生領域５ｒに対向する位置に検出部２０Ａの磁気ヘッド２１を移動させる。そして、制御部４０は、電流供給部３０を、このトラック５にパルス電流を供給するように当該トラック５の電極６１，６２に接続させ、再生工程に移行する。
【００８６】
（再生工程）
再生工程では、選択工程で選択された磁気ディスク５０のトラック（磁性細線）５に、電流供給部３０がパルス電流を細線方向に供給して、磁壁と共にデータ領域を断続的に移動させながら（電流供給処理）、検出部２０Ａがこのトラック５の再生領域５ｒにおける磁化方向を検出し（磁気検出処理）、パルス電流における電流の停止時に検出した磁化方向を、制御部４０が「０」または「１」のデータに変換して再生する（データ再生処理）。したがって、光磁気方式による磁気再生方法と同様に電流供給処理を行い、一方、照射処理は行わず、また光検出処理に代えて磁気検出処理を行う。電流供給処理は、前記した通りであるので、説明を省略する。以下、磁気検出処理およびデータ再生処理について説明する。
【００８７】
（再生工程：磁気検出処理）
現行の磁気ディスクと同様に、図６（ｂ）に示すように、検出部２０Ａの磁気ヘッド２１として例えばＧＭＲ素子が、対向する再生領域５ｒにおける磁性細線５のデータ領域（磁区）からの漏れ磁界によりその磁化自由層が磁化されることで、このＧＭＲ素子の抵抗が変化する。検出部２０Ａに備えられた電流計にて電流値を測定して、例えば予め設定された閾値に基づき漏れ磁界の向きを判定して再生領域５ｒにおける磁性細線５の磁化方向を検出する。したがって、再生領域５ｒは、磁気ヘッド２１（ＧＭＲ素子）で検出可能な漏れ磁界が得られる細線方向長さに設定する。本発明に係る磁気ディスク５０は、そのデータの再生において、現行の磁気ディスクと異なり高速回転しないため、磁気ヘッド２１が磁気ディスク５０から浮き上がることがなく、表面に接触した状態であるので、より微小な漏れ磁界を検出可能である。
【００８８】
（再生工程：データ再生処理）
光磁気方式による磁気再生方法におけるデータ再生処理と同様に、制御部４０は、パルス電流における電流の停止時に、検出した磁化方向から再生データを「０」または「１」として認識し、信号化する。
【００８９】
このように、磁気方式による再生においても、光磁気方式と同様に、トラック（磁性細線）５中を、データ領域を移動させながら、所定の領域として再生領域５ｒから磁化方向の検出を行う。そして、トラック５に格納されたすべてのデータを再生したら、パルス電流の供給を停止して再生工程を完了し、再び選択工程にて新たなトラック５を選択する。
【００９０】
本発明に係る磁気再生方法によれば、磁気ヘッドとする磁気抵抗効果素子で検出可能な漏れ磁界が得られる大きさの磁区より小さく圧縮して磁性細線にデータが格納された磁気記録媒体であっても、低飽和磁化領域に設けた再生領域に到達しているデータ領域が拡張されるので、ＧＭＲ素子等の磁気抵抗効果素子のさらなる微細化によらずに磁気方式にて磁気記録媒体のデータを再生できる。
【００９１】
（磁気再生装置の変形例）
本実施形態においては、磁気ディスク５０から１本のトラック５を選択してデータを再生しているが、磁気方式の磁気再生装置についても、例えば異なる２本のトラック５，５の再生領域５ｒに対向させることができる２つの磁気ヘッド（磁気抵抗効果素子）２１，２１を備えて、それぞれの磁気ヘッド２１の電流値を並行して測定できる構成の検出部２０Ａとすれば、２本のトラック５，５を並行して再生できる（図示省略）。
【００９２】
以上のように、本発明に係る磁気記録媒体の再生においては、この磁気記録媒体の磁性細線に形成した低飽和磁化領域を、磁化の方向を検出するための領域に指定することで、磁区として記録されたデータが前記領域において細線方向に伸長するので、再生方式によらず、圧縮されて格納されたデータを再生可能な大きさに拡張して的確に再生することができる。
【００９３】
以上、本発明の磁気記録媒体、ならびにその磁気再生装置および磁気再生方法を実施するための実施形態について述べてきたが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００９４】
１ 磁気再生装置
１０ 光学系（照射手段）
２０ 検出部（光検出手段）
２０Ａ 検出部（磁気検出手段）
３０ 電流供給部（電流供給手段）
４０ 制御部（選択手段、データ再生手段）
５０ 磁気ディスク（磁気記録媒体）
５ 磁性細線（トラック）
５ｅ 低Ｍs領域（低飽和磁化領域）
５ｒ 再生領域
５ｗ 記録領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トラックが細線状の磁性体で形成された磁気記録媒体、ならびにこの磁気記録媒体にパルス電流を供給することでトラック内で磁壁を移動させながら磁壁に挟まれた磁区からデータを読み出して再生する磁気再生装置および磁気再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の記憶装置は、扱われる情報量の増大に伴い、高記録密度化ならびに記録や再生の高速化が進められている。高記録密度化に伴い、ＨＤＤ等に使用される磁気ディスク等の記録媒体のトラックは狭ピッチ化し、さらにトラックにおける１データ（１ビット）分の長さは短くなり、このような微小な領域の磁気を検出するために、再生方式はＧＭＲ（Giant MagnetoResistance：巨大磁気抵抗効果）素子やＴＭＲ（Tunnel MagnetoResistance：トンネル磁気抵抗）素子のような磁気抵抗効果素子からなる磁気ヘッドによる磁気方式、あるいはレーザー光の照射による光磁気方式が適用されている。
【０００３】
この１ビットの領域の大きさは、主に再生のために必要な領域に収束される。具体的には、磁気ヘッドとする磁気抵抗効果素子の大きさやレーザー光の照射スポットの径に収束される。そのため、磁気方式においてはＧＭＲ素子やＴＭＲ素子の微細化、光磁気方式においては短波長の青色レーザー光の適用、さらに回析限界を超える微小領域の再生を可能とする磁気誘起超解像（ＭＳＲ）、磁区拡大再生（ＭＡＭＭＯＳ）、または磁壁移動再生（ＤＷＤＤ）により、いっそうの高記録密度化のための技術が開発されている。
【０００４】
また、磁気ディスクにおける記録および再生は、ディスクをスピンドルモータで回転駆動させ、磁気ヘッドやレーザー光の照射スポットをディスクの径方向のみに移動させることで、トラックに沿って（ディスクの周方向に）所定方向に磁化する（記録する）、または磁気を検出する（再生する）。このようなディスクにおいて記録および再生を高速化するためには、ディスクの回転速度を速くすることが第一に挙げられる。しかし、記録においてはトラックの磁化、再生においては磁気の検出にそれぞれ要する時間、ならびにディスクの振動による誤動作等の問題から、回転速度の高速化には限界がある。そのため、パーソナルコンピュータに内蔵されるＨＤＤ等においては、２〜１０枚程度の磁気ディスクを重ねてそれぞれの磁気ディスクに磁気ヘッドを備え、各磁気ディスクを並列に記録または再生を行うことで、記録または再生の高速化を可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６８３４００５号明細書
【特許文献２】特開２０１０−２０１１４号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】T. Koyama et al., “Control of Domain Wall Position by Electrical Current in Structured Co/Ni Wire with Perpendicular Magnetic Anisotropy”, Appl. Phys. Express 1, 101303 (2008)
【非特許文献２】Xin Jiang et al., “Enhanced stochasticity of domain wall motion in magnetic racetracks due to dynamic pinning”, Nature Communications, 1, pp.1-5 (2010)
【非特許文献３】T. Kato et al., “Planar patterned media fabricated by ion irradiation into CrPt3 ordered alloy films”, J. Appl. Phys. 105, 07C117 (2009), Fig.2
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
磁気ディスクにおける記録および再生の速度は、トラック上の１ビットの長さ（ビット長）およびディスクの回転速度に収束され、さらに高速化する場合は同時に記録・再生するディスク枚数を増やす必要がある。例えば、スーパーハイビジョン（高精細度テレビジョン）システムを実現するためには、約７２Ｇｂｐｓの超高速で再生する必要がある。約２４Ｇｂｐｓの実験用のスーパーハイビジョンシステムであっても、例えば３〜１０枚程度のディスクを搭載したサーバ用の大容量ストレージを、数十台同時に稼動する必要があり、大規模かつ高消費電力を必要とする。このように、扱われる情報の大容量化、高密度化に対して、現行では記録媒体やその再生装置等が十分に対応できていない。
【０００８】
ここで、記録媒体を駆動させずに記録されているデータを移動する方法として、特許文献１には、細線状の磁性体（以下、適宜磁性細線）をＵ字型等に形成してトラックとしたメモリデバイスが開示されている。これは、磁性体を細線状に形成すると、その長さ方向に磁区が形成され、さらに当該長さ方向に電流を供給すると磁区同士を区切るように生成している磁壁がすべて細線方向に等距離移動する、シフト移動を行う特性を利用したものである（非特許文献１参照）。すなわち、トラック（磁性細線）上の所定の一箇所（特許文献１ではＵ字型の頂部）に記録用および再生用の各磁気ヘッドを固定し、トラック両端から電流を可逆的に供給して磁壁に挟まれた所望の磁区を磁気ヘッドに対向する位置に移動させる。この方法においては、磁性体の形状（線幅等）や供給する電流により異なるが、磁壁の移動速度は数十ｍ／ｓから約２５０ｍ／ｓ（非特許文献２参照）と極めて高速であるので、現行のディスクの回転による再生速度を超えることが期待される。
【０００９】
特許文献１では、ランダムアクセス方式によるデータの書換えを可能とするために、Ｕ字型を多数直列に接続した波型の磁性細線をさらに並列に設けて、Ｕ字型の頂部のそれぞれに磁気ヘッドを備える形態としている。また、特許文献２では、１本あたりで「１」と「０」のデータを１つずつのみ格納した単純な構成の磁性細線をマトリクス状に配置して、それぞれの磁性細線に電流を供給することでいずれかのデータを選択する構成としている。これらの技術では、ランダムアクセスメモリや多数のデータを同時に提示する空間光変調器としては好適であるが、例えば長時間の動画のような連続したデータの記録・再生を行う記録媒体としては効率に劣る。そこで、本発明者らは、磁性細線を同心円状に形成して、これを一般的な磁気ディスクや光磁気ディスクと同様にトラックとして、円盤形状の記録媒体（ディスク）とすることに至った。このような記録媒体であれば、記録媒体本体を回転駆動させる必要がないため振動による誤動作等がなく、また、トラック上を、データを高速移動させることができるので、記録および再生を高速化できる。
【００１０】
しかしながら、このような磁性細線を適用した記録媒体においても、再生方式は従来と同様に磁気抵抗効果素子やレーザー光等を利用するため、これらにより１ビットの領域の大きさが収束されるのは、現行の磁気ディスクと同様である。したがって、大容量・高密度データの再生に多数の記録媒体を要することに変わりはなく、記録媒体のさらなる高記録密度化および大容量化が望まれていた。
【００１１】
本発明は前記問題点に鑑み創案されたもので、前記の磁性細線でトラックを形成した記録媒体を対象として、再生方式によらずに高記録密度化の可能な磁気記録媒体、そしてこのような磁気記録媒体に再生を高速に行う磁気再生装置および磁気再生方法を提供することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するために、本発明者は、不動のトラックにおいてデータとして磁区が移動することから、再生を行う指定された位置の領域のみで磁区を一時的に必要とする大きさに拡大することで、それ以外の領域においてデータを圧縮して格納して、記録媒体を高記録密度化して大容量化することに想到した。そして、本発明者は、磁性体がイオンを注入されると飽和磁化が低くなる現象（非特許文献３参照）を利用し、磁性細線に局所的に飽和磁化の低い領域を設けて、この領域に磁区が到達しているときにその磁区を拡長させる方法を見出した。
【００１３】
本発明に係る磁気記録媒体は、基板上に磁性体を細線状に形成してなる１以上の磁性細線を備えて、前記磁性細線に２値のデータを異なる２方向の磁化のいずれかとして当該磁性細線の細線方向に連続して記録され、前記磁性細線の両端に一対の電極を接続してパルス電流を細線方向に供給されることにより、当該磁性細線において、前記２値の一方のデータを記録されて形成した磁区と前記２値の他方のデータを記録されて形成した磁区との間に生成している磁壁が細線方向に断続的に移動するものである。このような磁気記録媒体において、前記磁性細線は、前記磁化の方向を検出するための領域として細線方向に区切られた領域に低飽和磁化領域を備え、この低飽和磁化領域にイオンを注入されたことにより、前記低飽和磁化領域の飽和磁化を相対的に低くして予め形成される。そして、前記磁区は、前記低飽和磁化領域に到達しているときに限定して、その細線方向長さが伸長することを特徴とする。
【００１４】
かかる構成により、磁気記録媒体は、磁性細線に磁区として記録されたデータが、磁壁のシフト移動に伴い断続的に移動して、低飽和磁化領域に到達すると、データは当該領域に到達しているときにのみ拡張されるので、低飽和磁化領域で再生方式に対応した大きさとして、この領域外にあるときは圧縮されて格納されるので、高記録密度化が可能である。また、前記低飽和磁化領域は、イオン注入にて形成されるので、磁気記録媒体における所望の位置および大きさに容易に形成できる。
【００１５】
さらに、本発明に係る磁気記録媒体は、磁性細線が円盤形状の基板上に当該基板と同心円状に形成されて、その平面視形状が円環の一部を欠いたものであることが好ましい。かかる構成により、磁気記録媒体を従来公知の記録媒体と同様の外形とし、また磁気記録媒体の大きさが制限されても、磁性細線を屈曲させることなく基板上に長く連続した形状とすることができる。
【００１６】
また、本発明に係る磁気記録媒体の磁性細線が磁気光学材料で形成されてもよい。このような磁気記録媒体とすれば、レーザー光等による光磁気方式にて再生が可能となる。
【００１７】
また、本発明に係る磁気再生装置は、前記の本発明に係る磁気記録媒体に記録されている２値のデータを再生する装置である。この磁気再生装置は、磁気記録媒体から１以上の磁性細線を選択する選択手段と、前記選択手段が選択した磁性細線に、当該磁性細線の両端に接続して当該磁性細線に生成している磁壁を断続的に移動させるパルス電流をその細線方向に供給する電流供給手段と、前記選択手段が選択した磁性細線の前記低飽和磁化領域における磁化方向を検出する磁気検出手段と、前記電流供給手段が供給するパルス電流に同期して、前記パルス電流における電流停止時に前記磁気検出手段が検出した磁化方向をデータとして再生するデータ再生手段と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
あるいは、磁性細線が磁気光学材料で形成された磁気記録媒体に記録されている２値のデータを再生する装置として、さらに、前記選択手段が選択した磁性細線の前記低飽和磁化領域に光を入射させる照射手段を備えてもよい。このような磁気再生装置においては、前記磁気検出手段に代えて、前記照射手段から入射して磁性細線から出射した光の偏光の向きを検出する光検出手段を備える。そして、前記データ再生手段は、磁性細線の磁化方向に代えて、前記光検出手段が検出した光の偏光の向きをデータとして再生する。
【００１９】
かかる構成により、磁気再生装置は、磁気記録媒体の磁性細線における低飽和磁化領域から磁化方向または出射した光の偏光の向きを検出することで、磁性細線に磁区として記録されたデータについて、シフト移動させてこの低飽和磁化領域に到達させたデータは一時的に拡張しているので、当該磁気再生装置にて磁化方向等の検出可能な大きさの磁区よりも小さく圧縮してデータが格納された磁気記録媒体を再生可能となる。
【００２０】
また、本発明に係る磁気再生方法は、前記の磁気記録媒体に記録されている２値のデータを再生する方法で、前記磁気記録媒体から１以上の磁性細線を選択する選択工程と、前記選択した磁性細線に記録されているデータを再生する再生工程と、を行う。そして、この再生工程は、前記磁性細線に、当該磁性細線に生成している磁壁を断続的に移動させるパルス電流をその細線方向に供給する電流供給処理と、前記磁性細線の前記低飽和磁化領域における磁化方向を検出する磁気検出処理と、前記電流供給処理にて供給されるパルス電流に同期して、前記パルス電流における電流停止時に前記磁気検出処理にて検出した磁化方向をデータとして再生するデータ再生処理と、を行うことを特徴とする。
【００２１】
あるいは、磁性細線が磁気光学材料で形成された磁気記録媒体に記録されている２値のデータを再生する方法として、前記再生工程においてさらに、前記磁性細線の前記低飽和磁化領域に光を入射させる照射処理を行い、また前記磁気検出処理に代えて、前記照射処理にて入射して磁性細線から出射した光の偏光の向きを検出する光検出処理を行ってもよい。このような磁気再生方法においては、前記データ再生処理において、磁性細線の磁化方向に代えて、前記光検出処理にて検出した光の偏光の向きをデータとして再生する。
【００２２】
かかる手順により、磁気再生方法は、データが圧縮された磁区として磁性細線に格納された磁気記録媒体について、磁性細線の低飽和磁化領域における磁化方向または出射した光の偏光の向きを検出することで、磁区が磁化方向等の検出可能な大きさに拡張されて、データを再生することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る磁気記録媒体によれば、再生方式を問わず、データを圧縮して格納できるため、大容量化が可能となる。
本発明に係る磁気再生装置および磁気再生方法によれば、再生方式を問わず高記録密度化された磁気記録媒体のデータを高速再生することができるため、磁気記録媒体を多数搭載することなく、ハイビジョン画像のような高密度データで構成される情報を再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る磁気記録媒体の構成を説明する平面模式図である。
【図２】本発明に係る光磁気方式の磁気再生装置の構成を示す外観図である。
【図３】本発明に係る磁気記録媒体の構成を説明するための磁性細線の細線方向における断面図であり、（ａ）は一実施形態に係る磁気記録媒体の模式図、（ｂ）は別の実施形態に係る磁気記録媒体の模式図である。
【図４】磁性体へのイオン注入と飽和磁化の関係を説明するための、Ｆｅ膜における印加磁界に対する磁気光学カー回転角の変化を示すグラフであり、（ａ）はイオン注入なし、（ｂ）はＧａイオン５．２０×１０10／μｍ2、（ｃ）はＧａイオン１．５６×１０11／μｍ2である。
【図５】本発明に係る磁気記録媒体の磁性細線における磁区の移動を説明するための模式図で、磁性細線の細線方向における断面図である。
【図６】本発明に係る磁気再生方法を説明するための、磁性細線の細線方向における断面図であり、（ａ）は光磁気方式の磁気再生装置による方法、（ｂ）は磁気方式の磁気記録再生装置による方法である。
【図７】本発明に係る光磁気方式の磁気再生装置の変形例による磁気再生方法を説明するための、磁気記録媒体の再生領域の拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係る磁気記録媒体、ならびに磁気再生装置および磁気再生方法を実現するための形態について図を参照して説明する。
【００２６】
［磁気ディスク］
本発明の実施形態に係る磁気ディスク（磁気記録媒体）５０は、図１に示すように、円盤形状の基板７上に、磁性体を細線状に形成してなる磁性細線５をデータの記録（格納）領域として備える。この磁性細線５には、２値のデータすなわち「０」または「１」のデータを当該磁性細線５の細線方向に連続して記録される。この磁性細線５の、１つのデータを記録された領域を１つのデータ領域と称し、その細線方向長さを単位長さとする。記録された（格納されている）データは、例えば図２に示すように、磁気ディスク５０を磁気再生装置１に搭載または内蔵して再生される。磁性細線５においては、「０」、「１」のデータを異なる２方向の磁化のいずれかとして記録される。したがって、磁性細線５において、データ領域は、１つで、あるいは同値（「０」または「１」のいずれか）のデータを連続して記録された場合は当該連続したデータ領域で、１つの磁区を形成する。本明細書では、適宜、データ領域を磁区として説明する。
【００２７】
磁性細線５は、その一端から他端へ細線方向に電流を供給されることで、当該磁性細線５において磁区を区切る磁壁がすべて細線方向に等距離移動する、いわゆるシフト移動を行うため、すべての磁区すなわち磁性細線５に記録された一連のデータが順次移動する。例えば磁気再生装置１によりパルス電流を磁性細線５に供給することで、磁気ディスク５０を回転駆動することなく磁性細線５に格納されているデータが磁壁と共に断続的に移動する。したがって、磁性細線５は、磁化方向を検出するための再生領域５ｒ、および記録されるデータに対応した方向に磁化されるための記録領域５ｗを、それぞれ磁気ディスク５０における所定の位置の領域に設定することができる。そして、磁性細線５は、再生領域５ｒを設ける領域として、細線方向に区切られた領域に、相対的に飽和磁化の低い領域である低Ｍs領域（低飽和磁化領域）５ｅを備える。低Ｍs領域５ｅは、後記するように、磁性細線５の当該領域にイオンを注入されることにより形成される。
【００２８】
図１に示すように、磁気ディスク５０において、磁性細線５，５，…は、平面視で互いに絶縁層８を挟んで離間して同心円状に基板７上に形成されている。詳しくは、１本の磁性細線５は、平面視で円環の一部を欠いたＣ字型に形成され、幅（磁気ディスク５０の径方向長さ）および厚さ（膜厚）は一定である。このように、本実施形態において、磁気記録媒体は、円盤形状の基板をベースとしてその外形が現行の磁気ディスク等と同様に円盤形状であるので、磁気ディスク５０と称し、また磁性細線５のそれぞれは、現行の磁気ディスクのデータの記録領域であるトラックの形状に類似するため、適宜トラック５と称する。なお、磁気ディスク５０に形成する磁性細線５の本数は特に制限されず、トラックピッチ（磁性細線５の幅および間隔）や磁気ディスク５０の径等に応じて設定すればよい。また、磁気ディスク５０における磁性細線５のそれぞれの長さ方向長（トラック長）は、同じ長さでなくてよい。
【００２９】
このように、磁性細線５の細線形状（平面視形状）は、屈曲していない直線、または厚さおよび幅方向長に対して十分に緩やかな曲線とし、本実施形態のように外形が円盤形状である磁気ディスク（磁気記録媒体）５０の場合は、その外形寸法に対して十分な長さとすることができ、また製造が容易な形状として、円環（円弧）が好ましい。このような磁性細線５は、磁気ディスク５０の外周寄りに形成したものほど長くすることが可能であり、磁気ディスク５０の全体としてデータの記録領域（容量）を大きくすることができる。また、磁気記録媒体は円盤形状に限らず、例えば平面視が矩形の板状でもよく、この場合、磁性細線は互いに平行な直線状に形成すればよい。
【００３０】
磁性細線５の両端には、当該磁性細線５に磁気ディスク５０の外部（例えば磁気再生装置１）から電流を供給するための接続端子となる一対の電極６１，６２が接続されている。電極６１，６２は、Ｃｕ，Ａｌ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ等の金属やその合金のような一般的な電極用金属材料からなり、磁気ディスク５０において、それぞれの磁性細線５の両端で積層されて接続される。また、電極６１，６２は、磁性細線５の下に形成されてもよく、その場合は、外部からの電流供給のために電気的に接続可能となるように基板７の一部が除去されて、磁気ディスク５０の裏面（下面）に電極６１，６２を露出させる。あるいは、平面視で電極６１，６２を磁性細線５の端部から外へ張り出すように形成しておき、磁気ディスク５０の表面から絶縁層８を貫通して、電極６１，６２の上面の前記張り出した領域を露出させるコンタクトホールを形成してもよい。
【００３１】
（磁性細線）
磁気ディスク５０において、磁性細線５は、図３（ａ）に示すように基板７の上に絶縁層８を介して形成されている。なお、図３、および図５、図６は、磁性細線５の細線方向に沿った面による断面を示す。磁性細線５は強磁性材料からなり、特に膜面に垂直な方向の磁化を有する垂直磁気異方性材料が好ましく、具体的にはＮｉ，Ｆｅ，Ｃｏ等の遷移金属やその合金、さらにＰｄ，Ｐｔ，Ｃｕとの積層膜が挙げられる。また、光磁気方式で再生するものについては、さらに磁気光学効果の大きい材料（磁気光学材料）が好ましい。磁性細線５の厚さは５〜１００ｎｍ、幅は１０〜２００ｎｍ、磁性細線５，５間は４０〜２００ｎｍが好ましく、幅および間隔が短いほど、いわゆるトラックピッチ（磁性細線５の幅と間隔の和）が狭いほど磁気ディスク５０の記録容量を大きくできる。ただし、磁気ディスク５０の磁性細線５は、その再生方式に対応可能な幅およびトラックピッチとし、具体的にはレーザー光による光磁気方式であれば幅１００ｎｍ程度以上が好ましく、ＧＭＲ素子やＴＭＲ素子のような磁気抵抗効果素子による磁気方式であれば幅６０ｎｍ程度以上が好ましい。磁性細線５の細線方向長（トラック長）は、特に制限されず、厚さおよび幅方向長に対して十分に長いものであればよい。磁性細線５は、データの再生のためには一体の磁性体で構成されたものでよいが、データを記録するためには、記録方式によって後記するように異なる材料を積層する必要がある。そのため、磁性細線５は、データが記録される記録領域５ｗ（図１参照）において異なる材料を積層し、あるいは磁性細線５の全体を記録領域５ｗと同じ構成とする。
【００３２】
記録領域５ｗは、磁性細線５にデータを記録するために当該磁性細線５の磁気をデータに対応する磁化方向にするための領域であり、この領域においては磁性細線５の構造を記録方式に対応したものとする。記録領域５ｗの細線方向長さは記録方式や加工精度等に対応したものとすればよい。具体的には、例えば現行の磁気ディスクへの記録方法と同様、図３（ａ）に示すように、磁極からなる記録用磁気ヘッド２２を書込手段として外部磁界を印加する場合は、磁性細線５の下（記録用磁気ヘッド２２に対向する側の反対側）に非磁性層５２を介して軟磁性層５１を積層する。軟磁性層５１により、記録用磁気ヘッド２２からの外部磁界が磁性細線５で垂直な書き込み磁束を形成するための磁路を形成する。このような構成とすることで、例えば図３（ａ）では、初期状態の磁化が上方向の磁性細線５を記録領域５ｗにおいて、記録用磁気ヘッド２２が下向きの磁界を印加して、磁化を下方向に反転させている。
【００３３】
また、本発明に係る磁気ディスク５０は、磁性細線５に対して書込手段の位置が固定されていても磁性細線５の全体にデータを記録できるので、記録領域５ｗを次のような構成とすることもできる。すなわち磁性細線５を記録領域５ｗにおいてスピン注入磁化反転素子構造として、直流の電流を正負反転して供給可能な電源２２Ａを書込手段とし、記録領域５ｗに電流を供給して、磁性細線５をスピン注入磁化反転にて所望の磁化方向とすることができる。詳しくは、図３（ｂ）に示すように、磁性細線５の上に、非磁性体または絶縁体からなる中間層５３を介して磁化固定層５４を積層し、さらにその上に上部電極６３を接続し、一方、磁性細線５の下に下部電極６４を接続する。磁化固定層５４は、磁性細線５の記録領域５ｗにおける保磁力よりも大きい保磁力の強磁性材料とし、また磁性細線５が垂直磁気異方性材料であれば同様に垂直磁気異方性材料とし、その磁化を上方向または下方向の一方に固定する。また、磁性細線５を記録領域５ｗにおいてスピン注入磁化反転させるため、このような磁気ディスク５０については、磁性細線５の厚さは５〜３０ｎｍとすることが好ましい。なお、図３（ｂ）では、基板７および絶縁層８（図３（ａ）参照）は省略する。このような構成とすることで、記録領域５ｗにおいて磁性細線５が磁化自由層となり、電源２２Ａを電極６３，６４に接続し、書き込むデータに対応して上向きまたは下向きに電流を供給することにより、磁化を磁化固定層５４と同じ方向または反対方向とすることができる。例えば図３（ｂ）では、電流を上部電極６３から下部電極６４へ、下向きに供給して、初期状態の磁化が上方向の磁性細線５を、磁化を上方向に固定した磁化固定層５４と反対向きの磁化方向に反転させている。
【００３４】
再生領域５ｒは、磁性細線５の磁化方向を検出するための領域であり、詳しくは、磁気ディスク５０のデータを再生する際に、磁性細線５においてこの領域に到達している磁区（データ領域）のみの磁化方向を検出する領域である。再生領域５ｒは、再生方式に対応した細線方向長さとし、具体的には、光磁気方式であればレーザー光の波長にもよるが、長さ２００ｎｍ程度以上が好ましく、磁気抵抗効果素子による磁気方式であれば長さ２０ｎｍ程度以上が好ましい。また、磁性細線５の再生領域５ｒにおける構造を再生方式に対応したものとしてもよく、例えば光磁気方式においては、磁気光学効果の大きい材料を積層したり、下に反射膜を設けてもよい（図示省略）。
【００３５】
本実施形態では、図１に示すように、すべてのトラック５の再生領域５ｒおよび記録領域５ｗは、それぞれ磁気ディスク５０の平面視形状である円の半径に沿った位置に設定されているが、これに限らず、前記半径以外の一本の直線または曲線に沿った位置としてもよい。いずれの場合も、磁気ディスク５０のすべてのトラック（磁性細線）５において、隣り合うトラック５，５における再生領域５ｒ，５ｒ、記録領域５ｗ，５ｗがそれぞれ互いに近接するように設けられることが好ましい。このように配置されることにより、例えば図２に示す光磁気方式の磁気再生装置１によりデータを再生される場合、１本のトラック５のデータの再生の完了後に次のすなわち隣のトラック５に移行（シーク）する際に、レーザースポットを移動させる距離を短くして時間を短縮することができる。したがって、磁気再生装置１によりデータを再生される磁気ディスク５０においては、再生領域５ｒの位置を、光学系１０（ミラー１４および対物レンズ１５）によるレーザースポットの移動経路に合わせたものとする。同様に、磁気方式の磁気再生装置や磁気記録装置（図示せず）により、データを再生、記録される磁気ディスク５０においては、再生領域５ｒ、記録領域５ｗのそれぞれの位置を、再生用磁気ヘッド２１（図６（ｂ）参照）、記録用磁気ヘッド２２（図３（ａ）参照）の移動経路に合わせたものとする。
【００３６】
さらに本実施形態では、図１に示すように、トラック５は、再生領域５ｒをデータ（データ領域）移動方向の前方（電極６２側）に、記録領域５ｗを同後方（電極６１側）に、それぞれ設けている。詳しくは後記するが、本実施形態に係る磁気ディスク５０は、データ領域が磁壁のシフト移動により細線方向の一方向に、電極６１側から電極６２側へ移動する。そのため、記録領域５ｗで記録されたデータはその前方の長い領域に多く格納でき、一方、再生領域５ｒではその後方の長い領域から移動して到達する多くのデータを再生できる。したがって、本実施形態では、再生領域５ｒと記録領域５ｗとを互いの位置を離して１箇所ずつ設けているが、これに限らず、例えば１つの領域で兼用あるいは隣接して設けてもよい。記録領域５ｗを図１に示す再生領域５ｒと同じ位置または近傍に設定した場合は、データ移動方向を反対方向として、データを逆順に記録すればよい。また、１本のトラック５が、再生領域５ｒおよび記録領域５ｗをそれぞれ複数箇所に設けていてもよく、これらの領域５ｒ，５ｗの位置や数は磁気ディスク５０を再生する磁気再生装置１（図２参照）の構成等に応じて設定される。
【００３７】
本発明に係る磁気記録媒体（磁気ディスク）５０は、磁性細線５に、細線方向における一部の領域を、他の領域よりも飽和磁化を低い低Ｍs領域５ｅ（図５参照）として形成する。この低Ｍs領域５ｅは、再生領域５ｒを内包するように形成され、すなわち少なくとも再生領域５ｒと同一の領域とし、好ましくは再生領域５ｒよりも細線方向に長く、細線方向の両方向において再生領域５ｒより外側に達する範囲の領域とする（図１、図６参照）。詳しくは後記するが、このように、再生領域５ｒを相対的に低い飽和磁化とすることで、当該再生領域５ｒに到達した１つのデータ領域の長さが飽和磁化に反比例して、再生領域５ｒ以外（低Ｍs領域５ｅ外）における長さよりも伸長する。すなわち、磁性細線５における１データの大きさ（データ長）を、再生可能な（磁化方向の検出可能な）大きさよりも小さくして他の領域に格納できる。このような低Ｍs領域５ｅは、磁性細線５にイオンを注入することで形成でき、注入されたイオンの数が多いほど飽和磁化の低下量が大きく、またイオン種や注入する条件によっても変化する。イオン種としては、Ｇａ，Ｎ，Ｏ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ等が挙げられる。
【００３８】
次に、具体的に、磁性体にイオンを注入した場合の飽和磁化の変化について観察した結果を説明する。磁性体として純Ｆｅを適用し、Ｓｉ基板上に厚さ１００ｎｍで成膜して、フォトリソグラフィにて幅５０μｍ×長さ２５０μｍの長方形を２つ交差させた十字型に形成したものを試料とした。この十字型の中央部の約１０μｍ角の正方形領域に、Ｇａイオン（Ｇａ+）を試料表面に垂直に入射して、磁性体の飽和磁化の変化を測定した。イオン照射条件は、加速電圧：３１ｋＶ、電流：８５８ｐＡとし、これにより、Ｇａイオンが面積および時間あたり１．７３×１０9／μｍ2・秒で注入された。照射時間を変化させて、３０秒間（イオン数：５．２０×１０10／μｍ2）、９０秒間（イオン数：１．５６×１０11／μｍ2）、および０（イオン照射なし）の３種類の試料を作製した。
【００３９】
試料を両面から挟むように２つのコイルを配置して、Ｆｅ膜に外部磁界をその大きさを変化させながら膜面に垂直に印加し、飽和磁化の測定に代えて、表面磁気光学カー効果測定装置（ＳＭＯＫＥ）にてＧａイオン照射領域のカー回転角を測定した。図４にカー回転角の印加磁界依存性のグラフを示す。以下の通り、印加磁界によるカー回転角の変化量を比較することにより、飽和磁化の変化率を算出することができる。
【００４０】
磁性体における磁界Ｈによる磁化Ｍの変化について、Ｈ⊥Ｍの関係が成立すると仮定したとき、磁性体に印加されている外部磁界Ｈexに対して有効磁界Ｈeffは、当該磁性体にかかる反磁界の大きさを考慮して、（Ｈex−ＮＭ／μ0）で表される。μ0は真空の透磁率で定数である。Ｎは反磁界係数であるが、試料の面積に対して膜厚が極端に小さいことから試料に垂直に磁界を印加したとき、ほぼ１（Ｎ≒１）とみなすことができる。また、強磁性体の磁化Ｍはほぼ飽和磁界Ｍsとみなすことができる。したがって、（Ｈeff≒Ｈex−Ｍs／μ0）が成立する。
【００４１】
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、Ｇａイオン注入によってＦｅ膜の印加磁界あたりのカー回転角が増大する。言い換えれば、同じ大きさのカー回転角を得るために要する外部磁界は減少しており、これはＧａイオン照射領域における飽和磁化Ｍsが低減したことを示す。したがって、イオン注入前の試料（図４（ａ））の外部磁界／カー回転角の比に対する、Ｇａイオン注入後の試料の比の変化率が、飽和磁化Ｍsの変化率となる。具体的には、飽和磁化が、図４（ｂ）の照射時間３０秒間の場合はイオン注入前の６２％に低下し、図４（ｃ）の照射時間９０秒間の場合はイオン注入前の６０％に低下したといえる。なお、照射時間３０秒間に対して９０秒間としても飽和磁化の低下量の差が小さく、さらに照射時間を延長しても飽和磁化の低下は確認されず、この条件で長時間照射すると試料表面が劣化すると推測される。イオン照射条件やイオン種、磁性体材料等により、飽和磁化のさらなる低減は可能であり、飽和磁化をほぼ０とすることも可能である（非特許文献３参照）。
【００４２】
磁性細線５の低Ｍs領域５ｅにおける飽和磁化の他の領域との差（比）は特に規定せず、前記したように低下量を大きくするほど、低Ｍs領域５ｅ外でデータを圧縮して磁気記録媒体５０を高記録密度化することができる。ただし、低Ｍs領域５ｅの飽和磁化を極度に低下させてしまうと、データ領域の磁化が保持されなくて再生領域５ｒで再生困難となり、また磁気方式でデータを再生する場合は、磁気抵抗効果素子により磁性細線５からの漏れ磁界を検出することが困難となるため、磁性細線５へのイオンの注入は、再生の妨げとならない範囲で制御する。
【００４３】
［磁気ディスクの製造方法］
図１および図３に示す磁気ディスク５０は、例えば以下に示すように、磁性細線（トラック）５をダマシン法にて形成することで製造できる。まず、表面を熱酸化したＳｉ基板やガラス基板等の公知の基板材料からなる基板７上に、ＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3等の絶縁膜をスパッタリング法等の公知の方法により成膜し、この絶縁膜に電子線リソグラフィおよびイオンミリングや反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）等のエッチングで磁性細線５，５，…の形状の溝を形成して絶縁層８とする。この絶縁層８の上に磁性材料をスパッタリング法等の成膜方法にて溝に堆積させた後、表面をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学機械研磨）等で溝内以外の磁性材料を除去して磁性細線５，５，…とする。磁性細線５の記録領域５ｗ等に異なる材料を積層する場合は、前記磁性材料の前または後に成膜する。そして、表面に少なくとも再生領域５ｒとする領域を空けたマスクを形成して、その上から、例えば半導体装置の製造に適用されるイオン注入装置にて、イオンを照射することにより、領域を限定して磁性細線５にイオンを注入して低Ｍs領域５ｅを形成する。なお、イオンは磁性細線５，５間の絶縁層８に注入されても問題ないため、前記マスクに空ける領域は、一本のスリット状とすればよい。磁性細線５の両端の上に、電極用金属材料をスパッタリング法等により成膜、フォトリソグラフィおよびエッチング、またはリフトオフ法等により加工して、電極６１，６２とする。最後に、電極６１，６２上を除いて樹脂等（図示省略）で表面を被覆する。なお、磁性細線５の形成においては、磁性細線５を、その下地となる部分の絶縁膜（絶縁層８）を成膜した後にリフトオフ法にて形成し、その後に磁性細線５，５間に絶縁層８を堆積させてもよい。また、電極６１，６２を形成してから、磁性細線５に低Ｍs領域５ｅを形成してもよい。
【００４４】
［磁性細線における磁壁の移動］
図５を参照して、本発明に係る磁気記録媒体（磁気ディスク）の、磁性細線での磁壁の移動における動作を説明する。本発明においては、磁気記録媒体に記録されたデータを再生するため、次のように、磁性細線にデータを記録されて形成された磁区を挟むように生成している磁壁を細線方向に移動させる。
【００４５】
本実施形態においては、磁性細線５は垂直磁気異方性材料からなるものとし、その磁化方向は上または下を示すため、データ「０」は下方向の磁化、「１」は上方向の磁化として記録されているとする。図５に示す磁性細線５では、所定の単位長さＬbの２つのデータ「０」、「１」が連続して記録されている。なお、「長さ」とは、別段の記載のない限り、磁性細線５の細線方向（長手方向）長さを指し、またこの方向を前後方向（図５では右左）として説明する。このとき、図５（ａ）に示すように、磁性細線５について、データ「０」が記録されたデータ領域である磁区Ｄ０と、その後続の（図５における左側の）データ「１」が記録されたデータ領域である磁区Ｄ１が存在する。
【００４６】
磁性体において、磁区Ｄ０，Ｄ１間等の隣り合う磁区間には、両磁区を区切るように磁壁が生成される。言い換えればそれぞれの磁区は磁壁で挟まれており、磁性細線５においては、磁区Ｄ０は磁壁ＤＷ１−ＤＷ２間に、磁区Ｄ１は磁壁ＤＷ２−ＤＷ３間に形成されている。磁壁内部ではそれを挟む２つの磁区の一方の磁化方向から他方の磁区の磁化方向へと磁化が徐々に変化すなわち回転している。なお、一般的に、磁壁の長さ（厚さ）は磁性細線の幅および厚さならびにデータ長にもよるが、５〜１００ｎｍ程度で、磁区に対して極めて短い（狭い）が、図５においては磁壁を模式的に拡大して示す。したがって、磁区Ｄ０，Ｄ１のそれぞれの長さＬD0，ＬD1は、磁壁ＤＷ１，ＤＷ２，ＤＷ３の長さがない（０である）ものとして示され、図５（ａ）においては、ＬD0＝ＬD1＝Ｌbである。
【００４７】
磁性細線５の断面積をＳ、飽和磁化をＭsとし、単位長さＬbのデータ「０」、「１」が記録されたデータ領域すなわち磁区Ｄ０，Ｄ１の有する磁気モーメントを＋ｍ，−ｍで表したとき、下式（１）の関係が成立している。なお、磁性体において、磁区のそれぞれの磁気モーメントは、当該磁性体の外部から磁場が印加されない限り、向き、大きさ共に保存される。
【数１】
【００４８】
この磁性細線５に、図５（ｂ）に示すように、その両端の電極６１，６２により、後方向（図５では左方向）に電流を供給して、前方向に電子を注入する。詳しくは、例えば磁気再生装置１（図２参照）にて、電極６１を「−」、電極６２を「＋」とすることで、電極６２から電極６１へ電流Ｉを供給する。すると、電子スピンのトルクに影響されて、磁壁ＤＷ１，ＤＷ２，ＤＷ３がそれぞれ前（図５では右）へ移動して、図５（ａ）に示す状態から図５（ｂ）に示す状態となる（以下、このような変化を、図５（ａ）→（ｂ）と表す）。それに伴い、これらの磁壁ＤＷ１，ＤＷ２，ＤＷ３に挟まれた磁区Ｄ０，Ｄ１もそれぞれ前へ移動する。
【００４９】
供給した電流Ｉの電流密度をＪとし、この電流Ｉを単位時間Δｔ供給したときの磁壁の移動距離をΔｌとする。このとき、磁区Ｄ０，Ｄ１間の磁壁ＤＷ２が移動する前後の磁気モーメントの変化量Δｍ（＝|−ｍ−(＋ｍ)|）は、磁壁ＤＷ２が通過したために磁化方向が反転したので下式（２）で表すことができる。
【数２】
【００５０】
一方、電流Ｉを単位時間Δｔ供給したことにより磁性細線５に注入された電子の数ｎeは、下式（３）で表すことができる。式中のｅは素電荷である（ｅ≒１．６×１０-19Ｃ）。
【数３】
【００５１】
式（３）より、前記電流供給による磁気モーメントの変化量Δｍは、磁性細線５のスピン分極率をｐとしたとき、磁化方向が反転するので下式（４）で表すことができる。式中のμBはボーア磁子である。
【数４】
【００５２】
(２μB／ｅ)は定数であり、スピン分極率ｐ、断面積Ｓは、それぞれ磁性細線５の材料、幅および厚さで決定される。したがって、磁性細線５における磁気モーメントの変化量Δｍは電流密度Ｊに依存し、さらに式（２）から、磁壁ＤＷ２の移動距離Δｌも電流密度Ｊに依存する。
【００５３】
また、磁壁ＤＷ２の移動速度（磁壁速度）ｖは(Δｌ／Δｔ)で表すことができる。ここで、式（２）、（４）から下式（５）の関係が成立し、さらにこれを変形すると、磁壁速度ｖは下式（６）で表すことができる。
【数５】
【００５４】
式（６）より、磁性細線５に一定の電流Ｉを供給したときの磁壁ＤＷ２の移動速度ｖは一定である。したがって、図５（ａ）→（ｂ）に示すように、磁壁ＤＷ２，ＤＷ３は、それぞれ同じ磁壁速度ｖで移動、すなわち移動距離が同じなので、これらの磁壁ＤＷ２，ＤＷ３に挟まれた磁区Ｄ１も、同じ距離を移動し、またその長さＬD1は変化しない（ＬD1＝Ｌb）というシフト移動を行う。このように、幅および厚さを一様に形成された磁性細線５において、データ領域である磁区のすべてを、一定の電流を供給する時間を制御することで、任意の距離を移動させることが可能である（非特許文献１参照）。
【００５５】
次に、図５（ａ）→（ｂ）における磁壁ＤＷ１の移動について説明する。図５（ａ）において、磁性細線５は、磁区Ｄ０の磁壁移動方向前方（以下、単に前方という。）に、飽和磁化が磁性細線５における他の領域の飽和磁化Ｍsよりも相対的に低い低Ｍs領域５ｅが設けられている。具体的には、低Ｍs領域５ｅの飽和磁化を(Ｍs／α)とする。なお、αは定数である（α＞１）。図５（ａ）→（ｂ）において、磁壁ＤＷ１はこの低Ｍs領域５ｅ内を移動する。前記式（６）より、磁性体における一定の電流供給による磁壁速度は、当該磁性体の飽和磁化に反比例する。したがって、低Ｍs領域５ｅにおける磁壁ＤＷ１の移動速度は(α×ｖ)で表すことができ、磁性細線５において同時に移動している磁壁ＤＷ２，ＤＷ３の移動速度ｖに対してα倍と速くなる。低Ｍs領域５ｅを移動するときの磁壁ＤＷ１の移動速度をｖHigh（＝α×ｖ）とする。
【００５６】
図５（ａ）→（ｂ）において、磁壁ＤＷ１，ＤＷ２に挟まれた磁区Ｄ０は、後方の磁壁ＤＷ２が磁壁速度ｖで移動するのに対し、前方の磁壁ＤＷ１はそれよりも高速の磁壁速度ｖHighで移動するため、共に移動しつつその長さＬD0が伸長する。さらに電流Ｉを供給すると、図５（ｂ）→（ｃ）に示すように、磁壁ＤＷ１，ＤＷ２，ＤＷ３はさらに前へ移動し、また磁壁ＤＷ１，ＤＷ２の移動距離の差が拡大して磁区Ｄ０の長さＬD0が伸長する。図５（ｃ）においては、磁区Ｄ０の後方の磁壁ＤＷ２も低Ｍs領域５ｅに到達しているので、さらに電流Ｉを供給すると、図５（ｃ）→（ｄ）に示すように、磁壁ＤＷ１，ＤＷ２は共に低Ｍs領域５ｅを磁壁速度ｖHighで移動するため、磁区Ｄ０の長さＬD0はこれ以上伸長しない。
【００５７】
この、全体が低Ｍs領域５ｅに到達しているときの磁区Ｄ０の長さＬD0は、次の通りである。磁区Ｄ０の先頭すなわち磁壁ＤＷ１が低Ｍs領域５ｅに進入し始めた時（図５（ａ）参照）から、磁区Ｄ０の末尾すなわち磁壁ＤＷ２が低Ｍs領域５ｅに進入した時（図５（ｃ）参照）までの、磁壁ＤＷ２の移動距離は磁区Ｄ０の当初の長さＬD0＝Ｌbである。一方、同期間における磁壁ＤＷ１の移動距離は、移動速度ｖHighが磁壁ＤＷ２の移動速度ｖのα倍であるので、その移動距離もα倍の(α×Ｌb)である。したがって、磁区Ｄ０が、その全体が低Ｍs領域５ｅ内に到達しているときの、当該低Ｍs領域５ｅ外にあったときからの長さＬD0の変化量は、磁壁ＤＷ１，ＤＷ２の各移動距離の差(α×Ｌb−Ｌb)であるので、磁区Ｄ０の低Ｍs領域５ｅにおける長さは(α×Ｌb)となる（ＬD0＝α×Ｌb）。また、別の考え方として、前記したように、磁区Ｄ０の磁気モーメントｍは保存されており、また断面積Ｓは一定であるので、式（１）より、長さＬD0が飽和磁化に反比例してα倍になる（ＬD0＝α×Ｌb）。
【００５８】
図５（ｄ）の段階で磁壁ＤＷ１は低Ｍs領域５ｅから退出しているので、さらに電流Ｉを供給すると、図５（ｄ）→（ｅ）に示すように、磁壁ＤＷ１は磁壁速度ｖで移動し、一方、磁壁ＤＷ２は引き続き磁壁速度ｖHighで移動するため、磁区Ｄ０は収縮し始める。そしてさらに電流Ｉを供給して、図５（ｆ）に示すように、磁壁ＤＷ２も低Ｍs領域５ｅから退出して磁区Ｄ０はその全体が低Ｍs領域５ｅ外に到達すると、その長さＬD0が元に戻る（ＬD0＝Ｌb）。
【００５９】
磁区Ｄ１についてもその長さＬD1は変化し、図５（ｃ）→（ｄ）→（ｅ）においては、前方の磁壁ＤＷ２が磁壁速度ｖHighで、後方の磁壁ＤＷ３が磁壁速度ｖで、それぞれ移動するので、長さＬD1が伸長して、図５（ｅ）にて磁区Ｄ１の全体が低Ｍs領域５ｅに到達して最大となる（ＬD1＝α×Ｌb）。そして、さらに電流Ｉを供給すると、磁区Ｄ１は磁区Ｄ０と同様に低Ｍs領域５ｅ外に到達して、長さＬD1が元に戻る（図示省略）。
【００６０】
このように、磁性細線５に、その細線方向に区切られた領域に飽和磁化の異なる領域を設けても、飽和磁化の変化に応じて、磁壁の移動速度が変化し、かつ磁区が細線方向に伸縮するため、１本の磁性細線５の全体として、磁壁はシフト移動を保持する。したがって、一定の電流供給による、磁性細線５のある特定の位置におけるデータ領域の移動速度は一定である。そして、磁性細線５の一部の細線方向に区切られた領域に飽和磁化が相対的に低い領域（低Ｍs領域５ｅ）を設けることで、この領域に到達したときに限定して磁区すなわちデータ領域を伸長させ、またこの領域から出ると元の長さに戻すことができる。
【００６１】
前記したように、磁性細線５において、磁区すなわちデータ領域は、当該磁性細線５に電流を供給されることで細線方向に沿って移動するので、この細線方向に連続して格納されたデータは、再生領域５ｒでは順番に入れ替わることになる。そして、電流を供給する時間を制御することで、任意の距離を移動させることが可能である。そこで、データ領域を低Ｍs領域５ｅ外（飽和磁化Ｍsである領域）で単位長さＬbの距離を移動させる時間をパルス幅ｔH（ｔH＝Ｌb／ｖ）とするパルス電流を磁性細線５に供給することにより、データ領域を単位長さＬb刻みですなわち１データずつ断続的に移動させることができる。そして、パルス電流における電流の停止時に、低Ｍs領域５ｅに静止しているデータ領域は、一時的に伸長したものとなる。したがって、磁性細線５に低Ｍs領域５ｅを形成して、さらにその領域に格納されたデータを再生するための領域として再生領域５ｒを低Ｍs領域５ｅに設けることで、この再生領域５ｒにおいて、データ領域を、後記するような再生方式に対応可能な大きさ（磁区長さ）に一時的に伸長することができる。そして、再生領域５ｒに到達したデータ領域が当該再生領域５ｒ以上の長さに伸長するように、低Ｍs領域５ｅを形成する（図６（ａ）、（ｂ）参照）。
【００６２】
なお、パルス電流における電流の停止時間ｔLは、再生方式に対応して磁化方向の検出に要する時間以上に設定すればよい。電流の大きさ|Ｉ|については、磁性細線５の断面積Ｓあたりの電流密度Ｊを大きくすると磁壁速度ｖが速くなるので、磁性細線５の幅と厚さ、および再生速度に基づいて設定し、磁壁移動方向と逆の一定の向きに電流を供給するため正または負のいずれかの直流とする。具体的には、電流密度Ｊ：１０5〜１０13Ａ／ｍ2、パルス幅ｔH：１ｐｓ〜１０μｓ、停止時間ｔL：１０ｐｓ〜１０μｓの範囲で調整することが好ましい。また、データ領域を１データ長Ｌb移動させるために、パルス幅ｔHの時間１回の電流供給に限らず、２回以上の所定回数の電流供給で、電流の停止を挟んで断続的に移動させてもよい。
【００６３】
以上のように、本発明に係る磁気記録媒体は、イオン注入により磁性細線に局所的に飽和磁化の低い低Ｍs領域を形成することにより、当該領域に到達したデータ領域を一時的に伸長してデータの再生可能な大きさにすることができる。したがって、低Ｍs領域外においては、データ領域を、再生可能な長さよりも圧縮して、例えば磁気特性等による限界まで圧縮して磁性細線に格納することが可能となり、磁気ディスク（磁気記録媒体）を大容量化することができる。
【００６４】
磁気記録媒体にデータを記録する場合も、再生と同様に磁性細線にパルス電流を細線方向に供給することにより、当該磁性細線の細線方向に連続してデータを記録できる。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、磁性細線５の記録領域５ｗに初期データ「１」とは異なるデータ「０」を記録することにより、磁性細線５に磁壁ＤＷが生成する。したがって、記録した後、電流をパルス幅ｔHの時間供給することで、前記データ「０」を記録された領域を磁壁ＤＷと共に単位長さＬbの距離をシフト移動させ、同時に、新たに初期状態の領域を記録領域５ｗに到達させることができる。そして、データの記録においては、パルス電流における電流の停止時間ｔLは、記録方式に対応して、磁性細線５の所望の方向への磁化（磁化反転）に要する時間以上に設定すればよい。なお、ここでは記録領域５ｗは単位長さＬbよりも細線方向長さが長い。したがって、直前にデータを記録されたデータ領域（磁区）の一部が記録領域５ｗに残留するが、記録領域５ｗに次のデータを記録することで、前記データ領域の長さが単位長さＬbに短縮される。このように、記録領域５ｗの長さに関係なく、記録されるデータ領域はパルス電流のパルス幅ｔHに対応する単位長さＬbに格納される。また、データを記録する場合も、２回以上の所定回数の電流供給で、単位長さＬbを移動させてもよい。
【００６５】
次に、前記本発明に係る磁気記録媒体に記録されているデータを再生するための磁気再生装置および磁気再生方法の実施形態を説明する。
【００６６】
［磁気再生装置：光磁気方式］
本発明の一実施形態に係る磁気再生装置について、図２を参照して説明する。磁気再生装置１は、本発明に係る磁気ディスク（磁気記録媒体）５０（図１参照）を搭載し、この磁気ディスク５０に記録されたデータを光磁気方式で再生する装置である。磁気再生装置１は、さらに、磁気ディスク５０の表面（上面）の所定の領域に入射光を照射する光学系（照射手段）１０と、入射光が磁気ディスク５０で反射した出射光の偏光の向きを検出する検出部（光検出手段）２０と、磁気ディスク５０のトラック（磁性細線）５にパルス電流を供給する電流供給部（電流供給手段）３０と、これらを制御する制御部（選択手段、データ再生手段）４０と、を備える。
【００６７】
磁気再生装置１は、現行の光磁気方式による磁気ディスク（光磁気ディスク）の再生と同様に、磁気ディスク５０のトラック５に光を入射して、この光が磁気光学効果によりトラック５の磁化方向に対応して偏光の向きを回転させて（旋光して）反射して出射した光（出射光）について、偏光の向きを検出することでデータを再生する。したがって、光学系１０および検出部２０については、現行の光磁気方式の磁気再生装置に適用されているものと同様の構成とすることができる。ただし、磁気再生装置１は、現行の磁気再生装置と異なり、スピンドルモータのような磁気ディスクの回転駆動機構を要せず、その代わりに電流供給部３０を備える構成である。また、磁気再生装置１において、磁気ディスク５０は、現行のＤＶＤ（Digital Versatile Disc）再生装置のように交換可能としても、現行のＨＤＤ装置と同様に内蔵としてもよい。また、本実施形態においては、磁気ディスク５０の表面（上面）を光の入射／出射面とし、上方が光の入射／出射方向である。
【００６８】
光学系１０は、レーザー照射装置１１、ならびにこれに光学的に接続されてレーザー光を所定のスポット径に縮小または拡大する１枚以上のレンズ（図２においては２枚のレンズからなるレンズ群１２）、特定の向きの偏光を遮光する偏光子（図示省略）、そしてこの偏光子を透過した光をさらに透過するハーフミラー１３、磁気ディスク５０表面の所望の位置へ照射するためのミラー１４、および光の入射する領域（レーザースポット）を絞る対物レンズ１５で構成される。一方、検出部２０は、磁気ディスク５０で反射した出射光を撮像する撮像装置（図示省略）を備える。なお、磁気ディスク５０からの出射光は、ハーフミラー１３に反射して、入射光と異なる光路を進行して検出部２０に入射する。レーザー照射装置１１は、所定波長（例えば５００ｎｍ）のレーザー光を照射する装置である。ミラー１４および対物レンズ１５は、磁気ディスク５０の径方向に沿って移動可能で、レーザースポットを、再生しようとするデータを記録されているトラック５の再生領域５ｒ上に移動させる。再生領域５ｒは、当該トラック（磁性細線）５の磁化方向を検出するための予め指定された位置、すなわち搭載または内蔵した磁気ディスク５０において光を入射される既定の位置の領域である。磁気記録媒体（磁気ディスク）５０の実施形態において説明したように、再生領域５ｒは、低Ｍs領域５ｅに内包される位置に設定されている（図１、図６参照）。検出部２０の撮像装置としては、ＣＣＤカメラやフォトダイオード等の、光を検出可能で、１データの再生速度より速い時間分解能の光検出器であれば適用できる。
【００６９】
電流供給部３０は、磁気ディスク５０の各磁性細線（トラック）５の両端に設けられた電極６１，６２（図１参照）に接続して、パルス電流を磁性細線５へ細線方向に供給する。電流供給部３０は、例えば磁気ディスク５０のすべての磁性細線５の電極６１，６２のそれぞれに接続する端子と、端子毎のスイッチを備えて、パルス電流を供給する磁性細線５に限定して電気的に接続する構成とすることができる（図示省略）。このパルス電流により、磁性細線５中を、データ領域である磁区が磁壁と共に当該磁性細線５の長さ方向に沿って断続的に移動するので、磁性細線５において不動の再生領域５ｒには、データ領域が順番に進入しては退出する。したがって、磁気再生装置１は、磁気ディスク５０それ自体を回転駆動する機構を必要とせず、光学系１０についても、磁性細線（トラック）５毎に１箇所すなわち再生領域５ｒ上にレーザースポットを固定して照射できればよい。制御部４０は、磁気ディスク５０からデータを再生する磁性細線５を選択し、それに合わせて電流供給部３０にパルス電流を供給する磁性細線５を指示し、かつ光学系１０のミラー１４等を移動させる。さらに制御部４０は、電流供給部３０が供給するパルス電流の周期に合わせて検出部２０に出射光の偏光の向きを検出させて、この偏光の向きをデータとして再生する。
【００７０】
［磁気再生方法］
次に、本発明に係る磁気再生装置（図２参照）による磁気ディスクの再生方法を説明する。本実施形態においては、任意の１本のトラック（磁性細線）を再生するものとして説明する。本発明に係る磁気再生方法は、選択工程および再生工程を必要に応じて繰り返し、また光磁気方式にて磁性細線から出射した光の偏光の向きを検出してこの偏光の向きをデータとして再生する。
【００７１】
（選択工程）
選択工程では、制御部４０が、磁気ディスク５０のトラック（磁性細線）５，５，…から、後続の再生工程にて再生しようとするデータが格納されている１本のトラック５を選択する。選択するトラック５は、例えば１回目の選択工程であれば、磁気ディスク５０の最外周のトラック５を選択するように、また２回目以降であれば、直前の再生工程にて再生されたトラック５に隣り合う内周側の１本を選択するように設定されていてもよい。あるいは磁気再生装置１外部からの操作により、任意のトラック５を選択できるように設定されていてもよい。選択工程においてデータを再生しようとするトラック５が選択されると、制御部４０が光学系１０のミラー１４および対物レンズ１５を移動させてレーザースポットが当該トラック５の再生領域５ｒに照射されるようにする。さらに、制御部４０は、電流供給部３０を、このトラック５にパルス電流を供給するように当該トラック５の電極６１，６２に接続させ、再生工程に移行する。
【００７２】
（再生工程）
再生工程では、選択工程で選択された磁気ディスク５０のトラック（磁性細線）５に、電流供給部３０がパルス電流を細線方向に供給して、磁壁と共にデータ領域を断続的に移動させながら（電流供給処理）、このトラック５の再生領域５ｒ にレーザー光を１つの向きの偏光の光として照射する（照射処理）。そしてトラック５で反射した出射光の偏光の向きを検出部２０が検出し（光検出処理）、パルス電流における電流の停止時に検出した出射光の偏光の向きを、制御部４０が「０」または「１」のデータに変換して再生する（データ再生処理）。
【００７３】
（再生工程：電流供給処理）
電流供給部３０は、トラック５の電極６１，６２に接続されて、正または負のいずれかの直流の一定の電流およびパルス周期のパルス電流を当該トラック５に供給する。このパルス電流により、トラック５においてデータ領域が断続的にシフト移動する。パルス電流の仕様（パルス周期等）、ならびにデータ領域の移動およびデータ領域（磁区）の長さの伸縮については、前記磁気ディスク５０の磁性細線５における磁壁のシフト移動（図５参照）として説明した通りであるので、説明を省略する。図６（ａ）に示すように、シフト移動により、パルス電流における電流の停止時にトラック５の再生領域５ｒに到達したｍ番目のデータ領域は、前記した通り、低Ｍs領域５ｅ外における単位長さＬbよりもα倍に伸長する。
【００７４】
（再生工程：照射処理）
光学系１０において、レーザー照射装置１１から照射されたレーザー光は、レンズ群１２により所定のスポット径の平行光となり、図示しない偏光子を透過して、１つの偏光成分の光の入射光とする。さらに、この入射光は、ハーフミラー１３を透過して直進し、ミラー１４で反射して、対物レンズ１５にて集光されて、選択されたトラック（磁性細線）５の再生領域５ｒに向けて照射される。入射光は再生領域５ｒの大きさまで縮径されて当該磁性細線５の再生領域５ｒに入射し、反射して、再び対物レンズ１５を透過して出射して出射光となる。したがって、図６（ａ）に示すように、本実施形態において、再生領域５ｒは、対物レンズ１５で縮径可能なレーザー光（入射光）のスポット径以上の細線方向長さに設定する。
【００７５】
（再生工程：光検出処理）
出射光は、入射光と同じ光路を逆方向に進行してミラー１４で反射するが、ハーフミラー１３でも反射することで、検出部２０に入射する。この出射光は、磁性細線５に反射した際に、磁気光学カー効果により偏光の向きが回転（旋光）した光となる。さらに、磁性細線５の反射した（照射された）領域の磁化が上方向か下方向かによって回転が互いに反対の向きとなる。すなわち、出射光は、磁性細線５の再生領域５ｒにおける磁化方向により、偏光の向きが異なるものとなる。したがって、検出部２０により出射光の偏光の向きを検出することで、反射した時点の磁性細線５の再生領域５ｒに到達しているデータ領域（図６（ａ）ではｍ番目のデータ領域）が、下方向、上方向のいずれの磁化方向の磁区であるか、すなわち「０」、「１」のいずれのデータを記録されているかが判別できる。偏光の向きの検出方法としては、公知の光磁気方式による再生に適用される差動方式が挙げられる。また、出射光の光路上（例えばハーフミラー１３と検出部２０との間）に、光学系１０に備えたものとは別の偏光子を配置して（図示せず）、一方の向きに旋光した出射光のみがこの偏光子に遮光されて検出部２０に入射しないように構成してもよい。
【００７６】
（再生工程：データ再生処理）
検出部２０は、照射された出射光を、磁性細線５においてデータ領域が静止するタイミングで、すなわち電流供給部３０によるパルス電流における電流停止時に、光電変換にて撮像（検出）する。このとき、制御部４０が電流供給部３０および検出部２０を制御することで、検出部２０による撮像のタイミングを合わせる。制御部４０は、検出部２０が光を撮像した場合と撮像しなかった場合とで、再生データを「０」または「１」として認識して信号化し、得られた信号を磁気再生装置１外部に出力して、映像、音声等の情報として再生する。
【００７７】
以上のように、磁気再生装置１は、光を検出しながら、トラック（磁性細線）５中を、データ領域を移動させ、当該トラック５に格納されたすべてのデータを再生したら、パルス電流の供給を停止して再生工程を完了し、再び選択工程にて新たなトラック５を選択する。さらに磁気ディスク５０のすべてのトラック５のデータの再生を完了したら、磁気ディスク５０の再生を完了する。
【００７８】
本発明に係る磁気再生方法によれば、レーザー光のスポット径未満に圧縮して磁性細線にデータが格納された磁気記録媒体であっても、低飽和磁化領域に設けた再生領域に到達しているデータ領域が拡張されるので、現行の光磁気方式にて磁気記録媒体のデータを再生できる。
【００７９】
（磁気再生装置の変形例）
磁気再生装置１においては、磁気ディスク５０から１本のトラック５を選択してデータを再生しているが、磁気ディスク５０の隣り合う２本以上のトラック５の再生領域５ｒを内包する１つのレーザースポットを照射することで、これらのトラック５について、並行してデータを再生することができる。ここでは、変形例として、磁気ディスク５０から隣り合う４本のトラック５を選択してこれらのデータを同時に再生する磁気再生装置について、図７を参照して説明する。図７においては、入射光と出射光（反射光）のそれぞれの光路を識別し易くするためにレーザー光を傾斜させて入出射するように示し、またミラー等は省略する。この磁気再生装置は、図２に示す磁気再生装置１と同様に、光学系１０、検出部２０、電流供給部３０、および制御部４０を備える。また、磁気ディスク５０の構成は前記と同様である（図１参照）が、一連のデータがトラック５の４本ずつで並列して記録されている。本変形例では、光学系１０（図２参照）において、対物レンズ１５は用いず、レンズ群１２にてレーザー光を磁気ディスク５０に照射するスポット径の平行光とする。
【００８０】
本変形例の磁気再生方法は、制御部４０が選択工程にて隣り合う４本のトラック５を選択し、電流供給処理にて電流供給部３０がこれらのトラック５を同じタイミングでデータ領域を移動させながら、照射処理にて４本のトラック５の再生領域５ｒを内包する領域に光学系１０からレーザースポットを照射する。この照射された１条のレーザー光（平行光）の磁気ディスク５０での反射光（出射光）には、４本のトラック５のデータ領域のデータが含まれる。ただし、レーザースポットは円形であるので、出射光には各トラック５における再生領域５ｒの前後のデータ領域のデータも含まれる。そのため、検出部２０にて磁気ディスク５０からの出射光が入射した領域で区分けする等して再生領域５ｒからの出射光を検出し（図７中の検出領域）、制御部４０がトラック５毎に信号化する。このような方法によれば、隣り合う２本以上のトラック５に１条のレーザー光を照射すればよいので、磁気再生装置は１つの光学系１０を備えればよい。
【００８１】
また、電流供給部３０を、選択したそれぞれのトラック５に独立したパルス電流を供給可能な構成とすれば、本実施形態に係る磁気ディスク５０は、異なる２以上のトラック５について、それぞれのデータ領域の移動距離や移動速度を個別に制御されるので、並行して再生するトラック５同士でデータ長にズレがあっても同じタイミングで再生可能となる。このように２以上のトラック５を並行して再生すれば、同時に多数台の磁気再生装置を稼動することなく、さらなる高密度データの再生が可能となる。
【００８２】
［磁気再生装置：磁気方式］
本発明の別の実施形態に係る磁気再生装置について説明する。光磁気方式の前記磁気再生装置１（図２参照）と同一の要素については同じ符号を付し、説明を省略する。磁気再生装置（図示省略）は、磁気ディスク（磁気記録媒体）５０を搭載し、そのトラック（磁性細線）５の再生領域５ｒにおける磁化方向を検出する検出部（磁気検出手段）２０Ａ（図６（ｂ）参照）と、磁気ディスク５０のトラック５にパルス電流を供給する電流供給部（電流供給手段）３０と、これらを制御する制御部（選択手段、データ再生手段）４０と、を備える。
【００８３】
磁気再生装置は、現行の磁気ディスクの再生と同様に、ＧＭＲ素子やＴＭＲ素子のような磁気抵抗効果素子からなる磁気ヘッド２１を備える検出部２０Ａにより、磁気ディスク５０のトラック５の磁気ヘッド２１が対向する領域における磁化方向を検出する。検出部２０Ａは、図６（ｂ）に示すように、磁気ヘッド２１の一対の電極（図示省略）に接続して磁気ヘッド２１に電流を供給する電源、および電流計をさらに備える。磁気ヘッド２１は、磁気ディスク５０のすべてのトラック５の各１箇所すなわち再生領域５ｒに対向できるように、アーム（図示省略）で支持されて移動可能に備えられる。再生領域５ｒのトラック５における位置は、磁気再生装置１による光磁気方式の再生において説明した通りである。したがって、磁気再生装置は、図２に示す磁気ディスク５０のように、その平面視形状の円の半径上に再生領域５ｒが配置されている場合、この半径に沿った直線方向に磁気ヘッド２１を移動可能であればよい。このように、磁気再生装置は、磁気ディスクの回転駆動機構を備えない代わりに電流供給部３０を備えること以外は、現行の磁気方式の磁気再生装置と同様の構成である。磁気ヘッド２１と共に磁極からなる記録用磁気ヘッド２２（図３（ａ）参照）のような書込手段をさらに備えて、データの記録を行うこともできる磁気記録再生装置としてもよい。
【００８４】
［磁気再生方法］
本発明に係る磁気再生装置による磁気ディスクの再生方法を説明する。本実施形態においては、光磁気方式の磁気再生装置による磁気ディスクの再生方法と同様に選択工程および再生工程を必要に応じて繰り返し、磁気方式にて磁性細線の磁化方向を検出する。
【００８５】
（選択工程）
選択工程では、制御部４０が、磁気ディスク５０のトラック（磁性細線）５，５，…から１本のトラック５を選択する。本実施形態では、トラック５が選択されると、制御部４０がアームを駆動して、このトラック５の再生領域５ｒに対向する位置に検出部２０Ａの磁気ヘッド２１を移動させる。そして、制御部４０は、電流供給部３０を、このトラック５にパルス電流を供給するように当該トラック５の電極６１，６２に接続させ、再生工程に移行する。
【００８６】
（再生工程）
再生工程では、選択工程で選択された磁気ディスク５０のトラック（磁性細線）５に、電流供給部３０がパルス電流を細線方向に供給して、磁壁と共にデータ領域を断続的に移動させながら（電流供給処理）、検出部２０Ａがこのトラック５の再生領域５ｒにおける磁化方向を検出し（磁気検出処理）、パルス電流における電流の停止時に検出した磁化方向を、制御部４０が「０」または「１」のデータに変換して再生する（データ再生処理）。したがって、光磁気方式による磁気再生方法と同様に電流供給処理を行い、一方、照射処理は行わず、また光検出処理に代えて磁気検出処理を行う。電流供給処理は、前記した通りであるので、説明を省略する。以下、磁気検出処理およびデータ再生処理について説明する。
【００８７】
（再生工程：磁気検出処理）
現行の磁気ディスクと同様に、図６（ｂ）に示すように、検出部２０Ａの磁気ヘッド２１として例えばＧＭＲ素子が、対向する再生領域５ｒにおける磁性細線５のデータ領域（磁区）からの漏れ磁界によりその磁化自由層が磁化されることで、このＧＭＲ素子の抵抗が変化する。検出部２０Ａに備えられた電流計にて電流値を測定して、例えば予め設定された閾値に基づき漏れ磁界の向きを判定して再生領域５ｒにおける磁性細線５の磁化方向を検出する。したがって、再生領域５ｒは、磁気ヘッド２１（ＧＭＲ素子）で検出可能な漏れ磁界が得られる細線方向長さに設定する。本発明に係る磁気ディスク５０は、そのデータの再生において、現行の磁気ディスクと異なり高速回転しないため、磁気ヘッド２１が磁気ディスク５０から浮き上がることがなく、表面に接触した状態であるので、より微小な漏れ磁界を検出可能である。
【００８８】
（再生工程：データ再生処理）
光磁気方式による磁気再生方法におけるデータ再生処理と同様に、制御部４０は、パルス電流における電流の停止時に、検出した磁化方向から再生データを「０」または「１」として認識し、信号化する。
【００８９】
このように、磁気方式による再生においても、光磁気方式と同様に、トラック（磁性細線）５中を、データ領域を移動させながら、所定の領域として再生領域５ｒから磁化方向の検出を行う。そして、トラック５に格納されたすべてのデータを再生したら、パルス電流の供給を停止して再生工程を完了し、再び選択工程にて新たなトラック５を選択する。
【００９０】
本発明に係る磁気再生方法によれば、磁気ヘッドとする磁気抵抗効果素子で検出可能な漏れ磁界が得られる大きさの磁区より小さく圧縮して磁性細線にデータが格納された磁気記録媒体であっても、低飽和磁化領域に設けた再生領域に到達しているデータ領域が拡張されるので、ＧＭＲ素子等の磁気抵抗効果素子のさらなる微細化によらずに磁気方式にて磁気記録媒体のデータを再生できる。
【００９１】
（磁気再生装置の変形例）
本実施形態においては、磁気ディスク５０から１本のトラック５を選択してデータを再生しているが、磁気方式の磁気再生装置についても、例えば異なる２本のトラック５，５の再生領域５ｒに対向させることができる２つの磁気ヘッド（磁気抵抗効果素子）２１，２１を備えて、それぞれの磁気ヘッド２１の電流値を並行して測定できる構成の検出部２０Ａとすれば、２本のトラック５，５を並行して再生できる（図示省略）。
【００９２】
以上のように、本発明に係る磁気記録媒体の再生においては、この磁気記録媒体の磁性細線に形成した低飽和磁化領域を、磁化の方向を検出するための領域に指定することで、磁区として記録されたデータが前記領域において細線方向に伸長するので、再生方式によらず、圧縮されて格納されたデータを再生可能な大きさに拡張して的確に再生することができる。
【００９３】
以上、本発明の磁気記録媒体、ならびにその磁気再生装置および磁気再生方法を実施するための実施形態について述べてきたが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００９４】
１ 磁気再生装置
１０ 光学系（照射手段）
２０ 検出部（光検出手段）
２０Ａ 検出部（磁気検出手段）
３０ 電流供給部（電流供給手段）
４０ 制御部（選択手段、データ再生手段）
５０ 磁気ディスク（磁気記録媒体）
５ 磁性細線（トラック）
５ｅ 低Ｍs領域（低飽和磁化領域）
５ｒ 再生領域
５ｗ 記録領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に磁性体を細線状に形成してなる１以上の磁性細線を備えて、前記磁性細線に２値のデータを異なる２方向の磁化のいずれかとして当該磁性細線の細線方向に連続して記録され、前記磁性細線の両端に一対の電極を接続してパルス電流を細線方向に供給されることにより、当該磁性細線において、前記２値の一方のデータを記録されて形成した磁区と前記２値の他方のデータを記録されて形成した磁区との間に生成している磁壁が細線方向に断続的に移動する磁気記録媒体であって、
前記磁性細線は、前記磁化の方向を検出するための領域として、細線方向に区切られた領域に低飽和磁化領域を備え、
前記磁性細線は、前記低飽和磁化領域を、当該低飽和磁化領域にイオンを注入されたことにより飽和磁化を相対的に低くして予め形成され、
前記磁区は、前記低飽和磁化領域に到達しているときに限定して、その細線方向長さが伸長することを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
前記基板が円盤形状であり、前記磁性細線が平面視において、円環の一部を欠いた形状で前記基板上にその外形と同心円状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
前記磁性細線が磁気光学材料からなる請求項１または請求項２に記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の磁気記録媒体に記録されている２値のデータを再生する磁気再生装置であって、
前記磁気記録媒体から１以上の磁性細線を選択する選択手段と、
前記選択手段が選択した磁性細線に、当該磁性細線の両端に接続して、当該磁性細線に生成している磁壁を断続的に移動させるパルス電流をその細線方向に供給する電流供給手段と、
前記選択手段が選択した磁性細線の前記低飽和磁化領域における磁化方向を検出する磁気検出手段と、
前記電流供給手段が供給するパルス電流に同期して、前記パルス電流における電流停止時に前記磁気検出手段が検出した磁化方向を、データとして再生するデータ再生手段と、を備えることを特徴とする磁気再生装置。
【請求項５】
請求項３に記載の磁気記録媒体に記録されている２値のデータを再生する磁気再生装置であって、
前記磁気記録媒体から１以上の磁性細線を選択する選択手段と、
前記選択手段が選択した磁性細線に、当該磁性細線の両端に接続して、当該磁性細線に生成している磁壁を断続的に移動させるパルス電流をその細線方向に供給する電流供給手段と、
前記選択手段が選択した磁性細線の前記低飽和磁化領域に光を入射させる照射手段と、
前記照射手段から入射して前記磁性細線から出射した光の偏光の向きを検出する光検出手段と、
前記電流供給手段が供給するパルス電流に同期して、前記パルス電流における電流停止時に前記光検出手段が検出した光の偏光の向きを、データとして再生するデータ再生手段と、を備えることを特徴とする磁気再生装置。
【請求項６】
請求項１または請求項２に記載の磁気記録媒体に記録されている２値のデータを再生する磁気再生方法であって、
前記磁気記録媒体から１以上の磁性細線を選択する選択工程と、
前記磁気記録媒体の前記選択した磁性細線に記録されているデータを再生する再生工程と、を行い、
前記再生工程は、前記磁性細線に、当該磁性細線に生成している磁壁を断続的に移動させるパルス電流を、その細線方向に供給する電流供給処理と、
前記磁性細線の前記低飽和磁化領域における磁化方向を検出する磁気検出処理と、
前記電流供給処理にて供給されるパルス電流に同期して、前記パルス電流における電流停止時に前記磁気検出処理にて検出した磁化方向を、データとして再生するデータ再生処理と、を行うことを特徴とする磁気再生方法。
【請求項７】
請求項３に記載の磁気記録媒体に記録されている２値のデータを再生する磁気再生方法であって、
前記磁気記録媒体から１以上の磁性細線を選択する選択工程と、
前記磁気記録媒体の前記選択した磁性細線に記録されているデータを再生する再生工程と、を行い、
前記再生工程は、前記磁性細線に、当該磁性細線に生成している磁壁を断続的に移動させるパルス電流を、その細線方向に供給する電流供給処理と、
前記磁性細線の前記低飽和磁化領域に光を入射させる照射処理と、
前記照射処理にて入射して前記磁性細線から出射した光の偏光の向きを検出する光検出処理と、
前記電流供給処理にて供給されるパルス電流に同期して、前記パルス電流における電流停止時に前記光検出処理にて検出した光の偏光の向きをデータとして再生するデータ再生処理と、を行うことを特徴とする磁気再生方法。
【請求項１】
基板上に磁性体を細線状に形成してなる１以上の磁性細線を備えて、前記磁性細線に２値のデータを異なる２方向の磁化のいずれかとして当該磁性細線の細線方向に連続して記録され、前記磁性細線の両端に一対の電極を接続してパルス電流を細線方向に供給されることにより、当該磁性細線において、前記２値の一方のデータを記録されて形成した磁区と前記２値の他方のデータを記録されて形成した磁区との間に生成している磁壁が細線方向に断続的に移動する磁気記録媒体であって、
前記磁性細線は、前記磁化の方向を検出するための領域として、細線方向に区切られた領域に低飽和磁化領域を備え、
前記磁性細線は、前記低飽和磁化領域を、当該低飽和磁化領域にイオンを注入されたことにより飽和磁化を相対的に低くして予め形成され、
前記磁区は、前記低飽和磁化領域に到達しているときに限定して、その細線方向長さが伸長することを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
前記基板が円盤形状であり、前記磁性細線が平面視において、円環の一部を欠いた形状で前記基板上にその外形と同心円状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
前記磁性細線が磁気光学材料からなる請求項１または請求項２に記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の磁気記録媒体に記録されている２値のデータを再生する磁気再生装置であって、
前記磁気記録媒体から１以上の磁性細線を選択する選択手段と、
前記選択手段が選択した磁性細線に、当該磁性細線の両端に接続して、当該磁性細線に生成している磁壁を断続的に移動させるパルス電流をその細線方向に供給する電流供給手段と、
前記選択手段が選択した磁性細線の前記低飽和磁化領域における磁化方向を検出する磁気検出手段と、
前記電流供給手段が供給するパルス電流に同期して、前記パルス電流における電流停止時に前記磁気検出手段が検出した磁化方向を、データとして再生するデータ再生手段と、を備えることを特徴とする磁気再生装置。
【請求項５】
請求項３に記載の磁気記録媒体に記録されている２値のデータを再生する磁気再生装置であって、
前記磁気記録媒体から１以上の磁性細線を選択する選択手段と、
前記選択手段が選択した磁性細線に、当該磁性細線の両端に接続して、当該磁性細線に生成している磁壁を断続的に移動させるパルス電流をその細線方向に供給する電流供給手段と、
前記選択手段が選択した磁性細線の前記低飽和磁化領域に光を入射させる照射手段と、
前記照射手段から入射して前記磁性細線から出射した光の偏光の向きを検出する光検出手段と、
前記電流供給手段が供給するパルス電流に同期して、前記パルス電流における電流停止時に前記光検出手段が検出した光の偏光の向きを、データとして再生するデータ再生手段と、を備えることを特徴とする磁気再生装置。
【請求項６】
請求項１または請求項２に記載の磁気記録媒体に記録されている２値のデータを再生する磁気再生方法であって、
前記磁気記録媒体から１以上の磁性細線を選択する選択工程と、
前記磁気記録媒体の前記選択した磁性細線に記録されているデータを再生する再生工程と、を行い、
前記再生工程は、前記磁性細線に、当該磁性細線に生成している磁壁を断続的に移動させるパルス電流を、その細線方向に供給する電流供給処理と、
前記磁性細線の前記低飽和磁化領域における磁化方向を検出する磁気検出処理と、
前記電流供給処理にて供給されるパルス電流に同期して、前記パルス電流における電流停止時に前記磁気検出処理にて検出した磁化方向を、データとして再生するデータ再生処理と、を行うことを特徴とする磁気再生方法。
【請求項７】
請求項３に記載の磁気記録媒体に記録されている２値のデータを再生する磁気再生方法であって、
前記磁気記録媒体から１以上の磁性細線を選択する選択工程と、
前記磁気記録媒体の前記選択した磁性細線に記録されているデータを再生する再生工程と、を行い、
前記再生工程は、前記磁性細線に、当該磁性細線に生成している磁壁を断続的に移動させるパルス電流を、その細線方向に供給する電流供給処理と、
前記磁性細線の前記低飽和磁化領域に光を入射させる照射処理と、
前記照射処理にて入射して前記磁性細線から出射した光の偏光の向きを検出する光検出処理と、
前記電流供給処理にて供給されるパルス電流に同期して、前記パルス電流における電流停止時に前記光検出処理にて検出した光の偏光の向きをデータとして再生するデータ再生処理と、を行うことを特徴とする磁気再生方法。
【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２０１２−５３９５７（Ｐ２０１２−５３９５７Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９６５７０（Ｐ２０１０−１９６５７０）
【出願日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]