電磁界発生素子、記録ヘッドおよび記録装置
【課題】スリットのサイズに制約を受けることなく製造することが可能な構造を有しつつ、高い保磁力を有する磁性材料に磁気情報を書き込むことが可能な電磁界発生素子を実現する。
【解決手段】電磁界発生素子１０は、光１７が照射される面と平行な方向に、スリット１３のスリット開放部１３１とスリット端部１３２とが対向する方向がスリット１３の第１の方向となるスリット１３が形成されている導体１１を備え、導体１１に電流が流れると磁界を発生させ、スリット１３に光１７が入射すると近接場１８を発生させる電磁界発生素子１０であって、導体１１の光１７が照射される面の少なくとも一部に設けられる第１の軟磁性体１２１と、導体１１において、スリット１３が形成されていない面の少なくとも一部に設けられる第２の軟磁性体１２２とをさらに備えている
【解決手段】電磁界発生素子１０は、光１７が照射される面と平行な方向に、スリット１３のスリット開放部１３１とスリット端部１３２とが対向する方向がスリット１３の第１の方向となるスリット１３が形成されている導体１１を備え、導体１１に電流が流れると磁界を発生させ、スリット１３に光１７が入射すると近接場１８を発生させる電磁界発生素子１０であって、導体１１の光１７が照射される面の少なくとも一部に設けられる第１の軟磁性体１２１と、導体１１において、スリット１３が形成されていない面の少なくとも一部に設けられる第２の軟磁性体１２２とをさらに備えている
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電磁界発生素子、電磁界発生素子を備えた記録ヘッドおよび記録ヘッドを用いた情報記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、光記録媒体、磁気記録媒体およびこれらの媒体の記録再生装置においては、記録容量の大容量化を目指して様々な研究開発が進められている。その中でも、光アシスト磁気記録方式は、次世代の高密度な磁気記録方式として注目を浴びている。
【０００３】
光アシスト磁気記録方式は、高い保磁力を有する磁性体を磁気記録媒体として用い、記録密度の向上を図る技術である。記録密度を高めるためには、磁気記録媒体上に形成する記録ビットのサイズを小さくする必要がある。しかしながら、記録ビットのサイズの微細化に伴い、書き込まれた磁気情報が消失する、という問題が生じる。上記の問題は、磁性体の超常磁性に起因する問題である。記録ビットを小さくすればするほど、記録ビットは不安定になり、磁気秩序を保つことが困難な状態になる。その結果、記録された磁気情報は、わずかなノイズによって消失する。近年の高密度な磁気記録媒体においては、記録ビットの微細化が進められた結果、室温の熱エネルギーによる熱揺らぎでさえ、磁気記録の消失の原因となるほどである。
【０００４】
上記問題は、磁気記録媒体として高い保磁力を有する磁性材料を用いることによって解決することができる。高保磁力の磁性材料は、記録ビットを微細化しても磁気秩序を失いにくいという特色を有している。その一方で、高保磁力の磁性材料に磁気情報を書き込むためには、その保磁力を上回る磁界を発生可能な書き込み素子が必要となる。すなわち、通常の磁気ヘッドでは磁気情報の書き込みができない、という新たな問題が生じる。
【０００５】
そこで、光アシスト磁気記録方式では、磁気記録媒体に光を集光して照射することによって、局所的に磁気記録媒体を加熱し温度を上昇させる。磁性体の保磁力は、温度の上昇に伴い減少するので、加熱された部分の保磁力は局所的に減少し、磁気情報を記録することが可能となる。また近年では、さらなる高密度記録を行うために、局所的に加熱するための手段として近接場を利用する方式も提案されている。
【０００６】
加熱手段として近接場を利用する磁気ヘッドの一例として、磁界を発生させる導体部分にスリットを形成し、上記スリット内に軟磁性体を設けた磁気ヘッドが特許文献１に開示されている。上記スリット部分に光を入射することによって近接場を発生し、磁気記録媒体に近接場が照射される。また、スリット内に軟磁性体を設けることによって、近接場が作用する位置に強い磁界を発生する。
【０００７】
また、導体に狭窄部が形成されており、狭窄部に光が入射することによって近接場が発生し、狭窄部に電流を流すことによって磁界を発生する電磁界発生素子が、例えば特許文献２に開示されている。特許文献２では、上記電磁界発生素子の導体と、導体が堆積された基板との間に、軟磁性体を配置している。上記軟磁性体が、導体より発生した磁束を軟磁性体内に収束することによって強い磁界を発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２０５７８９（２００９年９月１０日公開）
【特許文献２】特開２００６−１２０２９４（２００６年５月１１日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の技術ではスリット内に軟磁性体を配置する必要があるため、スリット幅を狭くする場合に製造が困難になる。一方、より高い保磁力を有した磁性体を磁気記録媒体に利用する場合に、特許文献２の技術を用いて発生する磁界の強度は、磁気情報の書き込みに十分ではない。
【００１０】
本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、スリットのサイズに制約を受けることなく製造することが可能な構造を有しつつ、高い保磁力を有する磁性材料に磁気情報を書き込むことが可能な電磁界発生素子、当該電磁界発生素子を備えた記録ヘッド、および当該記録ヘッドを備えた記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明に係る電磁界発生素子は、
光が照射される面と平行な方向に、スリット開放部とスリット端部とが対向する方向が第１の方向となるスリットが形成されている導体を備え、当該導体に電流が流れると磁界を発生させ、当該スリットに当該光が入射すると近接場を発生させる電磁界発生素子であって、
上記導体の上記光が照射される面の少なくとも一部に設けられる第１の軟磁性体と、
上記導体において、上記スリットが形成されていない面の少なくとも一部に設けられる第２の軟磁性体とを備えていることを特徴としている。
【００１２】
上記の構成によれば、電磁界発生素子は、光が照射される面と平行な方向にスリットが形成されている導体を備えている。電磁界発生素子では、導体に電流が流れると磁界を発生させ、スリットに当該光が入射すると近接場を発生させる。スリットの内部には特別な構造を有していないため、スリットのサイズに制約を受けることなく電磁界発生素子を製造することが可能である。その上で、電磁界発生素子が第１の軟磁性体に加えて第２の軟磁性体を備えていることによって、より多くの磁束を収束する。同時に、第１の軟磁性体および第２の軟磁性体は、高い比透磁率を有する。このことによって、上記スリットの内部および近傍に形成される磁界の強度は高められ、高い保磁力を有する磁性材料に対して磁気情報を書き込むことが可能となる。
【００１３】
本発明に係る電磁界発生素子では、さらに、上記スリットの第１の方向に対して垂直でありかつ上記光が照射される面と平行な方向における上記スリットの上記光が照射される範囲における最大幅が、上記光の波長より短いことが好ましい。
【００１４】
上記の構成によって、導体におけるスリットが形成された面に対して、スリット部分を含むように光が照射されると、近接場のみを発生させると共に、発生した近接場を回折限界を超えた狭い領域に局在化することができる。また、スリットに照射された光はがスリットをそのまま透過することを防ぐことができるので、照射された光が近接場のバックグラウンドとなることを防ぐことができる。
【００１５】
本発明に係る電磁界発生素子では、さらに、第１の軟磁性体と第２の軟磁性体とが直接接していることが好ましい。
【００１６】
上記の構成によって、上記第２の軟磁性体の内部を通る磁束の全てが、上記第１の軟磁性体の内部を通る。すなわち、磁束の収束効果を高めることができ、上記スリットの内部および近傍に形成される磁界の強度をより高められる。
【００１７】
本発明に係る電磁界発生素子では、さらに、上記導体における上記スリットの形成されていない面のすべての面に、上記第２の軟磁性体が設けられていることが好ましい。
【００１８】
上記の構成によって、導体の周辺に発生する磁束のより多くを上記第２の軟磁性体に収束できる。したがって、電磁界発生素子はより強い磁界を発生させることができる。
【００１９】
本発明に係る電磁界発生素子では、さらに、上記導体における上記スリットの形成されていない面のうち、上記スリットの第１の方向と平行な面にのみ、上記第２の軟磁性体が設けられていてもよい。
【００２０】
上記の構成によって、上記導体における上記スリットの形成されていない面のうち、上記スリットの第１の方向と垂直な面には上記第２の軟磁性体が設けられない。すなわち、上記スリットの内部および近傍に形成される磁界において、上記スリットの第１の方向と平行な磁界成分は大きくならない。したがって、上記スリットの内部および近傍に形成される磁界は、上記光が照射される面に対して垂直な成分をより多く含むようになる。
【００２１】
本発明に係る電磁界発生素子では、さらに、上記第２の軟磁性体が、上記光の波長に対して透光性を有しなくてもよい。
【００２２】
上記の構成によって、第２の軟磁性体が照射する光を遮断し、近接場のバックグラウンドとなることを防ぐ。このことにより、電磁界発生素子を設計する際の自由度が上がる。また、第２の軟磁性体が光を遮断することによって、導体の幅を狭めることができる。導体の幅を狭めることによって、第２の軟磁性体をスリットにより近い位置に形成できるため、スリットの内部および近傍により強い磁界を発生することができる。さらに、導体の幅を狭めることによって、電磁界発生素子を作成するために必要な導体の量を削減できるため、製造コストも低減される。
【００２３】
本発明に係る電磁界発生素子では、さらに、照射される上記光は直線偏光であり、上記直線偏光の電界ベクトルは、上記スリットの第１の方向に対して平行な方向であってもよい。
【００２４】
上記の構成によって、スリットを形成する表面のうち、スリットの第１の方向に対して垂直な面にのみ選択的に表面プラズモンを励起することができる。したがって、スリットの形状を制御することによって、近接場の発生領域を制御することが可能となる。
【００２５】
本発明に係る電磁界発生素子では、さらに、上記第１の軟磁性体が、上記光の波長に対して透光性を有さなくてもよい。
【００２６】
上記の構成とすることによって、第１の軟磁性体に用いる材料の選択の幅が広がる。また、第１の軟磁性体が光を遮断することによって、光がスリット以外の経路を通って近接場のバックグラウンドとなることを防ぐ。
【００２７】
本発明に係る電磁界発生素子では、さらに、上記光の照射面のうち上記スリットの近傍を除く部分に、上記第１の軟磁性体が形成されていてもよい。
【００２８】
上記の構成によって、スリットを構成する面のすべてが導体によって構成されることになる。したがって、スリット内部を伝播する表面プラズモンの強度の減衰を抑制することが出来る。したがって、照射した光を効率良く近接場に変換することが出来る。言い換えると、第１の軟磁性体が近接場の強度に与える影響を低減できる。
【００２９】
本発明に係る電磁界発生素子では、さらに、上記光の照射面において、上記第１の軟磁性体と上記スリットとの距離は、上記第１の軟磁性体における表面プラズモンの侵入長以上であってもよい。
【００３０】
上記の構成とすることにより、スリット内部を伝搬する表面プラズモンに対して、第１の軟磁性体が影響を与えない。したがって、照射した光を効率良く近接場に変換することができる。
【００３１】
本発明に係る電磁界発生素子では、さらに、上記光が照射される面の上記スリットを除いた全面に、上記第１の軟磁性体が設けられていてもよい。
【００３２】
上記の構成において、第１の軟磁性体はスリットにより分断されているため、上記第１の軟磁性体内部の磁束を効果的にスリット内部に導入させることがでる。したがって、より強い磁界を発生させることができる。
【００３３】
本発明に係る電磁界発生素子では、さらに、上記第１の軟磁性体が、上記光の波長に対して透光性を有してもよい。
【００３４】
上記の構成によって、第１の軟磁性体に光が照射された際に、光の強度の減衰を抑制することができる。したがって、導体とスリットとの界面で発生する表面プラズモンの強度に対する、第１の軟磁性体の影響を小さくできる。このことは、近接場の強度に対する第１の軟磁性体の影響を小さくできることを意味する。別の言い方をすると、近接場の強度への影響を考慮せず、第１の軟磁性体を設けることができる。これにより、導体における光が照射される面の全面に第１の軟磁性体を形成できるため、磁束の収束効果をより強めることができる。
【００３５】
本発明に係る電磁界発生素子では、さらに、上記スリットが上記スリットの第１の方向と光の照射される方向との両方に平行な対称面に対して対称な形状を有しており、上記対称面に対して、上記導体、上記第１の軟磁性体および上記第２の軟磁性体が対称な構造を有していることが好ましい。
【００３６】
上記の構成によって、電磁界発生素子が発生する磁界が、上記面に対して対称に形成される。よって、上記スリットの内部および近傍において、上記光が照射される面に対して垂直な磁界成分を大きくすることができる。
【００３７】
本発明に係る電磁界発生素子では、さらに、上記導体と上記第１の軟磁性体および第２の軟磁性体とが直接接していることが好ましい。
【００３８】
導体に電流を流すことによって生じる磁束は、導体表面において最も多い。上記の構成によって、より多くの磁束を軟磁性体に収束することが可能となる。その結果、上記スリットの内部および近傍に形成される磁界の強度は高められる。
【００３９】
本発明に係る電磁界発生素子では、さらに、上記第１の軟磁性体および上記第２の軟磁性体が、絶縁性を有した軟磁性体であってもよい。
【００４０】
上記の構成によって、導体から第１の軟磁性体および第２の軟磁性体に電流が流れることを防ぐことが出来る。このことによって、導体に流れる電流密度が低下することを防げるので、電磁界発生素子が発生する磁界の強度を高めることができる。
【００４１】
本発明に係る電磁界発生素子では、さらに、光を照射するための光源として半導体レーザ素子を備え、上記半導体レーザ素子が一体形成されていてもよい。
【００４２】
上記の構成にすることによって、光源からの光をスリットに導入するための光学系が不要となる。したがって、電磁界発生素子の小型化を可能とする。また、光学系が存在しないことにより、光の照射位置にずれが生じることが少ないため経時変化を抑制できる。
【００４３】
本発明に係る記録ヘッドは、本発明の一様態に係る電磁界発生素子と、スライダと、光源とを備えることを特徴としている。
【００４４】
上記の構成によって、電磁界発生素子で発生する強い磁界と近接場とを利用するため、高い保磁力からなる情報記録媒体に対して、磁気情報を記録することができる。
【００４５】
本発明に係る記録ヘッドは、再生素子をさらに備え、電磁界発生素子が備える第１の軟磁性体および第２の軟磁性体の少なくともいずれかが再生素子と隣接していることが好ましい。
【００４６】
上記の構成によって、電磁界発生素子を構成する軟磁性体が、再生素子の磁気シールド層として機能する。したがって、電磁界発生素子を構成する軟磁性体とは別個の磁気シールド層を再生素子に設ける必要がない。よって、記録ヘッドを小型化することができる。また、再生素子に別個の磁気シールド層を形成する必要がないため、製造コストを低減できる。
【００４７】
本発明に係る記録装置は、本発明の一様態に係る記録ヘッドを備えていることを特徴とする。
【００４８】
上記の構成によって、光アシスト磁気記録方式による磁気記録装置を実現できる。記録ヘッドが備える電磁界発生素子が、近接場と強い磁界とを発生するため、情報記録媒体を構成する材料として高い保磁力を有する磁性材料を用いることが出来る。したがって、記録ビットの磁気秩序が不安定になりにくく、熱揺らぎなどのノイズに対しても強い磁気記録装置を実現できる。
【発明の効果】
【００４９】
本発明は、スリットのサイズに制約を受けることなく製造することが可能な構造を有しつつ、高い保磁力を有する磁性材料に磁気情報を書き込むことが可能な電磁界発生素子を実現することができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態に係る電磁界発生素子の概略を示した図である。（ａ）は、電磁界発生素子の斜視図である。（ｂ）は電磁界発生素子を、磁界および近接場を作用させる対象物の方向から見た場合の概略図である。（ｃ）は、（ｂ）の１Ａ−１Ａ線における断面を矢印方向に見た場合の概略図である。（ｄ）は、（ｂ）の１Ｂ−１Ｂ線における断面を矢印方向かに見た場合の概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電磁界発生素子について、図１（ｂ）に示す１Ａ−１Ａ線における断面を矢印方向に見た場合の概略図である。
【図３】電磁界シミュレーションによって得られた、電磁界発生素子が発生する磁界分布を示す図である。（ａ）は、本発明の一実施形態に係る電磁界発生素子の構成に基づくシミュレーション結果を示す。（ｂ）は、参考形態に係る電磁界発生素子の構成に基づくシミュレーション結果を示す。
【図４】本発明の一実施形態に係る電磁界発生素子について得られた電磁界シミュレーションの計算結果を示す図である。磁界強度と第２の軟磁性体の幅との相関関係を示している。
【図５】本発明の一実施形態に係る電磁界発生素子について、磁界および近接場を作用させる対象物の方向から見た場合の概略図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る電磁界発生素子の作成過程を示す概略図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る電磁界発生素子を備えた記録ヘッドの概略図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る電磁界発生素子および記録ヘッドを備えた記録装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
〔実施形態１〕
本発明の電磁界発生素子に関する実施の一形態について、図１〜図４に基づいて説明すれば以下のとおりである。
（電磁界発生素子１０の構成）
本発明の一実施形態に係る電磁界発生素子１０の概略図を、図１に示す。図１（ａ）は、電磁界発生素子１０の斜視図である。図１（ｂ）は、電磁界発生素子１０を、磁界１５および近接場１８を作用させる対象物の方向から見た場合の概略図である。
【００５２】
図１（ａ）および（ｂ）に示すように、電磁界発生素子１０は、導体１１および軟磁性体１２を備える。また、近接場１８を発生させるために光１７を電磁界発生素子１０に照射する。以下において、光１７を照射する面を照射面と呼ぶ。電磁界発生素子１０が備える導体１１には、光１７の照射面と平行な方向にスリット１３が形成されている。ここで、スリット１３のスリット開放部１３１とスリット端部１３２とが対向する方向がスリット１３の第１の方向となるように、スリット１３は形成されている。なお、図１（ｂ）に示す１Ｂ−１Ｂ線は、スリット１３の第１の方向に対して平行な線である。導体１１および軟磁性体１２を備える電磁界発生素子１０の構造は、この１Ｂ−１Ｂ線に対して対称となっていることが好ましい。この理由については後述する。
【００５３】
次に、説明を明確にするために、座標軸を次のように定義する。光１７の照射面をｘｙ平面と定義し、ｘｙ平面に対して直交する方向をｚ軸と定義する。また、ｘｙ平面において、スリット１３の第１の方向をｙ軸と定義し、ｙ軸およびｚ軸に対して垂直な方向をｘ軸と定義する。
【００５４】
スリット１３は、ｚ軸方向には導体１１を貫通している。よって、ｚ軸方向をスリット１３の貫通方向と呼ぶ。一方、ｙ軸方向には、軟磁性体１２および導体１１を残す位置に設けられている（図１（ｂ）参照）。したがって、導体１１に電流１４を流すことによって、導体１１は電磁石として機能し磁界１５が発生する。図１（ａ）および（ｂ）に示す向きに電流１４を流した場合は、磁界１５の矢印が示すように、スリット１３の内部においてｚ軸の負方向の磁界１５が発生する。また、電流１４の方向を反転することによって、磁界１５の向きも反転する。
【００５５】
本実施形態において、スリット１３の形状をｘｙ平面において矩形として図示しているが、スリット１３の形状はこれに限定されない。スリット１３の形状はＶ字形状や半円形状の溝であってもよい。これらの場合、スリット１３の第１の方向は、スリット端部１３１とスリット開放部１３２とをつなぐ方向である。
【００５６】
スリット１３の内部はなにも構造が形成されていない、すなわち空気で満たされた状態でもよい。したがって、電磁界発生素子１０を製造する際に、スリット内部の構造に起因して製造の困難さが変わることはない。すなわち、電磁界発生素子１０はその製造過程において、スリット１３のサイズによる制約を受けない。
（導体１１）
次に、導体１１およびスリット１３について、図１（ｂ）〜（ｄ）を参照して詳しく説明する。図１（ｃ）は、図１（ｂ）の１Ａ−１Ａ線における断面を矢印の方向に見た場合の概略図を示す。図１（ｄ）は、図１（ｂ）の１Ｂ−１Ｂ線における断面を矢印の方向に見た場合の概略図を示す。
【００５７】
導体１１は上述のように電磁石として機能する。導体１１が、より強い磁界を発生するためには、導体１１になるべく大きな電流を流す必要がある。したがって、導体１１に用いる材料は電気伝導率が高いことが好ましい。導体に電流を流すと、導体の抵抗値と、電流値とに応じてジュール熱が発生する。ジュール熱の発熱量が大きくなりすぎると、導体１１の変形、または断線などの熱破壊を引き起こす。より強い磁界を発生するために、電流値を抑制することは好ましくないため、導体１１の抵抗値を低減する、すなわち、導体１１には電気伝導率の高い材料を用いることが好ましい。
【００５８】
図１（ａ）に示す光１７をスリット１３に照射することによって、スリット端部１３１において近接場１８が発生する。この際、近接場１８の強度を表面プラズモン共鳴により増幅するためにも、導体１１は電気伝導率が高いことが望ましい。よって、導体１１に用いる材料は、電気伝導率が高いＡｕ、Ｐｔ、ＡｇおよびＣｕなどの金属であることが好ましい。なお、近接場が発生する原理については後述する。
【００５９】
導体１１の抵抗値を低減するもう１つの方法として、導体１１の断面積が大きくなるように電磁界発生素子１０を設計してもよい。この場合、導体１１の断面積を大きくすることによって抵抗値は低減され、許容される電流値は大きくなるが、上記金属材料の使用量増加に伴うコストアップや、素子の大型化につながる。
（スリット１３）
次に、導体１１に形成するスリット１３について説明する。スリット１３の内部は、上述したようになにも形成されていない、すなわち空気で満たされた状態でもよい。また、スリット１３の内部には誘電体が単に充填されていてもよい。いずれの場合においても、スリット１３の内部に、特別な構造は形成されていない。スリット１３の内部に誘電体を形成する場合には、少なくとも光１７の波長に対して透光性を有する誘電体を用いることが好ましい。
【００６０】
図１（ｂ）に示すように、スリット１３のｘ軸方向の長さをＷ３、ｙ軸方向の長さをＬ３とする。また、スリット１３によって隔てられた導体１１のｘ軸方向の長さは、スリット１３の両側で等しく、それぞれをＷ１とする。導体１１の、スリット１３の端部からｙ軸方向に沿って軟磁性体１２までの長さをＬ１とする。また、図１（ｃ）に示すように、導体１１のｚ軸方向の長さをｈ１とする。
【００６１】
導体１１の構造が１Ｂ−１Ｂ線に対して線対称ではない場合は、発生する磁界１５の向きがスリット１３のｘ軸方向の中心線上において、磁界１５がｘ成分を持つ。したがって、磁界１５はｚ軸と平行にはならずにｘ軸方向に傾くことになる。磁界１５のｚ軸方向の成分を大きくしたい場合、導体１１の形状は、１Ｂ−１Ｂ線に対して線対称であることが好ましい。
【００６２】
導体１１に設けられたスリット１３のＷ３は、磁界１５と近接場１８の発生領域とを微小にするためには、なるべく短い方がよい。特に、光１７がスリット１３をそのまま透過し、近接場１８のバックグラウンドとならないためには、Ｗ３は光１７の波長以下の長さであることが好ましい。また、通常の光では回折現象のため、光１７を集光した際のスポット径を、光１７の波長より小さくすることは出来ない。すなわち、通常の光を用いて光アシスト磁気記録を行う場合、光を照射する最小スポット径は、光の波長に依存し、上記波長より小さなスポットを形成することは出来ない。しかし、Ｗ３を光１７の波長以下の長さに設定することによって、光１７はスリット１３を透過することが出来なくなり、スリット端部１３１において近接場１８のみが発生する。スリット端部１３１における近接場１８の発生領域は、ｘ軸方向はＷ３と同等の領域、そしてｙ軸方向には表面プラズモン２１のスリット１３側の侵入長となる。このように、近接場１８は光の回折限界を超えた狭い領域に局在化させることができる。一方、スリット１３のＷ３が短すぎると、発生する磁界１５および近接場１８の強度が弱くなってしまう。
【００６３】
したがって、電磁界発生素子１０では、スリット１３の第１の方向に対して垂直でありかつ光１７の照射面と平行な方向おけるスリット１３の最大幅（すなわちＷ３）が、光１７の波長より短いことが好ましい。ここで、スリット１３のＷ３は、１０ｎｍ（スリット１３間でトンネル電流により導通が起こらない長さ）〜光１７の波長（光１７がバックグラウンドとならない長さ）であることが好ましく、１０ｎｍ〜光１７の半波長（光１７がバックグラウンドとならない、より好ましい長さ）であることがより好ましい。
（近接場１８）
図１（ｄ）に示すように、光１７を電磁界発生素子１０のスリット１３近傍に照射することによって、導体１１とスリット１３との界面において表面プラズモン２１が励起される。上記表面プラズモン２１は、導体１１とスリット１３との界面をｚ軸の負方向に伝播し、導体１１の端部において近接場１８が発生する。光１７を効率良く近接場１８に変換するためには、導体１１とスリット１３との界面を伝播する表面プラズモン２１の減衰を抑制することが好ましい。表面プラズモン２１の伝播に伴う減衰を抑制するためには、導体１１のＷ１およびＬ１の少なくとも一方は、表面プラズモン２１の侵入長以上であることが好ましい。
【００６４】
表面プラズモン２１の侵入長は、導体１１の材料に依存する。加えて、導体１１とスリット１３との界面で伝播する表面プラズモン２１のモードにも上記侵入長は依存する。典型的な表面プラズモン２１の侵入長は数ｎｍ〜数１０ｎｍである。上記Ｗ１およびＬ１のいずれか一方の長さ、または両方の長さを表面プラズモン２１の侵入長以上に設計するべきかは、導体１１とスリット１３との界面のうち、どの界面に表面プラズモン２１を励起するかに依存する。
【００６５】
軟磁性体１２として、例えばマンガン亜鉛フェライト（Ｍｎ０．５Ｚｎ０．５Ｆｅ２Ｏ４）等のように、光を透過する材料を用いる場合は、光１７がスリット１３以外の部分を透過し、近接場１８のバックグラウンドとなることを防止するため、Ｗ１＋Ｗ３＋Ｗ１およびＬ１＋Ｌ３が光１７の照射範囲（光１７の波長と同程度）よりも長いことが好ましい。よって、Ｗ１およびＬ１は、少なくとも光１７の波長の半分以上であることが好ましい。上記の構成にすることによって、光を透過しない導体１１の設けられている領域が、光１７の照射範囲より広くなり、光１７がスリット１３以外の部分を透過することを防ぐことができる。
【００６６】
導体１１のｚ軸方向の長さｈ１は、表面プラズモン２１が伝播し、近接場１８を発生するために十分に短いこと、すなわち、表面プラズモンの伝播長以下であることが好ましい。上記伝播長は、導体１１の材料および導体１１とスリット１３との界面で伝播する表面プラズモン２１のモードにも依存するが、数１０ｎｍ〜数１０μｍである。表面プラズモン２１の伝播に際して、表面プラズモン２１の減衰を抑制するためにはｈ１が短い方が好ましい。しかしながら、ｈ１を短く設定すると、導体１１の断面積が減少するために導体１１の抵抗値が大きくなり、許容される電流値が小さくなる虞がある。
（軟磁性体１２）
軟磁性体１２は、導体１１に電流を流すことによって生じる磁束を収束することによって、磁界１５の強度を局所的に高めるために設ける。光１７が電磁界発生素子１０に入射するｘｙ平面のうち、少なくとも一部に設けられる軟磁性体を、第１の軟磁性体１２１と定義する。また、上記ｘｙ平面以外の面であって、導体１１とスリット１３との界面を含まない面の少なくとも一部に設けられる軟磁性体を第２の軟磁性体１２２と定義する。すなわち、軟磁性体１２は、第１の軟磁性体１２１と第２の軟磁性体１２２とからなる。
【００６７】
第１の軟磁性体１２１および第２の軟磁性体１２２を備えることによって、上記磁束はｘｙ平面と、ｘｙ平面以外の面に沿う形に収束され、その結果、磁界１５が増強される。したがって、軟磁性体１２は、導体１１に電流を流すことによって生じる磁界の強さよりも、低い保磁力を有している必要がある。なお、軟磁性体１２を配置する場所および形状についての詳細は後述する。
【００６８】
軟磁性体１２として用いる材料は、絶縁性の軟磁性体であることが好ましい。軟磁性体１２が絶縁性を有することによって、導体１１に電流を流した際に軟磁性体１２には電流が流れないために、導体１１における電流密度の減少を抑えることができる。したがって、磁界損失を低減し、導体１１は効率良く磁束を発生することができる。絶縁性軟磁性体としては、例えばマンガン亜鉛フェライト（Ｍｎ０．５Ｚｎ０．５Ｆｅ２Ｏ４）などの絶縁性の高いフェライトを用いることが好ましい。
【００６９】
一方、軟磁性体１２として用いる材料が、導電性の軟磁性体である場合は、導体１１と軟磁性体１２との界面に絶縁層が設けられていることが好ましい。これによって、導体１１に電流を流した際に軟磁性体１２への漏れ電流を防止できる。したがって、軟磁性体１２が絶縁性の軟磁性体である場合と同様に、導体１１における電流密度の減少を抑え、磁界損失を低減することができる。その結果、導体１１は効率良く磁束を発生することができる。
【００７０】
導電性を有する軟磁性体１２の材料として、金属磁性体であるＦｅ、ＣｏおよびＮｉを使用できる。また、上記金属磁性体のうち少なくとも１種類の磁性体を含む材料も、導電性を有する軟磁性体１２の材料として使用できる。上記の導電性の軟磁性体は、比透磁率、飽和磁化などの磁気特性が極めて優れている。したがって、上記の導電性軟磁性体を軟磁性体１２として用いることによって、スリット１３内部に形成する磁界１５の強度を高めることができる。導体１１と軟磁性体１２との界面に設ける絶縁層には、例えばＳｉＯ２層などを用いればよい。
（近接場１８の発生原理）
以下、本発明の一実施形態に係る電磁界発生素子１０における、近接場１８の発生原理について図１を参照して説明する。
【００７１】
図１（ｂ）の１Ｂ−１Ｂ線における断面を、矢印の方向に見た場合の概略図を図１（ｄ）に示す。図１（ｄ）において、電磁界発生素子１０に対して光１７が入射する側のｘｙ平面を入射面とする。また、電磁界発生素子１０において、入射面と対向するｘｙ平面を出射面とする。
【００７２】
図１（ｄ）に示すように、光１７をスリット１３に照射することによって、導体１１とスリット１３との界面において表面プラズモン２１が励起される。励起された表面プラズモン２１は、導体１１とスリット１３との界面を伝播し、出射面まで到達すると近接場１８に変換される。
【００７３】
通常、表面プラズモン２１の電界ベクトルは、表面プラズモン２１が伝播する平面に対して平行な方向とはならない。よって、表面プラズモン２１の励起効率を高めるために、スリット１３に入射する光１７の電界ベクトルは、導体１１とスリット１３との界面に対して垂直であることが望ましい。
【００７４】
本実施形態においては、スリット１３のｘｙ平面における形状を矩形としている（図１（ａ）参照）。そのため、導体１１とスリット１３との界面には、スリット端部１３１を含むxz平面に形成される第１の界面と、スリット端部１３１およびスリット開放部１３２の間に存在するyz平面に形成される第２の界面とが存在する。第１の界面に対して垂直な方向はｙ軸方向であり、第２の界面に対して垂直な方向はｘ軸方向である。したがって、光１７の電界ベクトルの方向は、ｘ軸方向、またはｙ軸方向のいずれかとすることが好ましい。
【００７５】
光１７の電界ベクトルの方向がｘ軸方向の場合、対向する２つの第２の界面において表面プラズモン２１が励起され、そして伝播する。よって、出射面において発生する近接場１８は、上記２つの第２の界面において励起および伝播する表面プラズモン２１の重ね合わせとなる。
【００７６】
一方、光１７の電界ベクトルの方向がｙ軸方向の場合、第１の界面において表面プラズモン２１が励起および伝播され、出射面において近接場１８が発生する。したがって、光１７の電界ベクトルの方向をｙ軸方向とすることによって、電界ベクトルの方向をｘ軸方向とした場合と比較して、近接場１８の発生領域をより微小にすることができる。光１７の電界ベクトルの方向をｙ軸方向とする場合、発生する近接場１８の強度を最大とするためには、光１７の強度分布のピーク位置が、スリット端部１３１の位置に対応するように光１７を照射することが好ましい。なお、以下では簡単のため、光１７の強度分布のピーク位置を、光１７の照射位置とする。
【００７７】
また、光１７の電界ベクトルの方向をｘ軸方向とする場合、光１７の照射位置を、スリット端部１３１からｙ軸の正方向にずらすことによって、発生する近接場１８の強度を高めることができる。これは、上記照射位置をスリット端部１３１からｙ軸の正方向にずらすことによって、スリット１３に照射される光量が増加するためである。一方で、上記照射位置をスリット端部１３１とした場合と比較して、第２の界面のさらに広い領域から近接場１８が発生することになる。その結果、磁界１５が生じる領域以外に近接場１８が発生することになる。磁気記録媒体に、磁気情報を記録するための電磁界発生素子としては、磁界１５の発生領域と、近接場１８の発生領域とが、なるべく一致していることが好ましい。磁界１５の発生領域と、近接場１８の発生領域とをほぼ一致させるためには、光１７の照射位置をスリット端部１３１とすることが好ましい。以下、光１７の電界ベクトルの向きに関わらず、光１７の照射位置を、スリット端部１３１のｘ軸方向における中央として説明する。
（磁界１５の発生原理）
以下、本発明の一実施形態に係る電磁界発生素子１０における、磁界１５の発生原理について図１を参照して説明する。
【００７８】
導体１１に、図１（ａ）に示す向きに電流１４を流すと、電磁界発生素子１０の周辺には点線矢印の向きの磁界１５が発生する。導体１１が電磁石として機能し、その周辺には右ネジの法則に従って磁束が生じるためである。導体１１にはスリット１３が設けられているため、磁界１５の分布はスリット端部１３１に局在化する。
【００７９】
電磁石に流す電流と、その電磁石が発生する磁界強度とは、正の相関関係を持っている。したがって、導体１１に流す電流１４が大きいほど、発生する磁界１５は強くなる。しかしながら、導体１１に流すことのできる電流値には上限がある。導体１１に電流１４を流すと、導体１１の抵抗値と流す電流値とに依存して、ジュール熱が発生する。このジュール熱による発熱量が電磁界発生素子１０の許容する発熱量より大きい場合、導体１１が変形する、または断線するなどの熱破壊が生じる。導体１１に流す電流値に上限があるのはこのためである。
（軟磁性体１２の場所および形状）
以下、本発明の一実施形態に係る電磁界発生素子１０における、軟磁性体１２の場所および形状について図１および図２を参照して説明する。
【００８０】
図１（ａ）に示すように、軟磁性体１２は、第１の軟磁性体１２１と第２の軟磁性体１２２とからなる。以下の説明において、第１の軟磁性体１２１と第２の軟磁性体１２２は、連続して形成されているものとして説明するが、これに限らずそれぞれは離間していてもよい。
【００８１】
第１の軟磁性体１２１は、電磁界発生素子１０の入射面のうち、スリット１３を除く領域に形成されている。スリット１３はスリット開放部１３２を備えているので、光１７の入射方向から見た場合、第１の軟磁性体１２１はコの字型に形成されている。第２の軟磁性体１２２は、導体１１のスリット１３の貫通方向に平行な面のうち、スリット１３とスリット開放部１３２を含む面とを除く領域に形成されている。したがって、光１７の入射方向から見た場合、第２の軟磁性体１２２はコの字型に形成されている。
【００８２】
電磁界発生素子１０では、導体１１と、第１の軟磁性体１２１および第２の軟磁性体１２２とが直接接している。これにより、より多くの磁束を軟磁性体１２に収束することが可能となる。その結果、スリット１３の内部および近傍に形成される磁界の強度は高められる。また、電磁界発生素子１０では、第１の軟磁性体１２１と第２の軟磁性体１２２とが直接接している。これにより、第２の軟磁性体１２２の内部を通る磁束の全てが、第１の軟磁性体１２１の内部を通る。すなわち、磁束の収束効果を高めることができ、スリット１３の内部および近傍に形成される磁界の強度をより高められる。
【００８３】
導体１１の形状が、図１（ｂ）に示す１Ｂ−１Ｂ線に対して対称であることが好ましいことは、導体１１とスリット１３の項において述べた。導体１１の場合と同様に、第１の軟磁性体１２１および第２の軟磁性体１２２の形状は、１Ｂ−１Ｂで示す線に対して対称であることが好ましい。したがって、スリット開放部１３２を含む面における第２の軟磁性体１２２のｘ軸方向の長さは、スリットを挟んだ両側において等しいことが好ましい。図１（ｂ）において、上記長さをＷ２として示している。また、スリット開放部１３２を含む面における第１の軟磁性体１２１のｘ軸方向の長さは、スリットを挟んだ両側においてＷ１＋Ｗ２となる。本願明細書において、導体１１、第１の軟磁性体１２１および第２の軟磁性体１２２の形状は、１Ｂ−１Ｂで示す線に対して対称であるとして説明をしている。したがって、スリット１３を挟んだ両側において、上記の各長さを、Ｗ１、Ｗ２およびＷ１＋Ｗ２として示している。
【００８４】
以上のように、電磁界発生素子１０では、スリット１３がスリット１３の第１の方向と光の照射される方向との両方に平行な対称面に対して対称な形状を有しており、当該対称面に対して、導体１１、第１の軟磁性体１２１および上記第２の軟磁性体１２２が対称な構造を有している。この構成によって、電磁界発生素子１０が発生する磁界が、上記対称面に対して対称に形成される。よって、スリット１３の内部および近傍において、光１７が照射される面に対して垂直な磁界成分を大きくすることができる。
【００８５】
スリット開放部１３２を含む面における第２の軟磁性体１２２のｘ軸方向の長さが、スリット１３を挟んだ両側において異なる場合、一端における上記長さをＷ２’、もう一端における上記長さをＷ２”とする。スリット開放部１３２を含む面における第１の軟磁性体１２１のｘ軸方向の長さも、Ｗ１＋Ｗ２’およびＷ１＋Ｗ２”となり、スリット１３の両側において異なる値となる。第１の軟磁性体１２１および第２の軟磁性体１２２の形状が、１Ｂ−１Ｂで示す線に対して線対称ではなくなることによって、電磁界発生素子１０の発生する磁界１５の対称性がｘ軸方向に関して失われる。具体的には、スリット１３内の１Ｂ−１Ｂで示す線上において磁界１５がｘ成分を持ち、ｘ軸方向に傾く。
【００８６】
磁界１５のスリット１３貫通方向の成分、すなわちｚ成分を強くするためには、磁界１５が上記ｘ成分を持たない方が好ましい。したがって、第１の軟磁性体１２１および第２の軟磁性体１２２の形状は、１Ｂ−１Ｂで示す線に対して対称であることが好ましい。
【００８７】
図１（ｂ）に示す図において、１Ｂ−１Ｂで示す線上における第２の軟磁性体１２２の長さをＬ２とする。したがって、１Ｂ−１Ｂで示す線上における第１の軟磁性体１２１の長さはＬ１＋Ｌ２となる。図１（ａ）に示すように、第１の軟磁性体１２１は、光１７の照射面において導体１１と第２の軟磁性体１２２の存在する領域にのみ形成されている。
【００８８】
また、図１（ｃ）に示すように、第２の軟磁性体１２２のｚ軸方向の長さをｈ１、第１の軟磁性体１２１のｚ軸方向の長さをｈ２とする。第１の軟磁性体１２１が透光性を有しない場合、ｈ２は数１０ｎｍ以下であることが好ましい。入射面が透光性を有しない第１の軟磁性体１２１であっても、光１７は第１の軟磁性体１２１にわずかに侵入することが出来る。上記侵入できる距離を侵入長と呼び、光１７が導体１１に到達するためには、ｈ２が侵入長よりも短い必要がある。ｈ２が数１０ｎｍ以下であれば、第１の軟磁性体１２１において光１７は減衰されるが、導体１１に到達できるので、導体１１とスリット１３との界面において表面プラズモン２１を励起することができる。
【００８９】
上記の第１の軟磁性体１２１に加えて、第２の軟磁性体１２２も透光性を有しない場合、すなわち、軟磁性体１２が透光性を有しない場合、Ｗ２+Ｗ１+Ｗ３+Ｗ１+Ｗ２およびＬ１+Ｌ２+Ｌ３が光の照射範囲よりも長くなることが好ましい。Ｗ２+Ｗ１+Ｗ３+Ｗ１+Ｗ２は、電磁界発生素子１０のｘ軸方向の長さであり、Ｌ１+Ｌ２+Ｌ３は電磁界発生素子１０のｙ軸方向の長さである。上記のように、電磁界発生素子のｘ軸およびｙ軸方向の長さが、光１７の照射範囲よりも長いことによって、光１７がスリット１３以外の経路を通って出射面に到達し、近接場１８のバックグラウンドとなることを防ぐことが出来る。また、Ｗ１+Ｗ２およびＬ１+Ｌ２が少なくとも光１７の波長の半分以上の長さであることが好ましい。
【００９０】
本実施形態においては、第１の軟磁性体１２１と第２の軟磁性体１２２とが同じ材料からなるとして説明しているが、上記それぞれの軟磁性体は異なる材料からなっていてもよい。第１の軟磁性体１２１と第２の軟磁性体１２２とが異なる材料からなり、いずれかの軟磁性体が透光性を有しない場合は、Ｗ２+Ｗ１+Ｗ３+Ｗ１+Ｗ２およびＬ１+Ｌ２+Ｌ３が光の照射範囲よりも長くなることが好ましい。上記の構成とすることによって、光１７がスリット１３以外の経路を通って出射面に到達し、近接場１８のバックグラウンドとなることを防ぐことが出来る。
【００９１】
第１の軟磁性体１２１と第２の軟磁性体１２２の少なくとも一方が透光性を有しない場合、導体１１のＷ１およびＬ１が短いほど、第２の軟磁性体をスリット１３に近接して設けることが可能なため、導体１１より生じた磁束を収束しやすい。したがって、Ｗ１およびＬ１を長くした場合と比較して、磁界１５の強度を高めることができる。
【００９２】
一方で、ｈ１を一定とした場合、Ｗ１およびＬ１を短くすることは、導体１１の断面積を小さくすることを意味する。導体１１の断面積が小さくなると、導体１１の抵抗値が大きくなり、ジュール熱の発熱量が大きくなる。導体１１が熱によって破壊されることを防ぐためには導体１１に流す電流値を抑制する必要があり、電流値を抑制することは発生させる磁界が小さくなることを意味する。よって、導体１１の各パラメータは、導体１１に用いる材料、発生したい磁界強度、許容される発熱量など、様々な要件を考慮して決定する必要がある。
【００９３】
電磁界発生素子１０では、導体１１におけるスリット１３の形成されていない面のすべての面に、第２の軟磁性体１２２が設けられていることが好ましい。これにより、導体１１の周辺に発生する磁束のより多くを第２の軟磁性体１２２に収束できる。したがって、電磁界発生素子１０は、より強い磁界を発生させることができる。
【００９４】
電磁界発生素子１０では、導体１１におけるスリット１３の形成されていない面のうち、スリット１３の第１の方向と平行な面にのみ、第２の軟磁性体１２２が設けられていてもよい。この場合、導体１１におけるスリット１３の形成されていない面のうち、スリット１３の第１の方向と垂直な面には第２の軟磁性体１２２が設けられない。すなわち、スリット１３の内部および近傍に形成される磁界において、スリット１３の第１の方向と平行な磁界成分は大きくならない。したがって、スリット１３の内部および近傍に形成される磁界は、光１７が照射される面に対して垂直な成分をより多く含むようになる。
【００９５】
電磁界発生素子１０では、光１７の照射面のうちスリット１３の近傍を除く部分に、第１の軟磁性体１２１が形成されていてもよい。この場合、スリット１３を構成する面のすべてが導体１１によって構成されることになる。したがって、スリット１３内部を伝播する表面プラズモンの強度の減衰を抑制することが出来る。したがって、照射した光１７を効率良く近接場に変換することが出来る。言い換えると、第１の軟磁性体１２１が近接場の強度に与える影響を低減できる。
【００９６】
電磁界発生素子１０では、光１７が照射される面のスリット１３を除いた全面に、第１の軟磁性体１２１が設けられていてもよい。この場合、第１の軟磁性体は１２１スリット１３により分断されているため、第１の軟磁性体１２１内部の磁束を効果的にスリット１３内部に導入させることがでる。したがって、より強い磁界を発生させることができる。
【００９７】
第１の軟磁性体１２１が、光１７の波長に対して透光性を有してもよい。
【００９８】
第１の軟磁性体１２１に光１７が照射された際に、光１７の強度の減衰を抑制することができる。したがって、導体１１とスリット１３との界面で発生する表面プラズモンの強度に対する、第１の軟磁性体１２１の影響を小さくできる。このことは、近接場の強度に対する第１の軟磁性体１２１の影響を小さくできることを意味する。別の言い方をすると、近接場の強度への影響を考慮せず、第１の軟磁性体１２１を設けることができる。これにより、導体１１における光１７が照射される面の全面に第１の軟磁性体１２１を形成できるため、磁束の収束効果をより強めることができる。
（電磁界発生素子５０）
本実施形態に係る変形例である電磁界発生素子５０を図２に示す。図２は、電磁界発生素子５０について、図１（ｂ）に示す１Ａ−１Ａで示す線における断面を矢印の方向から見た場合の概略図である。なお、電磁界発生素子１０と同様の部材については同様の符号を付し、その説明を省略する。
【００９９】
電磁界発生素子５０において、第１の軟磁性体１２１は光１７の入射面のスリット１３周辺を除く領域に形成されている。すなわち、スリット１３の周辺領域は導体１１のみで構成されている。したがって、光１７が第１の軟磁性体１２１において減衰されることがなく、電磁界発生素子１０と比較して表面プラズモン２１を効率良く励起することが可能である。
【０１００】
また、第１の軟磁性体１２１が透光性を有する場合は、第１の軟磁性体１２１による光１７の減衰が少ない。したがって、ｈ２が長い場合でも、光１７は導体１１に到達し表面プラズモン２１を励起することができる。ただし、あまりにｈ２を長くすると、第１の軟磁性体１２１の内部で光１７が干渉する。上記干渉を防ぐためには、ｈ２の光学距離を光１７の波長の１／４以下とすることが好ましい。
（電磁界発生素子の形成方法）
以下に、本実施形態に係る電磁界発生素子５０の形成方法を、図６を参照しながら説明する。なお、図６（ａ）から（ｇ）は、図１（ｂ）の１Ａ−１Ａ線を矢印方向から見た場合の断面図を示している。
【０１０１】
表面プラズモン２１を励起するために照射する光１７の波長に対して透光性を有する基板２２上に、第１の軟磁性体１２１の薄膜を形成する。その後、導体１１が形成される部分の第１の軟磁性体１２１を除去し、図６（ａ）に示す形状とする。以下の工程においても同様であるが、パターン形成にはこの際、第１の軟磁性体１２１のパターン形成にはリソグラフィプロセスを用いる。また、第１の軟磁性体１２１から、導体１１が形成される部分を除去するためには、エッチング、またはリフトオフなどの方法を用いればよい。以下の形成過程でも同様に、パターン形成にはリソグラフィプロセスを用い、材料の除去にはエッチング、またはリフトオフなどの方法を用いる。
【０１０２】
次に、導体１１が形成される部分、すなわち、上記工程により第１の軟磁性体１２１が除去された部分および第１の軟磁性体１２１上に、レジスト層２６を形成する（図６（ｂ）参照）。レジスト層２６は、スピンコートなどの方法で形成した後、リソグラフィプロセスを用いてパターン形成を行う。次に、図６（ｃ）に示すように第２の軟磁性体１２２を成膜する。その後、レジスト層２６をリフトオフすることにより、第２の軟磁性体１２２が除去される（図６（ｄ）参照）。さらに、図６（ｅ）に示すように導体１１を成膜し、その表面を研磨することによって導体１１の突出部を除去する（図６（ｆ）参照）。上記研磨は、第２の軟磁性体１２２の層に到達したと同時に、または、到達直後に終了することが好ましい。最後に収束イオンビーム（ＦＩＢ）加工により、導体１１の一部分を除去することによってスリット１３を形成する（図６（ｇ）参照）。
【０１０３】
第１の軟磁性体１２１および第２の軟磁性体１２２の少なくともいずれかに導電性軟磁性体を用いる場合には、導体１１から導電性軟磁性体への漏れ電流を防ぐ必要がある。そのためには、多層膜を形成する工程において、導体１１と導電性軟磁性体との界面に絶縁層を形成する必要がある。絶縁層を形成する材料としては、例えばＳｉＯ２を用いることができる。
【０１０４】
本実施形態は電磁界発生素子５０を一例としてその形成方法を説明したが、電磁界発生素子１０および６０についても、上記形成方法を用いて形成することが可能である。また、本実施形態に係る電磁界発生素子を形成可能であれば、形成方法は上記形成方法に限定されない。
〔実施例１〕
以下、実施形態１に係る電磁界発生素子１０が発生する磁界１５の強度について、電磁界シミュレーションの結果を図３（ａ）に示す。なお、電磁界発生素子１０のシミュレーション結果と比較するために、比較形態の電磁界発生素子についても、電磁界シミュレーションの結果を図３（ｂ）に示す。上記比較形態の電磁界発生素子は、第１の軟磁性体１２１のみを備えた電磁界発生素子であり、特許文献１に記載の電磁界発生素子に対応する。また、電磁界発生素子１０において、Ｗ２が０である場合に対応する。
【０１０５】
電磁界シミュレーションを計算する際、電磁界発生素子１０の各種パラメータを以下のように設定した。
・導体１１に流す電流値＝１ｍＡ
・軟磁性体１２の比透磁率＝１００００
・Ｗ１＝５０ｎｍ
・Ｌ１＝５０ｎｍ
・ｈ１＝５０ｎｍ
・Ｗ２＝５０ｎｍ
・Ｌ２＝５０ｎｍ
・ｈ２＝１０ｎｍ
・Ｗ３＝５０ｎｍ
なお、なお図３に示す断面図は、図１（ｂ）に示す１Ａ−１Ａ線と平行で、スリット端部１３１からｙ軸方向に＋２５ｎｍの位置における断面を示した図である。シミュレーション結果の一例として、上記断面におけるシミュレーション結果を示す。また、電流１４の方向は図１（ａ）および（ｂ）に示す方向としている。
【０１０６】
電磁界発生素子１０の上記断面における磁界強度分布を図３（ａ）に示し、比較形態の電磁界発生素子の上記断面における磁界強度分布を図３（ｂ）に示す。図３において、矢印は、それぞれの電磁界発生素子が発生する磁界の方向と大きさとを示すベクトルである。また、電磁界発生素子１０におけるスリット１３のｘ軸方向の中心線を１Ｃ−１Ｃ線で示している。同様に比較形態の電磁界発生素子におけるスリット１３のｘ軸方向の中心線を１Ｃ’−１Ｃ’線で示している。なお、以下では１Ｃ−１Ｃ線と１Ｃ’−１Ｃ’線とを総称して中心線と記載する。
【０１０７】
実施形態１に係る電磁界発生素子１０および比較形態に係る電磁界発生素子は、中心線に対して対称な構成を備えている。したがって、発生される磁界１５も中心線に対して対称な結果となった。また、スリット１３の貫通方向、すなわちｚ軸方向に直行する面内において、ｘ軸方向における磁界１５のｚ成分は、中心線上において最大値をとり、中心線から距離が離れるほど減少していくことを確認した。
【０１０８】
中心線上にあり、近接場１８の出射面から１５ｎｍ離れた位置における磁界１５の強度は、電磁界発生素子１０において８９００Ａ／ｍであったのに対し、参考形態の電磁界発生素子において８３００Ａ／ｍであった。この結果より、第２の軟磁性体１２２が設けられていることによって、電磁界発生素子が発生する磁界強度が高められることを確認した。なお、出射面から１５ｎｍ離れた位置とは、磁気記録媒体（図示していない）上の記録ビットが存在する位置とおよそ対応する。
【０１０９】
上記の結果は、次のように理解することができる。電磁界発生素子１０は、第１の軟磁性体１２１に加えて第２の軟磁性体１２２を備えている（図３（ａ）参照）。より具体的には、導体１１のｙ軸に平行な面のうちの２面に連続して軟磁性体１２が形成されており、軟磁性体１２は導体１１から生じた磁束が流れる方向に沿って配置されている。このように配置された軟磁性体１２は、以下のような効果を有する。
・軟磁性体１２が、導体１１から生じる磁束の多くを収束する。
・軟磁性体１２が有する高い比透磁率によって、収束された磁束の強度が高められる。
・軟磁性体１２が、導体１１から生じる磁束を折り曲げて収束するために、軟磁性体１２外部への漏れ磁束を低減する。
・導体１１から生じる磁束は、より長い距離にわたって軟磁性体１２中を通過する。
【０１１０】
これらの効果によって、第１の軟磁性体１２１のみを備える比較形態の電磁界発生素子と比較して、所望の位置の磁界１５の強度を高めることを実現する。なお、所望の位置とは、記録ビットが存在する位置である。
〔実施例２〕
実施形態１に係る電磁界発生素子５０が発生する磁界強度と、第２の軟磁性体１２２のＷ２およびＬ２との相関関係について、電磁界シミュレーションを計算した結果を図４に示す。このシミュレーションにおいて、Ｗ２＝Ｌ２と設定している。電磁界発生素子５０において、光１７の入射面全面ではなく、スリット１３の周辺を除く領域に第１の軟磁性体１２１が形成されている（図２参照）。今回のシミュレーションにおいては、第１の軟磁性体１２１とスリット１３との距離Ｗ４を１０ｎｍとした。
【０１１１】
電磁界シミュレーションを計算する際、電磁界発生素子５０の各種パラメータを以下のように設定した。
・導体１１に流す電流値＝１ｍＡ
・軟磁性体１２の比透磁率＝１００００
・Ｗ１＝５０ｎｍ
・Ｌ１＝５０ｎｍ
・ｈ１＝５０ｎｍ
・ｈ２＝１０ｎｍ
・Ｗ３＝５０ｎｍ
・Ｗ４＝１０ｎｍ
なお、スリット１３の貫通している方向に対して直交する面のうち、スリット１３の中心、すなわち１Ｂ−１Ｂ線上に位置し、スリット端部１３１からｙ軸の正方向に２５ｎｍ離れた位置の磁界強度を図４に示している。スリット１３の貫通方向に対して直交する面内において、上記の位置が磁界強度の最大値を示す位置であった。
【０１１２】
電磁界発生素子５０において、Ｗ２が０の場合、すなわち第２の軟磁性体１２２が設けられていない場合の磁界強度は７１００Ａ／ｍであった。これに対して、Ｗ２およびＬ２が０．１ｎｍの第２の軟磁性体１２２を設けることによって、少なくともシミュレーション上においては、磁界強度は８０００Ａ／ｍまで高められることが分かった（図４参照）。この結果より、光の入射面全面ではなく、スリット１３周辺を除く領域に第１の軟磁性体１２１が形成された電磁界発生素子５０においても、第２の軟磁性体１２２を備えることによって磁界強度を高められることを確認した。
【０１１３】
さらに、第２の軟磁性体１２２のＷ２およびＬ２を大きくするに伴って、磁界強度が単調増加することも確認した。図示していないが、第２の軟磁性体１２２のＷ２およびＬ２を大きくするに伴って磁界強度が単調増加することは、電磁界発生素子１０においても同様であることを確認している。上記の結果より、電磁界発生素子の発生する磁界強度を高めるためには、第２の軟磁性体１２２のＷ２およびＬ２は大きいほど好ましいことを確認した。一方で、Ｗ２およびＬ２を大きくすることは、磁性材料の使用量増加に伴うコストアップおよび素子サイズの大型化につながる。
〔実施形態２〕
本発明の別の実施形態に係る電磁界発生素子６０について、図５を参照して説明する。図５は、電磁界発生素子６０について、磁界および近接場を作用させる対象物の方向から見た場合の概略図である。なお、電磁界発生素子１０および５０と同様の部材については同様の符号を付し、その説明を省略する。
【０１１４】
電磁界発生素子６０は、導体１１におけるスリット１３の第１の方向に平行なｙｚ面のうち、スリット１３が形成されていない面に第２の軟磁性体１２２が形成されている。言い換えると、導体１１におけるスリット１３の第１の方向に垂直なｘｚ面には、第２の軟磁性体１２２が設けられていない点において、電磁界発生素子６０は電磁界発生素子１０と異なる。電磁界発生素子６０が上記の構成を備えることによって、スリット１３の内部に発生する磁界１５の向きがｚ軸に対してより平行に近くなる。その理由は以下のように理解できる。
【０１１５】
図５に示す電磁界発生素子６０の導体１１において、電流１４がｙ軸の正方向へ流れる領域を第１の長辺部分とし、電流１４がｙ軸の負方向へ流れる領域を第２の長辺部分とする。また、導体１１において、電流１４がｘ軸の正方向へ流れる部分を短辺部分とする。したがって、電磁界発生素子６０が発生する磁界１５は、第１の長辺部分が発生する第１の磁界と、第２の長辺部分が発生する第２の磁界と、短辺部分が発生する第３の磁界との和となる。
【０１１６】
導体１１の第１の長辺部分において、導体１１の周辺には右ネジの法則に従って第１の電界が形成される。第１の磁界の強度は、図５に示す第２の軟磁性体１２２および図５には図示されない第１の軟磁性体１２１によって高められている。また、スリット１３の内部において、第１の磁界の向きは第１のｚ成分に加えて第１のｘ成分を持っている。
【０１１７】
導体１１の第２の長辺部分においても、第１の長辺部分の場合と同様に、第１の軟磁性体１２１および第２の軟磁性体１２２によって磁界強度を高められた第２の磁界が、導体１１の周辺に形成される。したがって、第２の長辺部分がスリット１３の内部に形成する第２の磁界の向きは第２のｚ成分に加えて第２のｘ成分を持っている。
【０１１８】
電磁界発生素子６０において、導体１１の第１の長辺部分と第２の長辺部分とに流れる電流１４は平行かつ逆向きである。したがって、第１のｘ成分と第２のｘ成分とは、お互いに逆向きであり打ち消しあう。特に、電磁界発生素子６０が、スリット１３の中心線である１Ｂ’−１Ｂ’線に対して線対称な構成である場合、１Ｂ’−１Ｂ’線を含むｙｚ面内において第１のｘ成分と第２のｘ成分とは等しい。したがって、第１のｘ成分と第２のｘ成分との和はゼロとなり、上記ｙｚ面内における第１の磁界と第２の磁界との和は、第１のｚ成分と第２のｚ成分との和となる。
【０１１９】
一方、導体１１の短辺部分ではｘ軸方向に電流１４が流れるため、スリット１３の内部に形成される第３の磁界は、第３のｚ成分と第３のｙ成分とを有している。電磁界発生素子６０において短辺部分は１つであるため、第３のｙ成分は打ち消されない。
【０１２０】
本実施形態の電磁界発生素子６０では、第３のｙ成分は第１のｚ成分および第２のｚ成分の５７％程度であり、磁界１５のｙ成分は磁界１５のｚ成分の１９％である。これに比べて、軟磁性体を設けていない電磁界発生素子と、第１の実施形態の電磁界発生素子６０とでは、第３のｙ成分は第１のｚ成分および第２のｚ成分の７２％程度であり、磁界１５のｙ成分は磁界１５のｚ成分の２４％である。
【０１２１】
スリット１３の内部において、第１の磁界と第２の磁界と第３の磁界との和である磁界１５は、第１のｚ成分と第２のｚ成分と第３のｚ成分と第３のｙ成分との和となる。上記のように、ｙ軸方向の磁界成分が打ち消されずに残ったままとなるが、電磁界発生素子６０では、導体１１に関して、スリット１３の第１の方向に垂直なｘｚ面に軟磁性体１２が設けられていない。そのため、第３のｚ成分と第３のｙ成分とは第２の軟磁性体１２２によって高められていない。特に第３のｙ成分は、第１のｚ成分および第２のｚ成分と比較してとても小さい。したがって、電磁界発生素子６０がスリット１３の内部に発生する磁界１５は、ｚ軸に対してより平行度の高い磁界となる。よって、本電磁界発生素子６０を磁気記録に利用する場合には、より垂直磁気記録に適した電磁界発生素子となる。
〔実施形態３〕
本発明の一実施形態に係る電磁界発生素子を備えた記録ヘッド１００について、図７に基づいて説明する。また、本発明の一実施形態に係る記録ヘッド１００を備えた記録装置について、図８に基づいて説明する。
（記録ヘッド）
図７は、本発明の実施形態１に係る電磁界発生素子１０を備えた記録ヘッド１００の構成例を示す概略図である。記録ヘッド１００は、少なくとも、電磁界発生素子１０とスライダ１９と光源１６と再生素子２４からなる。また、情報記録媒体２０上に記録ヘッド１００は浮上している。
【０１２２】
アーム２５は、スライダ１９に接続されている。上記スライダ１９の端部には、再生素子２４が形成されている。また、再生素子２４に隣接して、光源１６と電磁界発生素子１０とが一体形成されている。再生素子２４と、光源１６および電磁界発生素子１０は、例えばＡｕＳｎなどの中間層２３により接着されている。
【０１２３】
スライダ１９の材料は、ＡｌＴｉＣが好ましいが、光源１６を構成する材料の一つでもよい。スライダ１９の情報記録媒体２０に対向する面（ＡＢＳ面）には、特定の形状のパターンが形成されている。上記パターンが形成されていることによって、情報記録媒体２０の回転に伴ってスライダ１９が風圧を受ける。アーム２５からスライダ１９が受ける力と、上記風圧により生じる力とが釣り合う位置にスライダ１９は浮上する。その結果、スライダ１９は、情報記録媒体２０上を数ｎｍ〜数１０ｎｍの高さで浮上する。
【０１２４】
光源１６には、小型化のために半導体レーザ素子を用いることが好ましい。レーザの波長は、電磁界発生素子１０の導体１１、軟磁性体１２の材料、スリット１３の大きさとの組み合わせを考慮して選択することが好ましい。半導体レーザ素子の活性層から照射される光１７が、電磁界発生素子１０のスリット１３に入射するように、半導体レーザ素子の活性層の位置と電磁界発生素子１０のスリット１３の位置は調整される。
【０１２５】
記録ヘッド１００では、光源１６によって、電磁界発生素子１０のスリット１３に対して、直線偏光の（すなわち、電界ベクトルが１方向である）光１７を照射することが好ましい。電磁界発生素子１０のスリット１３の第１の方向は、直線偏光の方向と略平行に設けられていることが好ましい。これにより、表面プラズモン２１の発生領域をスリット端部１３１に限定することができる。上記表面プラズモン２１は、導体１１とスリット端部１３１との界面を伝播し、出射面に到達すると近接場１８を発生する。上記のようにスリット１３の第１の方向と光１７の直線偏光の電界ベクトルとを略平行にすることによって、近接場１８の発生する場所を出射面におけるスリット端部１３１近傍に限定できる。したがって、近接場１８が発生する位置と強い磁界１５が発生する位置とを近接することが可能となる。よって、情報記録媒体の所望の位置に、光アシスト磁気記録することが可能となる。
【０１２６】
再生素子２４は、例えばトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）、または、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）等の磁気抵抗効果を利用した素子が用いられる。再生素子２４において、情報記録媒体２０に対して記録ヘッド１００が移動する方向の両側には、磁気シールド層が形成されている。上記磁気シールド層は、再生素子２４を隣接する記録ビットの漏れ磁束から遮蔽するために形成されており、ＮｉＦｅなどの軟磁性体からなる。
【０１２７】
電磁界発生素子１０が備える軟磁性体１２と、再生素子２４の磁気シールド層を形成する軟磁性体とは、一体構造となっていてもよい。この場合、電磁界発生素子１０と再生素子２４との間に設けられる中間層２３は軟磁性体からなる。電磁界発生素子１０が備える軟磁性体１２の一部と、再生素子２４が備える磁気シールド層の一部とを一体構造とすることによって、電磁界発生素子１０と再生素子２４とをより接近して配置することが可能となる。
【０１２８】
なお、記録ヘッド２４では、電磁界発生素子１０が備える第１の軟磁性体１２１および第２の軟磁性体１２２の少なくともいずれかが再生素子と隣接している構成であってもよい。この場合、電磁界発生素子１０を構成する第１の軟磁性体１２１および第２の軟磁性体１２２の少なくともいずれかが、再生素子２４の磁気シールド層として機能する。したがって、電磁界発生素子１０を構成する軟磁性体１２とは別個の磁気シールド層を再生素子２４に設ける必要がない。よって、記録ヘッド１００を小型化することができる。また、再生素子２４に別個の磁気シールド層を形成する必要がないため、製造コストを低減できる。
【０１２９】
電磁界発生素子１０と光源１６との間には、屈折率制御、密着性向上および光源におけるショート防止などを目的として、それぞれの目的に応じた機能性を有する膜を設けてもよい。情報記録媒体２０に対向する、電磁界発生素子１０の面には保護膜を設けてもよい。
【０１３０】
光源１６と電磁界発生素子１０とは、一体構造にしなくてもよい。その場合、電磁界発生素子１０と光源１６との間にレンズ、プリズムおよび鏡などの光学系を設けてもよい。上記構成とすることによって、スライダ１９のうち電磁界発生素子１０を形成する面とは別の面に、光源１６を設置することもできる。
【０１３１】
情報記録媒体２０に対して、記録ヘッド１００が移動する方向を図７の矢印として示す。電磁界発生素子１０は、スリット１３の第１の方向と上記矢印の方向とが平行になるように、記録ヘッド１００に設ければよい。または、スリット１３の第１の方向と上記矢印の方向とが垂直になり、かつ、スリット１３の第１の方向と情報記録媒体２０の記録面とが平行になるように設けてもよい。
【０１３２】
本実施形態に係る記録ヘッド１００は、本発明の一実施形態に係る電磁界発生素子１０備える。情報記録媒体２０上に設けられた記録ビットの位置に近接場１８を作用させることによって、電磁界発生素子１０は記録ビットを局所的に加熱する。すなわち、記録ビットの保磁力を一時的に低下させることができる。電磁界発生素子１０は、近接場１８を作用させるとともに、強い磁界１５を記録ビットの位置に発生する。すなわち、記録ヘッド１００を用いることにより、保磁力の高い磁性材料からなる情報記録媒体２０に対して磁気情報を書き込むことが可能となる。したがって、記録ヘッド１００は光アシスト磁気記録方式における磁気記録ヘッドに好適である。
（記録装置２００）
本発明の一実施形態に係る記録ヘッド１００を備えた記録装置２００について、図８を参照しつつ説明する。
【０１３３】
図８は、記録装置２００の構成を示す概略図である。また、同時に記録装置２００が備える制御部３０のブロック図を示している。記録装置２００は、スピンドル３１、駆動部３６および制御部３０を備えている。記録装置は、磁気ヘッドが備える本発明の一実施形態に係る電磁界発生素子１０が発生する近接場１８および磁界１５を利用して、情報記録媒体２０に情報を記録するための装置である。すなわち、光アシスト磁気記録方式を採用した記録装置である。
【０１３４】
スピンドル３１は、情報記録媒体２０を回転させるためのスピンドルモータのことである。駆動部３６は、アーム２５、回転軸３７および記録ヘッド１００を備えている。アーム２５は、ディスク形状の情報記録媒体２０の略半径方向に沿って記録ヘッド１００を移動させるためのものである。また、支持部の構造はスイングアーム構造となっている。アーム２５は、回転軸３７によって支持されている。したがって、記録ヘッド１００が移動する際の軌跡は、回転軸３７を中心とした円弧となる。上述したように、スライダ１９は、情報記録媒体２０の表面と記録ヘッド１００の近接場１８の出射面との距離を一定に保つ機能を有する。設計段階において、上記距離が最適値となるように記録装置２００は設計されている。本発明の一実施形態に係る電磁界発生素子１０および光源１６は、スライダ１９に搭載され情報記録媒体２０のトラック上を移動する。したがって、記録装置２００は、任意の記録ビットに対して近接場１８および磁界１５を作用させることができる。
【０１３５】
制御部３０は、制御回路３２とアクセス回路３３とレーザおよび磁界駆動回路３４とスピンドル駆動回路３５とを備えている。アクセス回路３３は、回転軸３７を回転することによってアーム２５を移動する。このことによって、情報記録媒体２０上の所望の位置に記録ヘッド１００を走査する。レーザおよび磁界駆動回路３４は、光源１６が照射する光の強度および発光時間を制御する。また、電磁界発生素子に流す電流値を制御することによって、磁界１５の強度および発生時間を制御する。スピンドル駆動回路３５は、情報記録媒体２０の回転駆動を制御する。制御回路３２は、アクセス回路３３、レーザおよび磁界駆動回路３４およびスピンドル駆動回路３５を統括的に制御する。
【０１３６】
次に、図８を参照しながら記録装置２００の動作について説明する。記録装置２００が情報記録媒体２０に対して情報を記録または再生等を行うとき、つまり動作時には、スピンドル駆動回路３５はスピンドル３１を適切な回転数で回転させる。アクセス回路３３は、駆動部３６備える回転軸３７を動かすことによって、上述したように記録ヘッド１００を情報記録媒体２０上の所望の場所へと走査する。レーザおよび磁界駆動回路３４は、決められた強度および時間間隔で光を照射し、決められた強度および時間間隔で磁界１５を発生させる。具体的には、レーザおよび磁界駆動回路３４が光源１６を発光させることにより、電磁界発生素子１０に光１７が照射され近接場１８が発生する。近接場１８が情報記録媒体２０に作用することによって、情報記録媒体２０は昇温される。同様に、レーザおよび磁界駆動回路３４は、情報記録媒体２０に対して印加する磁界１５の強度および時間間隔を制御する。このとき、光源１６は、磁界１５と同様の時間間隔を制御をしてもよいし、発光させ続けてもよい。
【０１３７】
上述のように、レーザおよび磁界駆動回路３４によって制御された近接場１８および磁界１５が情報記録媒体２０に作用することによって、記録装置２００は磁気情報を記録する。制御回路３２は、光源１６の発光、電磁界発生素子１０の磁界発生、駆動部３６の動作およびスピンドル３１の回転を総括的に制御する。このことによって、所望の記録ビットに所望の磁気情報を記録することを実現している。
【０１３８】
情報記録媒体２０は、近接場１８と磁界１５によって磁気情報が記録される磁気情報記録媒体である。近接場１８が作用することによって、情報記録媒体２０が備える記録層が局所的に昇温される。同時に、上記記録層に磁界１５が印加されることによって、記録層内部の磁気モーメントの向きが反転さる。このことによって、記録ビットが形成される。導体１１に電流１４が流すことにより発生する近接場１８の位置と磁界１５を印加する位置とを、本発明の一実施形態に係る電磁界発生素子１０はほぼ同じ位置に設定できる。また、電流１４の方向を制御することによって、情報記録媒体２０へ印加される磁界１５の方向を上向きまたは下向きに制御することができる。
【０１３９】
また、情報記録媒体２０における記録ビットの形成速度すなわち記録速度は、記録層の昇温速度に依存する。この昇温速度は、情報記録媒体２０に作用する近接場１８の強度に依存する。つまり、発生する近接場１８の強度を高めることによって、情報記録媒体２０を所望の温度まで昇温するために必要な時間が短くなる。したがって、近接場１８の強度の強度を高めることによって、記録速度を向上し、情報の転送レートを向上することができる。
【０１４０】
記録装置２００は本発明の一実施形態に係る記録ヘッド１００を備えている。このことによって、高い保磁力を有し熱的に安定な磁性材料である情報記録媒体２０に対して、磁気情報を記録することがでる。
【０１４１】
本発明は上述した各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り、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１４２】
本発明は、光アシスト磁気記録方式を用いた磁気記録装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１４３】
１０ 電磁界発生素子
１１ 導体
１２ 軟磁性体
１２１ 第１の軟磁性体
１２２ 第２の軟磁性体
１３ スリット
１３１ スリット端部
１３２ スリット開放部
１４ 電流
１５ 磁界
１６ 光源
１７ 光
１８ 近接場
１９ スライダ
２０ 情報記録媒体
２１ 表面プラズモン
２２ 基板
２３ 中間層
２４ 再生素子
２５ アーム
２６ レジスト層
３０ 制御部
３１ スピンドル
３２ 制御回路
３３ アクセス回路
３４ レーザおよび磁界駆動回路
３５ スピンドル駆動回路
３６ 駆動部
３７ 回転軸
５０ 電磁界発生素子
６０ 電磁界発生素子
１００ 記録ヘッド
２００ 記録装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は電磁界発生素子、電磁界発生素子を備えた記録ヘッドおよび記録ヘッドを用いた情報記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、光記録媒体、磁気記録媒体およびこれらの媒体の記録再生装置においては、記録容量の大容量化を目指して様々な研究開発が進められている。その中でも、光アシスト磁気記録方式は、次世代の高密度な磁気記録方式として注目を浴びている。
【０００３】
光アシスト磁気記録方式は、高い保磁力を有する磁性体を磁気記録媒体として用い、記録密度の向上を図る技術である。記録密度を高めるためには、磁気記録媒体上に形成する記録ビットのサイズを小さくする必要がある。しかしながら、記録ビットのサイズの微細化に伴い、書き込まれた磁気情報が消失する、という問題が生じる。上記の問題は、磁性体の超常磁性に起因する問題である。記録ビットを小さくすればするほど、記録ビットは不安定になり、磁気秩序を保つことが困難な状態になる。その結果、記録された磁気情報は、わずかなノイズによって消失する。近年の高密度な磁気記録媒体においては、記録ビットの微細化が進められた結果、室温の熱エネルギーによる熱揺らぎでさえ、磁気記録の消失の原因となるほどである。
【０００４】
上記問題は、磁気記録媒体として高い保磁力を有する磁性材料を用いることによって解決することができる。高保磁力の磁性材料は、記録ビットを微細化しても磁気秩序を失いにくいという特色を有している。その一方で、高保磁力の磁性材料に磁気情報を書き込むためには、その保磁力を上回る磁界を発生可能な書き込み素子が必要となる。すなわち、通常の磁気ヘッドでは磁気情報の書き込みができない、という新たな問題が生じる。
【０００５】
そこで、光アシスト磁気記録方式では、磁気記録媒体に光を集光して照射することによって、局所的に磁気記録媒体を加熱し温度を上昇させる。磁性体の保磁力は、温度の上昇に伴い減少するので、加熱された部分の保磁力は局所的に減少し、磁気情報を記録することが可能となる。また近年では、さらなる高密度記録を行うために、局所的に加熱するための手段として近接場を利用する方式も提案されている。
【０００６】
加熱手段として近接場を利用する磁気ヘッドの一例として、磁界を発生させる導体部分にスリットを形成し、上記スリット内に軟磁性体を設けた磁気ヘッドが特許文献１に開示されている。上記スリット部分に光を入射することによって近接場を発生し、磁気記録媒体に近接場が照射される。また、スリット内に軟磁性体を設けることによって、近接場が作用する位置に強い磁界を発生する。
【０００７】
また、導体に狭窄部が形成されており、狭窄部に光が入射することによって近接場が発生し、狭窄部に電流を流すことによって磁界を発生する電磁界発生素子が、例えば特許文献２に開示されている。特許文献２では、上記電磁界発生素子の導体と、導体が堆積された基板との間に、軟磁性体を配置している。上記軟磁性体が、導体より発生した磁束を軟磁性体内に収束することによって強い磁界を発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２０５７８９（２００９年９月１０日公開）
【特許文献２】特開２００６−１２０２９４（２００６年５月１１日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の技術ではスリット内に軟磁性体を配置する必要があるため、スリット幅を狭くする場合に製造が困難になる。一方、より高い保磁力を有した磁性体を磁気記録媒体に利用する場合に、特許文献２の技術を用いて発生する磁界の強度は、磁気情報の書き込みに十分ではない。
【００１０】
本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、スリットのサイズに制約を受けることなく製造することが可能な構造を有しつつ、高い保磁力を有する磁性材料に磁気情報を書き込むことが可能な電磁界発生素子、当該電磁界発生素子を備えた記録ヘッド、および当該記録ヘッドを備えた記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明に係る電磁界発生素子は、
光が照射される面と平行な方向に、スリット開放部とスリット端部とが対向する方向が第１の方向となるスリットが形成されている導体を備え、当該導体に電流が流れると磁界を発生させ、当該スリットに当該光が入射すると近接場を発生させる電磁界発生素子であって、
上記導体の上記光が照射される面の少なくとも一部に設けられる第１の軟磁性体と、
上記導体において、上記スリットが形成されていない面の少なくとも一部に設けられる第２の軟磁性体とを備えていることを特徴としている。
【００１２】
上記の構成によれば、電磁界発生素子は、光が照射される面と平行な方向にスリットが形成されている導体を備えている。電磁界発生素子では、導体に電流が流れると磁界を発生させ、スリットに当該光が入射すると近接場を発生させる。スリットの内部には特別な構造を有していないため、スリットのサイズに制約を受けることなく電磁界発生素子を製造することが可能である。その上で、電磁界発生素子が第１の軟磁性体に加えて第２の軟磁性体を備えていることによって、より多くの磁束を収束する。同時に、第１の軟磁性体および第２の軟磁性体は、高い比透磁率を有する。このことによって、上記スリットの内部および近傍に形成される磁界の強度は高められ、高い保磁力を有する磁性材料に対して磁気情報を書き込むことが可能となる。
【００１３】
本発明に係る電磁界発生素子では、さらに、上記スリットの第１の方向に対して垂直でありかつ上記光が照射される面と平行な方向における上記スリットの上記光が照射される範囲における最大幅が、上記光の波長より短いことが好ましい。
【００１４】
上記の構成によって、導体におけるスリットが形成された面に対して、スリット部分を含むように光が照射されると、近接場のみを発生させると共に、発生した近接場を回折限界を超えた狭い領域に局在化することができる。また、スリットに照射された光はがスリットをそのまま透過することを防ぐことができるので、照射された光が近接場のバックグラウンドとなることを防ぐことができる。
【００１５】
本発明に係る電磁界発生素子では、さらに、第１の軟磁性体と第２の軟磁性体とが直接接していることが好ましい。
【００１６】
上記の構成によって、上記第２の軟磁性体の内部を通る磁束の全てが、上記第１の軟磁性体の内部を通る。すなわち、磁束の収束効果を高めることができ、上記スリットの内部および近傍に形成される磁界の強度をより高められる。
【００１７】
本発明に係る電磁界発生素子では、さらに、上記導体における上記スリットの形成されていない面のすべての面に、上記第２の軟磁性体が設けられていることが好ましい。
【００１８】
上記の構成によって、導体の周辺に発生する磁束のより多くを上記第２の軟磁性体に収束できる。したがって、電磁界発生素子はより強い磁界を発生させることができる。
【００１９】
本発明に係る電磁界発生素子では、さらに、上記導体における上記スリットの形成されていない面のうち、上記スリットの第１の方向と平行な面にのみ、上記第２の軟磁性体が設けられていてもよい。
【００２０】
上記の構成によって、上記導体における上記スリットの形成されていない面のうち、上記スリットの第１の方向と垂直な面には上記第２の軟磁性体が設けられない。すなわち、上記スリットの内部および近傍に形成される磁界において、上記スリットの第１の方向と平行な磁界成分は大きくならない。したがって、上記スリットの内部および近傍に形成される磁界は、上記光が照射される面に対して垂直な成分をより多く含むようになる。
【００２１】
本発明に係る電磁界発生素子では、さらに、上記第２の軟磁性体が、上記光の波長に対して透光性を有しなくてもよい。
【００２２】
上記の構成によって、第２の軟磁性体が照射する光を遮断し、近接場のバックグラウンドとなることを防ぐ。このことにより、電磁界発生素子を設計する際の自由度が上がる。また、第２の軟磁性体が光を遮断することによって、導体の幅を狭めることができる。導体の幅を狭めることによって、第２の軟磁性体をスリットにより近い位置に形成できるため、スリットの内部および近傍により強い磁界を発生することができる。さらに、導体の幅を狭めることによって、電磁界発生素子を作成するために必要な導体の量を削減できるため、製造コストも低減される。
【００２３】
本発明に係る電磁界発生素子では、さらに、照射される上記光は直線偏光であり、上記直線偏光の電界ベクトルは、上記スリットの第１の方向に対して平行な方向であってもよい。
【００２４】
上記の構成によって、スリットを形成する表面のうち、スリットの第１の方向に対して垂直な面にのみ選択的に表面プラズモンを励起することができる。したがって、スリットの形状を制御することによって、近接場の発生領域を制御することが可能となる。
【００２５】
本発明に係る電磁界発生素子では、さらに、上記第１の軟磁性体が、上記光の波長に対して透光性を有さなくてもよい。
【００２６】
上記の構成とすることによって、第１の軟磁性体に用いる材料の選択の幅が広がる。また、第１の軟磁性体が光を遮断することによって、光がスリット以外の経路を通って近接場のバックグラウンドとなることを防ぐ。
【００２７】
本発明に係る電磁界発生素子では、さらに、上記光の照射面のうち上記スリットの近傍を除く部分に、上記第１の軟磁性体が形成されていてもよい。
【００２８】
上記の構成によって、スリットを構成する面のすべてが導体によって構成されることになる。したがって、スリット内部を伝播する表面プラズモンの強度の減衰を抑制することが出来る。したがって、照射した光を効率良く近接場に変換することが出来る。言い換えると、第１の軟磁性体が近接場の強度に与える影響を低減できる。
【００２９】
本発明に係る電磁界発生素子では、さらに、上記光の照射面において、上記第１の軟磁性体と上記スリットとの距離は、上記第１の軟磁性体における表面プラズモンの侵入長以上であってもよい。
【００３０】
上記の構成とすることにより、スリット内部を伝搬する表面プラズモンに対して、第１の軟磁性体が影響を与えない。したがって、照射した光を効率良く近接場に変換することができる。
【００３１】
本発明に係る電磁界発生素子では、さらに、上記光が照射される面の上記スリットを除いた全面に、上記第１の軟磁性体が設けられていてもよい。
【００３２】
上記の構成において、第１の軟磁性体はスリットにより分断されているため、上記第１の軟磁性体内部の磁束を効果的にスリット内部に導入させることがでる。したがって、より強い磁界を発生させることができる。
【００３３】
本発明に係る電磁界発生素子では、さらに、上記第１の軟磁性体が、上記光の波長に対して透光性を有してもよい。
【００３４】
上記の構成によって、第１の軟磁性体に光が照射された際に、光の強度の減衰を抑制することができる。したがって、導体とスリットとの界面で発生する表面プラズモンの強度に対する、第１の軟磁性体の影響を小さくできる。このことは、近接場の強度に対する第１の軟磁性体の影響を小さくできることを意味する。別の言い方をすると、近接場の強度への影響を考慮せず、第１の軟磁性体を設けることができる。これにより、導体における光が照射される面の全面に第１の軟磁性体を形成できるため、磁束の収束効果をより強めることができる。
【００３５】
本発明に係る電磁界発生素子では、さらに、上記スリットが上記スリットの第１の方向と光の照射される方向との両方に平行な対称面に対して対称な形状を有しており、上記対称面に対して、上記導体、上記第１の軟磁性体および上記第２の軟磁性体が対称な構造を有していることが好ましい。
【００３６】
上記の構成によって、電磁界発生素子が発生する磁界が、上記面に対して対称に形成される。よって、上記スリットの内部および近傍において、上記光が照射される面に対して垂直な磁界成分を大きくすることができる。
【００３７】
本発明に係る電磁界発生素子では、さらに、上記導体と上記第１の軟磁性体および第２の軟磁性体とが直接接していることが好ましい。
【００３８】
導体に電流を流すことによって生じる磁束は、導体表面において最も多い。上記の構成によって、より多くの磁束を軟磁性体に収束することが可能となる。その結果、上記スリットの内部および近傍に形成される磁界の強度は高められる。
【００３９】
本発明に係る電磁界発生素子では、さらに、上記第１の軟磁性体および上記第２の軟磁性体が、絶縁性を有した軟磁性体であってもよい。
【００４０】
上記の構成によって、導体から第１の軟磁性体および第２の軟磁性体に電流が流れることを防ぐことが出来る。このことによって、導体に流れる電流密度が低下することを防げるので、電磁界発生素子が発生する磁界の強度を高めることができる。
【００４１】
本発明に係る電磁界発生素子では、さらに、光を照射するための光源として半導体レーザ素子を備え、上記半導体レーザ素子が一体形成されていてもよい。
【００４２】
上記の構成にすることによって、光源からの光をスリットに導入するための光学系が不要となる。したがって、電磁界発生素子の小型化を可能とする。また、光学系が存在しないことにより、光の照射位置にずれが生じることが少ないため経時変化を抑制できる。
【００４３】
本発明に係る記録ヘッドは、本発明の一様態に係る電磁界発生素子と、スライダと、光源とを備えることを特徴としている。
【００４４】
上記の構成によって、電磁界発生素子で発生する強い磁界と近接場とを利用するため、高い保磁力からなる情報記録媒体に対して、磁気情報を記録することができる。
【００４５】
本発明に係る記録ヘッドは、再生素子をさらに備え、電磁界発生素子が備える第１の軟磁性体および第２の軟磁性体の少なくともいずれかが再生素子と隣接していることが好ましい。
【００４６】
上記の構成によって、電磁界発生素子を構成する軟磁性体が、再生素子の磁気シールド層として機能する。したがって、電磁界発生素子を構成する軟磁性体とは別個の磁気シールド層を再生素子に設ける必要がない。よって、記録ヘッドを小型化することができる。また、再生素子に別個の磁気シールド層を形成する必要がないため、製造コストを低減できる。
【００４７】
本発明に係る記録装置は、本発明の一様態に係る記録ヘッドを備えていることを特徴とする。
【００４８】
上記の構成によって、光アシスト磁気記録方式による磁気記録装置を実現できる。記録ヘッドが備える電磁界発生素子が、近接場と強い磁界とを発生するため、情報記録媒体を構成する材料として高い保磁力を有する磁性材料を用いることが出来る。したがって、記録ビットの磁気秩序が不安定になりにくく、熱揺らぎなどのノイズに対しても強い磁気記録装置を実現できる。
【発明の効果】
【００４９】
本発明は、スリットのサイズに制約を受けることなく製造することが可能な構造を有しつつ、高い保磁力を有する磁性材料に磁気情報を書き込むことが可能な電磁界発生素子を実現することができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態に係る電磁界発生素子の概略を示した図である。（ａ）は、電磁界発生素子の斜視図である。（ｂ）は電磁界発生素子を、磁界および近接場を作用させる対象物の方向から見た場合の概略図である。（ｃ）は、（ｂ）の１Ａ−１Ａ線における断面を矢印方向に見た場合の概略図である。（ｄ）は、（ｂ）の１Ｂ−１Ｂ線における断面を矢印方向かに見た場合の概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電磁界発生素子について、図１（ｂ）に示す１Ａ−１Ａ線における断面を矢印方向に見た場合の概略図である。
【図３】電磁界シミュレーションによって得られた、電磁界発生素子が発生する磁界分布を示す図である。（ａ）は、本発明の一実施形態に係る電磁界発生素子の構成に基づくシミュレーション結果を示す。（ｂ）は、参考形態に係る電磁界発生素子の構成に基づくシミュレーション結果を示す。
【図４】本発明の一実施形態に係る電磁界発生素子について得られた電磁界シミュレーションの計算結果を示す図である。磁界強度と第２の軟磁性体の幅との相関関係を示している。
【図５】本発明の一実施形態に係る電磁界発生素子について、磁界および近接場を作用させる対象物の方向から見た場合の概略図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る電磁界発生素子の作成過程を示す概略図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る電磁界発生素子を備えた記録ヘッドの概略図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る電磁界発生素子および記録ヘッドを備えた記録装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
〔実施形態１〕
本発明の電磁界発生素子に関する実施の一形態について、図１〜図４に基づいて説明すれば以下のとおりである。
（電磁界発生素子１０の構成）
本発明の一実施形態に係る電磁界発生素子１０の概略図を、図１に示す。図１（ａ）は、電磁界発生素子１０の斜視図である。図１（ｂ）は、電磁界発生素子１０を、磁界１５および近接場１８を作用させる対象物の方向から見た場合の概略図である。
【００５２】
図１（ａ）および（ｂ）に示すように、電磁界発生素子１０は、導体１１および軟磁性体１２を備える。また、近接場１８を発生させるために光１７を電磁界発生素子１０に照射する。以下において、光１７を照射する面を照射面と呼ぶ。電磁界発生素子１０が備える導体１１には、光１７の照射面と平行な方向にスリット１３が形成されている。ここで、スリット１３のスリット開放部１３１とスリット端部１３２とが対向する方向がスリット１３の第１の方向となるように、スリット１３は形成されている。なお、図１（ｂ）に示す１Ｂ−１Ｂ線は、スリット１３の第１の方向に対して平行な線である。導体１１および軟磁性体１２を備える電磁界発生素子１０の構造は、この１Ｂ−１Ｂ線に対して対称となっていることが好ましい。この理由については後述する。
【００５３】
次に、説明を明確にするために、座標軸を次のように定義する。光１７の照射面をｘｙ平面と定義し、ｘｙ平面に対して直交する方向をｚ軸と定義する。また、ｘｙ平面において、スリット１３の第１の方向をｙ軸と定義し、ｙ軸およびｚ軸に対して垂直な方向をｘ軸と定義する。
【００５４】
スリット１３は、ｚ軸方向には導体１１を貫通している。よって、ｚ軸方向をスリット１３の貫通方向と呼ぶ。一方、ｙ軸方向には、軟磁性体１２および導体１１を残す位置に設けられている（図１（ｂ）参照）。したがって、導体１１に電流１４を流すことによって、導体１１は電磁石として機能し磁界１５が発生する。図１（ａ）および（ｂ）に示す向きに電流１４を流した場合は、磁界１５の矢印が示すように、スリット１３の内部においてｚ軸の負方向の磁界１５が発生する。また、電流１４の方向を反転することによって、磁界１５の向きも反転する。
【００５５】
本実施形態において、スリット１３の形状をｘｙ平面において矩形として図示しているが、スリット１３の形状はこれに限定されない。スリット１３の形状はＶ字形状や半円形状の溝であってもよい。これらの場合、スリット１３の第１の方向は、スリット端部１３１とスリット開放部１３２とをつなぐ方向である。
【００５６】
スリット１３の内部はなにも構造が形成されていない、すなわち空気で満たされた状態でもよい。したがって、電磁界発生素子１０を製造する際に、スリット内部の構造に起因して製造の困難さが変わることはない。すなわち、電磁界発生素子１０はその製造過程において、スリット１３のサイズによる制約を受けない。
（導体１１）
次に、導体１１およびスリット１３について、図１（ｂ）〜（ｄ）を参照して詳しく説明する。図１（ｃ）は、図１（ｂ）の１Ａ−１Ａ線における断面を矢印の方向に見た場合の概略図を示す。図１（ｄ）は、図１（ｂ）の１Ｂ−１Ｂ線における断面を矢印の方向に見た場合の概略図を示す。
【００５７】
導体１１は上述のように電磁石として機能する。導体１１が、より強い磁界を発生するためには、導体１１になるべく大きな電流を流す必要がある。したがって、導体１１に用いる材料は電気伝導率が高いことが好ましい。導体に電流を流すと、導体の抵抗値と、電流値とに応じてジュール熱が発生する。ジュール熱の発熱量が大きくなりすぎると、導体１１の変形、または断線などの熱破壊を引き起こす。より強い磁界を発生するために、電流値を抑制することは好ましくないため、導体１１の抵抗値を低減する、すなわち、導体１１には電気伝導率の高い材料を用いることが好ましい。
【００５８】
図１（ａ）に示す光１７をスリット１３に照射することによって、スリット端部１３１において近接場１８が発生する。この際、近接場１８の強度を表面プラズモン共鳴により増幅するためにも、導体１１は電気伝導率が高いことが望ましい。よって、導体１１に用いる材料は、電気伝導率が高いＡｕ、Ｐｔ、ＡｇおよびＣｕなどの金属であることが好ましい。なお、近接場が発生する原理については後述する。
【００５９】
導体１１の抵抗値を低減するもう１つの方法として、導体１１の断面積が大きくなるように電磁界発生素子１０を設計してもよい。この場合、導体１１の断面積を大きくすることによって抵抗値は低減され、許容される電流値は大きくなるが、上記金属材料の使用量増加に伴うコストアップや、素子の大型化につながる。
（スリット１３）
次に、導体１１に形成するスリット１３について説明する。スリット１３の内部は、上述したようになにも形成されていない、すなわち空気で満たされた状態でもよい。また、スリット１３の内部には誘電体が単に充填されていてもよい。いずれの場合においても、スリット１３の内部に、特別な構造は形成されていない。スリット１３の内部に誘電体を形成する場合には、少なくとも光１７の波長に対して透光性を有する誘電体を用いることが好ましい。
【００６０】
図１（ｂ）に示すように、スリット１３のｘ軸方向の長さをＷ３、ｙ軸方向の長さをＬ３とする。また、スリット１３によって隔てられた導体１１のｘ軸方向の長さは、スリット１３の両側で等しく、それぞれをＷ１とする。導体１１の、スリット１３の端部からｙ軸方向に沿って軟磁性体１２までの長さをＬ１とする。また、図１（ｃ）に示すように、導体１１のｚ軸方向の長さをｈ１とする。
【００６１】
導体１１の構造が１Ｂ−１Ｂ線に対して線対称ではない場合は、発生する磁界１５の向きがスリット１３のｘ軸方向の中心線上において、磁界１５がｘ成分を持つ。したがって、磁界１５はｚ軸と平行にはならずにｘ軸方向に傾くことになる。磁界１５のｚ軸方向の成分を大きくしたい場合、導体１１の形状は、１Ｂ−１Ｂ線に対して線対称であることが好ましい。
【００６２】
導体１１に設けられたスリット１３のＷ３は、磁界１５と近接場１８の発生領域とを微小にするためには、なるべく短い方がよい。特に、光１７がスリット１３をそのまま透過し、近接場１８のバックグラウンドとならないためには、Ｗ３は光１７の波長以下の長さであることが好ましい。また、通常の光では回折現象のため、光１７を集光した際のスポット径を、光１７の波長より小さくすることは出来ない。すなわち、通常の光を用いて光アシスト磁気記録を行う場合、光を照射する最小スポット径は、光の波長に依存し、上記波長より小さなスポットを形成することは出来ない。しかし、Ｗ３を光１７の波長以下の長さに設定することによって、光１７はスリット１３を透過することが出来なくなり、スリット端部１３１において近接場１８のみが発生する。スリット端部１３１における近接場１８の発生領域は、ｘ軸方向はＷ３と同等の領域、そしてｙ軸方向には表面プラズモン２１のスリット１３側の侵入長となる。このように、近接場１８は光の回折限界を超えた狭い領域に局在化させることができる。一方、スリット１３のＷ３が短すぎると、発生する磁界１５および近接場１８の強度が弱くなってしまう。
【００６３】
したがって、電磁界発生素子１０では、スリット１３の第１の方向に対して垂直でありかつ光１７の照射面と平行な方向おけるスリット１３の最大幅（すなわちＷ３）が、光１７の波長より短いことが好ましい。ここで、スリット１３のＷ３は、１０ｎｍ（スリット１３間でトンネル電流により導通が起こらない長さ）〜光１７の波長（光１７がバックグラウンドとならない長さ）であることが好ましく、１０ｎｍ〜光１７の半波長（光１７がバックグラウンドとならない、より好ましい長さ）であることがより好ましい。
（近接場１８）
図１（ｄ）に示すように、光１７を電磁界発生素子１０のスリット１３近傍に照射することによって、導体１１とスリット１３との界面において表面プラズモン２１が励起される。上記表面プラズモン２１は、導体１１とスリット１３との界面をｚ軸の負方向に伝播し、導体１１の端部において近接場１８が発生する。光１７を効率良く近接場１８に変換するためには、導体１１とスリット１３との界面を伝播する表面プラズモン２１の減衰を抑制することが好ましい。表面プラズモン２１の伝播に伴う減衰を抑制するためには、導体１１のＷ１およびＬ１の少なくとも一方は、表面プラズモン２１の侵入長以上であることが好ましい。
【００６４】
表面プラズモン２１の侵入長は、導体１１の材料に依存する。加えて、導体１１とスリット１３との界面で伝播する表面プラズモン２１のモードにも上記侵入長は依存する。典型的な表面プラズモン２１の侵入長は数ｎｍ〜数１０ｎｍである。上記Ｗ１およびＬ１のいずれか一方の長さ、または両方の長さを表面プラズモン２１の侵入長以上に設計するべきかは、導体１１とスリット１３との界面のうち、どの界面に表面プラズモン２１を励起するかに依存する。
【００６５】
軟磁性体１２として、例えばマンガン亜鉛フェライト（Ｍｎ０．５Ｚｎ０．５Ｆｅ２Ｏ４）等のように、光を透過する材料を用いる場合は、光１７がスリット１３以外の部分を透過し、近接場１８のバックグラウンドとなることを防止するため、Ｗ１＋Ｗ３＋Ｗ１およびＬ１＋Ｌ３が光１７の照射範囲（光１７の波長と同程度）よりも長いことが好ましい。よって、Ｗ１およびＬ１は、少なくとも光１７の波長の半分以上であることが好ましい。上記の構成にすることによって、光を透過しない導体１１の設けられている領域が、光１７の照射範囲より広くなり、光１７がスリット１３以外の部分を透過することを防ぐことができる。
【００６６】
導体１１のｚ軸方向の長さｈ１は、表面プラズモン２１が伝播し、近接場１８を発生するために十分に短いこと、すなわち、表面プラズモンの伝播長以下であることが好ましい。上記伝播長は、導体１１の材料および導体１１とスリット１３との界面で伝播する表面プラズモン２１のモードにも依存するが、数１０ｎｍ〜数１０μｍである。表面プラズモン２１の伝播に際して、表面プラズモン２１の減衰を抑制するためにはｈ１が短い方が好ましい。しかしながら、ｈ１を短く設定すると、導体１１の断面積が減少するために導体１１の抵抗値が大きくなり、許容される電流値が小さくなる虞がある。
（軟磁性体１２）
軟磁性体１２は、導体１１に電流を流すことによって生じる磁束を収束することによって、磁界１５の強度を局所的に高めるために設ける。光１７が電磁界発生素子１０に入射するｘｙ平面のうち、少なくとも一部に設けられる軟磁性体を、第１の軟磁性体１２１と定義する。また、上記ｘｙ平面以外の面であって、導体１１とスリット１３との界面を含まない面の少なくとも一部に設けられる軟磁性体を第２の軟磁性体１２２と定義する。すなわち、軟磁性体１２は、第１の軟磁性体１２１と第２の軟磁性体１２２とからなる。
【００６７】
第１の軟磁性体１２１および第２の軟磁性体１２２を備えることによって、上記磁束はｘｙ平面と、ｘｙ平面以外の面に沿う形に収束され、その結果、磁界１５が増強される。したがって、軟磁性体１２は、導体１１に電流を流すことによって生じる磁界の強さよりも、低い保磁力を有している必要がある。なお、軟磁性体１２を配置する場所および形状についての詳細は後述する。
【００６８】
軟磁性体１２として用いる材料は、絶縁性の軟磁性体であることが好ましい。軟磁性体１２が絶縁性を有することによって、導体１１に電流を流した際に軟磁性体１２には電流が流れないために、導体１１における電流密度の減少を抑えることができる。したがって、磁界損失を低減し、導体１１は効率良く磁束を発生することができる。絶縁性軟磁性体としては、例えばマンガン亜鉛フェライト（Ｍｎ０．５Ｚｎ０．５Ｆｅ２Ｏ４）などの絶縁性の高いフェライトを用いることが好ましい。
【００６９】
一方、軟磁性体１２として用いる材料が、導電性の軟磁性体である場合は、導体１１と軟磁性体１２との界面に絶縁層が設けられていることが好ましい。これによって、導体１１に電流を流した際に軟磁性体１２への漏れ電流を防止できる。したがって、軟磁性体１２が絶縁性の軟磁性体である場合と同様に、導体１１における電流密度の減少を抑え、磁界損失を低減することができる。その結果、導体１１は効率良く磁束を発生することができる。
【００７０】
導電性を有する軟磁性体１２の材料として、金属磁性体であるＦｅ、ＣｏおよびＮｉを使用できる。また、上記金属磁性体のうち少なくとも１種類の磁性体を含む材料も、導電性を有する軟磁性体１２の材料として使用できる。上記の導電性の軟磁性体は、比透磁率、飽和磁化などの磁気特性が極めて優れている。したがって、上記の導電性軟磁性体を軟磁性体１２として用いることによって、スリット１３内部に形成する磁界１５の強度を高めることができる。導体１１と軟磁性体１２との界面に設ける絶縁層には、例えばＳｉＯ２層などを用いればよい。
（近接場１８の発生原理）
以下、本発明の一実施形態に係る電磁界発生素子１０における、近接場１８の発生原理について図１を参照して説明する。
【００７１】
図１（ｂ）の１Ｂ−１Ｂ線における断面を、矢印の方向に見た場合の概略図を図１（ｄ）に示す。図１（ｄ）において、電磁界発生素子１０に対して光１７が入射する側のｘｙ平面を入射面とする。また、電磁界発生素子１０において、入射面と対向するｘｙ平面を出射面とする。
【００７２】
図１（ｄ）に示すように、光１７をスリット１３に照射することによって、導体１１とスリット１３との界面において表面プラズモン２１が励起される。励起された表面プラズモン２１は、導体１１とスリット１３との界面を伝播し、出射面まで到達すると近接場１８に変換される。
【００７３】
通常、表面プラズモン２１の電界ベクトルは、表面プラズモン２１が伝播する平面に対して平行な方向とはならない。よって、表面プラズモン２１の励起効率を高めるために、スリット１３に入射する光１７の電界ベクトルは、導体１１とスリット１３との界面に対して垂直であることが望ましい。
【００７４】
本実施形態においては、スリット１３のｘｙ平面における形状を矩形としている（図１（ａ）参照）。そのため、導体１１とスリット１３との界面には、スリット端部１３１を含むxz平面に形成される第１の界面と、スリット端部１３１およびスリット開放部１３２の間に存在するyz平面に形成される第２の界面とが存在する。第１の界面に対して垂直な方向はｙ軸方向であり、第２の界面に対して垂直な方向はｘ軸方向である。したがって、光１７の電界ベクトルの方向は、ｘ軸方向、またはｙ軸方向のいずれかとすることが好ましい。
【００７５】
光１７の電界ベクトルの方向がｘ軸方向の場合、対向する２つの第２の界面において表面プラズモン２１が励起され、そして伝播する。よって、出射面において発生する近接場１８は、上記２つの第２の界面において励起および伝播する表面プラズモン２１の重ね合わせとなる。
【００７６】
一方、光１７の電界ベクトルの方向がｙ軸方向の場合、第１の界面において表面プラズモン２１が励起および伝播され、出射面において近接場１８が発生する。したがって、光１７の電界ベクトルの方向をｙ軸方向とすることによって、電界ベクトルの方向をｘ軸方向とした場合と比較して、近接場１８の発生領域をより微小にすることができる。光１７の電界ベクトルの方向をｙ軸方向とする場合、発生する近接場１８の強度を最大とするためには、光１７の強度分布のピーク位置が、スリット端部１３１の位置に対応するように光１７を照射することが好ましい。なお、以下では簡単のため、光１７の強度分布のピーク位置を、光１７の照射位置とする。
【００７７】
また、光１７の電界ベクトルの方向をｘ軸方向とする場合、光１７の照射位置を、スリット端部１３１からｙ軸の正方向にずらすことによって、発生する近接場１８の強度を高めることができる。これは、上記照射位置をスリット端部１３１からｙ軸の正方向にずらすことによって、スリット１３に照射される光量が増加するためである。一方で、上記照射位置をスリット端部１３１とした場合と比較して、第２の界面のさらに広い領域から近接場１８が発生することになる。その結果、磁界１５が生じる領域以外に近接場１８が発生することになる。磁気記録媒体に、磁気情報を記録するための電磁界発生素子としては、磁界１５の発生領域と、近接場１８の発生領域とが、なるべく一致していることが好ましい。磁界１５の発生領域と、近接場１８の発生領域とをほぼ一致させるためには、光１７の照射位置をスリット端部１３１とすることが好ましい。以下、光１７の電界ベクトルの向きに関わらず、光１７の照射位置を、スリット端部１３１のｘ軸方向における中央として説明する。
（磁界１５の発生原理）
以下、本発明の一実施形態に係る電磁界発生素子１０における、磁界１５の発生原理について図１を参照して説明する。
【００７８】
導体１１に、図１（ａ）に示す向きに電流１４を流すと、電磁界発生素子１０の周辺には点線矢印の向きの磁界１５が発生する。導体１１が電磁石として機能し、その周辺には右ネジの法則に従って磁束が生じるためである。導体１１にはスリット１３が設けられているため、磁界１５の分布はスリット端部１３１に局在化する。
【００７９】
電磁石に流す電流と、その電磁石が発生する磁界強度とは、正の相関関係を持っている。したがって、導体１１に流す電流１４が大きいほど、発生する磁界１５は強くなる。しかしながら、導体１１に流すことのできる電流値には上限がある。導体１１に電流１４を流すと、導体１１の抵抗値と流す電流値とに依存して、ジュール熱が発生する。このジュール熱による発熱量が電磁界発生素子１０の許容する発熱量より大きい場合、導体１１が変形する、または断線するなどの熱破壊が生じる。導体１１に流す電流値に上限があるのはこのためである。
（軟磁性体１２の場所および形状）
以下、本発明の一実施形態に係る電磁界発生素子１０における、軟磁性体１２の場所および形状について図１および図２を参照して説明する。
【００８０】
図１（ａ）に示すように、軟磁性体１２は、第１の軟磁性体１２１と第２の軟磁性体１２２とからなる。以下の説明において、第１の軟磁性体１２１と第２の軟磁性体１２２は、連続して形成されているものとして説明するが、これに限らずそれぞれは離間していてもよい。
【００８１】
第１の軟磁性体１２１は、電磁界発生素子１０の入射面のうち、スリット１３を除く領域に形成されている。スリット１３はスリット開放部１３２を備えているので、光１７の入射方向から見た場合、第１の軟磁性体１２１はコの字型に形成されている。第２の軟磁性体１２２は、導体１１のスリット１３の貫通方向に平行な面のうち、スリット１３とスリット開放部１３２を含む面とを除く領域に形成されている。したがって、光１７の入射方向から見た場合、第２の軟磁性体１２２はコの字型に形成されている。
【００８２】
電磁界発生素子１０では、導体１１と、第１の軟磁性体１２１および第２の軟磁性体１２２とが直接接している。これにより、より多くの磁束を軟磁性体１２に収束することが可能となる。その結果、スリット１３の内部および近傍に形成される磁界の強度は高められる。また、電磁界発生素子１０では、第１の軟磁性体１２１と第２の軟磁性体１２２とが直接接している。これにより、第２の軟磁性体１２２の内部を通る磁束の全てが、第１の軟磁性体１２１の内部を通る。すなわち、磁束の収束効果を高めることができ、スリット１３の内部および近傍に形成される磁界の強度をより高められる。
【００８３】
導体１１の形状が、図１（ｂ）に示す１Ｂ−１Ｂ線に対して対称であることが好ましいことは、導体１１とスリット１３の項において述べた。導体１１の場合と同様に、第１の軟磁性体１２１および第２の軟磁性体１２２の形状は、１Ｂ−１Ｂで示す線に対して対称であることが好ましい。したがって、スリット開放部１３２を含む面における第２の軟磁性体１２２のｘ軸方向の長さは、スリットを挟んだ両側において等しいことが好ましい。図１（ｂ）において、上記長さをＷ２として示している。また、スリット開放部１３２を含む面における第１の軟磁性体１２１のｘ軸方向の長さは、スリットを挟んだ両側においてＷ１＋Ｗ２となる。本願明細書において、導体１１、第１の軟磁性体１２１および第２の軟磁性体１２２の形状は、１Ｂ−１Ｂで示す線に対して対称であるとして説明をしている。したがって、スリット１３を挟んだ両側において、上記の各長さを、Ｗ１、Ｗ２およびＷ１＋Ｗ２として示している。
【００８４】
以上のように、電磁界発生素子１０では、スリット１３がスリット１３の第１の方向と光の照射される方向との両方に平行な対称面に対して対称な形状を有しており、当該対称面に対して、導体１１、第１の軟磁性体１２１および上記第２の軟磁性体１２２が対称な構造を有している。この構成によって、電磁界発生素子１０が発生する磁界が、上記対称面に対して対称に形成される。よって、スリット１３の内部および近傍において、光１７が照射される面に対して垂直な磁界成分を大きくすることができる。
【００８５】
スリット開放部１３２を含む面における第２の軟磁性体１２２のｘ軸方向の長さが、スリット１３を挟んだ両側において異なる場合、一端における上記長さをＷ２’、もう一端における上記長さをＷ２”とする。スリット開放部１３２を含む面における第１の軟磁性体１２１のｘ軸方向の長さも、Ｗ１＋Ｗ２’およびＷ１＋Ｗ２”となり、スリット１３の両側において異なる値となる。第１の軟磁性体１２１および第２の軟磁性体１２２の形状が、１Ｂ−１Ｂで示す線に対して線対称ではなくなることによって、電磁界発生素子１０の発生する磁界１５の対称性がｘ軸方向に関して失われる。具体的には、スリット１３内の１Ｂ−１Ｂで示す線上において磁界１５がｘ成分を持ち、ｘ軸方向に傾く。
【００８６】
磁界１５のスリット１３貫通方向の成分、すなわちｚ成分を強くするためには、磁界１５が上記ｘ成分を持たない方が好ましい。したがって、第１の軟磁性体１２１および第２の軟磁性体１２２の形状は、１Ｂ−１Ｂで示す線に対して対称であることが好ましい。
【００８７】
図１（ｂ）に示す図において、１Ｂ−１Ｂで示す線上における第２の軟磁性体１２２の長さをＬ２とする。したがって、１Ｂ−１Ｂで示す線上における第１の軟磁性体１２１の長さはＬ１＋Ｌ２となる。図１（ａ）に示すように、第１の軟磁性体１２１は、光１７の照射面において導体１１と第２の軟磁性体１２２の存在する領域にのみ形成されている。
【００８８】
また、図１（ｃ）に示すように、第２の軟磁性体１２２のｚ軸方向の長さをｈ１、第１の軟磁性体１２１のｚ軸方向の長さをｈ２とする。第１の軟磁性体１２１が透光性を有しない場合、ｈ２は数１０ｎｍ以下であることが好ましい。入射面が透光性を有しない第１の軟磁性体１２１であっても、光１７は第１の軟磁性体１２１にわずかに侵入することが出来る。上記侵入できる距離を侵入長と呼び、光１７が導体１１に到達するためには、ｈ２が侵入長よりも短い必要がある。ｈ２が数１０ｎｍ以下であれば、第１の軟磁性体１２１において光１７は減衰されるが、導体１１に到達できるので、導体１１とスリット１３との界面において表面プラズモン２１を励起することができる。
【００８９】
上記の第１の軟磁性体１２１に加えて、第２の軟磁性体１２２も透光性を有しない場合、すなわち、軟磁性体１２が透光性を有しない場合、Ｗ２+Ｗ１+Ｗ３+Ｗ１+Ｗ２およびＬ１+Ｌ２+Ｌ３が光の照射範囲よりも長くなることが好ましい。Ｗ２+Ｗ１+Ｗ３+Ｗ１+Ｗ２は、電磁界発生素子１０のｘ軸方向の長さであり、Ｌ１+Ｌ２+Ｌ３は電磁界発生素子１０のｙ軸方向の長さである。上記のように、電磁界発生素子のｘ軸およびｙ軸方向の長さが、光１７の照射範囲よりも長いことによって、光１７がスリット１３以外の経路を通って出射面に到達し、近接場１８のバックグラウンドとなることを防ぐことが出来る。また、Ｗ１+Ｗ２およびＬ１+Ｌ２が少なくとも光１７の波長の半分以上の長さであることが好ましい。
【００９０】
本実施形態においては、第１の軟磁性体１２１と第２の軟磁性体１２２とが同じ材料からなるとして説明しているが、上記それぞれの軟磁性体は異なる材料からなっていてもよい。第１の軟磁性体１２１と第２の軟磁性体１２２とが異なる材料からなり、いずれかの軟磁性体が透光性を有しない場合は、Ｗ２+Ｗ１+Ｗ３+Ｗ１+Ｗ２およびＬ１+Ｌ２+Ｌ３が光の照射範囲よりも長くなることが好ましい。上記の構成とすることによって、光１７がスリット１３以外の経路を通って出射面に到達し、近接場１８のバックグラウンドとなることを防ぐことが出来る。
【００９１】
第１の軟磁性体１２１と第２の軟磁性体１２２の少なくとも一方が透光性を有しない場合、導体１１のＷ１およびＬ１が短いほど、第２の軟磁性体をスリット１３に近接して設けることが可能なため、導体１１より生じた磁束を収束しやすい。したがって、Ｗ１およびＬ１を長くした場合と比較して、磁界１５の強度を高めることができる。
【００９２】
一方で、ｈ１を一定とした場合、Ｗ１およびＬ１を短くすることは、導体１１の断面積を小さくすることを意味する。導体１１の断面積が小さくなると、導体１１の抵抗値が大きくなり、ジュール熱の発熱量が大きくなる。導体１１が熱によって破壊されることを防ぐためには導体１１に流す電流値を抑制する必要があり、電流値を抑制することは発生させる磁界が小さくなることを意味する。よって、導体１１の各パラメータは、導体１１に用いる材料、発生したい磁界強度、許容される発熱量など、様々な要件を考慮して決定する必要がある。
【００９３】
電磁界発生素子１０では、導体１１におけるスリット１３の形成されていない面のすべての面に、第２の軟磁性体１２２が設けられていることが好ましい。これにより、導体１１の周辺に発生する磁束のより多くを第２の軟磁性体１２２に収束できる。したがって、電磁界発生素子１０は、より強い磁界を発生させることができる。
【００９４】
電磁界発生素子１０では、導体１１におけるスリット１３の形成されていない面のうち、スリット１３の第１の方向と平行な面にのみ、第２の軟磁性体１２２が設けられていてもよい。この場合、導体１１におけるスリット１３の形成されていない面のうち、スリット１３の第１の方向と垂直な面には第２の軟磁性体１２２が設けられない。すなわち、スリット１３の内部および近傍に形成される磁界において、スリット１３の第１の方向と平行な磁界成分は大きくならない。したがって、スリット１３の内部および近傍に形成される磁界は、光１７が照射される面に対して垂直な成分をより多く含むようになる。
【００９５】
電磁界発生素子１０では、光１７の照射面のうちスリット１３の近傍を除く部分に、第１の軟磁性体１２１が形成されていてもよい。この場合、スリット１３を構成する面のすべてが導体１１によって構成されることになる。したがって、スリット１３内部を伝播する表面プラズモンの強度の減衰を抑制することが出来る。したがって、照射した光１７を効率良く近接場に変換することが出来る。言い換えると、第１の軟磁性体１２１が近接場の強度に与える影響を低減できる。
【００９６】
電磁界発生素子１０では、光１７が照射される面のスリット１３を除いた全面に、第１の軟磁性体１２１が設けられていてもよい。この場合、第１の軟磁性体は１２１スリット１３により分断されているため、第１の軟磁性体１２１内部の磁束を効果的にスリット１３内部に導入させることがでる。したがって、より強い磁界を発生させることができる。
【００９７】
第１の軟磁性体１２１が、光１７の波長に対して透光性を有してもよい。
【００９８】
第１の軟磁性体１２１に光１７が照射された際に、光１７の強度の減衰を抑制することができる。したがって、導体１１とスリット１３との界面で発生する表面プラズモンの強度に対する、第１の軟磁性体１２１の影響を小さくできる。このことは、近接場の強度に対する第１の軟磁性体１２１の影響を小さくできることを意味する。別の言い方をすると、近接場の強度への影響を考慮せず、第１の軟磁性体１２１を設けることができる。これにより、導体１１における光１７が照射される面の全面に第１の軟磁性体１２１を形成できるため、磁束の収束効果をより強めることができる。
（電磁界発生素子５０）
本実施形態に係る変形例である電磁界発生素子５０を図２に示す。図２は、電磁界発生素子５０について、図１（ｂ）に示す１Ａ−１Ａで示す線における断面を矢印の方向から見た場合の概略図である。なお、電磁界発生素子１０と同様の部材については同様の符号を付し、その説明を省略する。
【００９９】
電磁界発生素子５０において、第１の軟磁性体１２１は光１７の入射面のスリット１３周辺を除く領域に形成されている。すなわち、スリット１３の周辺領域は導体１１のみで構成されている。したがって、光１７が第１の軟磁性体１２１において減衰されることがなく、電磁界発生素子１０と比較して表面プラズモン２１を効率良く励起することが可能である。
【０１００】
また、第１の軟磁性体１２１が透光性を有する場合は、第１の軟磁性体１２１による光１７の減衰が少ない。したがって、ｈ２が長い場合でも、光１７は導体１１に到達し表面プラズモン２１を励起することができる。ただし、あまりにｈ２を長くすると、第１の軟磁性体１２１の内部で光１７が干渉する。上記干渉を防ぐためには、ｈ２の光学距離を光１７の波長の１／４以下とすることが好ましい。
（電磁界発生素子の形成方法）
以下に、本実施形態に係る電磁界発生素子５０の形成方法を、図６を参照しながら説明する。なお、図６（ａ）から（ｇ）は、図１（ｂ）の１Ａ−１Ａ線を矢印方向から見た場合の断面図を示している。
【０１０１】
表面プラズモン２１を励起するために照射する光１７の波長に対して透光性を有する基板２２上に、第１の軟磁性体１２１の薄膜を形成する。その後、導体１１が形成される部分の第１の軟磁性体１２１を除去し、図６（ａ）に示す形状とする。以下の工程においても同様であるが、パターン形成にはこの際、第１の軟磁性体１２１のパターン形成にはリソグラフィプロセスを用いる。また、第１の軟磁性体１２１から、導体１１が形成される部分を除去するためには、エッチング、またはリフトオフなどの方法を用いればよい。以下の形成過程でも同様に、パターン形成にはリソグラフィプロセスを用い、材料の除去にはエッチング、またはリフトオフなどの方法を用いる。
【０１０２】
次に、導体１１が形成される部分、すなわち、上記工程により第１の軟磁性体１２１が除去された部分および第１の軟磁性体１２１上に、レジスト層２６を形成する（図６（ｂ）参照）。レジスト層２６は、スピンコートなどの方法で形成した後、リソグラフィプロセスを用いてパターン形成を行う。次に、図６（ｃ）に示すように第２の軟磁性体１２２を成膜する。その後、レジスト層２６をリフトオフすることにより、第２の軟磁性体１２２が除去される（図６（ｄ）参照）。さらに、図６（ｅ）に示すように導体１１を成膜し、その表面を研磨することによって導体１１の突出部を除去する（図６（ｆ）参照）。上記研磨は、第２の軟磁性体１２２の層に到達したと同時に、または、到達直後に終了することが好ましい。最後に収束イオンビーム（ＦＩＢ）加工により、導体１１の一部分を除去することによってスリット１３を形成する（図６（ｇ）参照）。
【０１０３】
第１の軟磁性体１２１および第２の軟磁性体１２２の少なくともいずれかに導電性軟磁性体を用いる場合には、導体１１から導電性軟磁性体への漏れ電流を防ぐ必要がある。そのためには、多層膜を形成する工程において、導体１１と導電性軟磁性体との界面に絶縁層を形成する必要がある。絶縁層を形成する材料としては、例えばＳｉＯ２を用いることができる。
【０１０４】
本実施形態は電磁界発生素子５０を一例としてその形成方法を説明したが、電磁界発生素子１０および６０についても、上記形成方法を用いて形成することが可能である。また、本実施形態に係る電磁界発生素子を形成可能であれば、形成方法は上記形成方法に限定されない。
〔実施例１〕
以下、実施形態１に係る電磁界発生素子１０が発生する磁界１５の強度について、電磁界シミュレーションの結果を図３（ａ）に示す。なお、電磁界発生素子１０のシミュレーション結果と比較するために、比較形態の電磁界発生素子についても、電磁界シミュレーションの結果を図３（ｂ）に示す。上記比較形態の電磁界発生素子は、第１の軟磁性体１２１のみを備えた電磁界発生素子であり、特許文献１に記載の電磁界発生素子に対応する。また、電磁界発生素子１０において、Ｗ２が０である場合に対応する。
【０１０５】
電磁界シミュレーションを計算する際、電磁界発生素子１０の各種パラメータを以下のように設定した。
・導体１１に流す電流値＝１ｍＡ
・軟磁性体１２の比透磁率＝１００００
・Ｗ１＝５０ｎｍ
・Ｌ１＝５０ｎｍ
・ｈ１＝５０ｎｍ
・Ｗ２＝５０ｎｍ
・Ｌ２＝５０ｎｍ
・ｈ２＝１０ｎｍ
・Ｗ３＝５０ｎｍ
なお、なお図３に示す断面図は、図１（ｂ）に示す１Ａ−１Ａ線と平行で、スリット端部１３１からｙ軸方向に＋２５ｎｍの位置における断面を示した図である。シミュレーション結果の一例として、上記断面におけるシミュレーション結果を示す。また、電流１４の方向は図１（ａ）および（ｂ）に示す方向としている。
【０１０６】
電磁界発生素子１０の上記断面における磁界強度分布を図３（ａ）に示し、比較形態の電磁界発生素子の上記断面における磁界強度分布を図３（ｂ）に示す。図３において、矢印は、それぞれの電磁界発生素子が発生する磁界の方向と大きさとを示すベクトルである。また、電磁界発生素子１０におけるスリット１３のｘ軸方向の中心線を１Ｃ−１Ｃ線で示している。同様に比較形態の電磁界発生素子におけるスリット１３のｘ軸方向の中心線を１Ｃ’−１Ｃ’線で示している。なお、以下では１Ｃ−１Ｃ線と１Ｃ’−１Ｃ’線とを総称して中心線と記載する。
【０１０７】
実施形態１に係る電磁界発生素子１０および比較形態に係る電磁界発生素子は、中心線に対して対称な構成を備えている。したがって、発生される磁界１５も中心線に対して対称な結果となった。また、スリット１３の貫通方向、すなわちｚ軸方向に直行する面内において、ｘ軸方向における磁界１５のｚ成分は、中心線上において最大値をとり、中心線から距離が離れるほど減少していくことを確認した。
【０１０８】
中心線上にあり、近接場１８の出射面から１５ｎｍ離れた位置における磁界１５の強度は、電磁界発生素子１０において８９００Ａ／ｍであったのに対し、参考形態の電磁界発生素子において８３００Ａ／ｍであった。この結果より、第２の軟磁性体１２２が設けられていることによって、電磁界発生素子が発生する磁界強度が高められることを確認した。なお、出射面から１５ｎｍ離れた位置とは、磁気記録媒体（図示していない）上の記録ビットが存在する位置とおよそ対応する。
【０１０９】
上記の結果は、次のように理解することができる。電磁界発生素子１０は、第１の軟磁性体１２１に加えて第２の軟磁性体１２２を備えている（図３（ａ）参照）。より具体的には、導体１１のｙ軸に平行な面のうちの２面に連続して軟磁性体１２が形成されており、軟磁性体１２は導体１１から生じた磁束が流れる方向に沿って配置されている。このように配置された軟磁性体１２は、以下のような効果を有する。
・軟磁性体１２が、導体１１から生じる磁束の多くを収束する。
・軟磁性体１２が有する高い比透磁率によって、収束された磁束の強度が高められる。
・軟磁性体１２が、導体１１から生じる磁束を折り曲げて収束するために、軟磁性体１２外部への漏れ磁束を低減する。
・導体１１から生じる磁束は、より長い距離にわたって軟磁性体１２中を通過する。
【０１１０】
これらの効果によって、第１の軟磁性体１２１のみを備える比較形態の電磁界発生素子と比較して、所望の位置の磁界１５の強度を高めることを実現する。なお、所望の位置とは、記録ビットが存在する位置である。
〔実施例２〕
実施形態１に係る電磁界発生素子５０が発生する磁界強度と、第２の軟磁性体１２２のＷ２およびＬ２との相関関係について、電磁界シミュレーションを計算した結果を図４に示す。このシミュレーションにおいて、Ｗ２＝Ｌ２と設定している。電磁界発生素子５０において、光１７の入射面全面ではなく、スリット１３の周辺を除く領域に第１の軟磁性体１２１が形成されている（図２参照）。今回のシミュレーションにおいては、第１の軟磁性体１２１とスリット１３との距離Ｗ４を１０ｎｍとした。
【０１１１】
電磁界シミュレーションを計算する際、電磁界発生素子５０の各種パラメータを以下のように設定した。
・導体１１に流す電流値＝１ｍＡ
・軟磁性体１２の比透磁率＝１００００
・Ｗ１＝５０ｎｍ
・Ｌ１＝５０ｎｍ
・ｈ１＝５０ｎｍ
・ｈ２＝１０ｎｍ
・Ｗ３＝５０ｎｍ
・Ｗ４＝１０ｎｍ
なお、スリット１３の貫通している方向に対して直交する面のうち、スリット１３の中心、すなわち１Ｂ−１Ｂ線上に位置し、スリット端部１３１からｙ軸の正方向に２５ｎｍ離れた位置の磁界強度を図４に示している。スリット１３の貫通方向に対して直交する面内において、上記の位置が磁界強度の最大値を示す位置であった。
【０１１２】
電磁界発生素子５０において、Ｗ２が０の場合、すなわち第２の軟磁性体１２２が設けられていない場合の磁界強度は７１００Ａ／ｍであった。これに対して、Ｗ２およびＬ２が０．１ｎｍの第２の軟磁性体１２２を設けることによって、少なくともシミュレーション上においては、磁界強度は８０００Ａ／ｍまで高められることが分かった（図４参照）。この結果より、光の入射面全面ではなく、スリット１３周辺を除く領域に第１の軟磁性体１２１が形成された電磁界発生素子５０においても、第２の軟磁性体１２２を備えることによって磁界強度を高められることを確認した。
【０１１３】
さらに、第２の軟磁性体１２２のＷ２およびＬ２を大きくするに伴って、磁界強度が単調増加することも確認した。図示していないが、第２の軟磁性体１２２のＷ２およびＬ２を大きくするに伴って磁界強度が単調増加することは、電磁界発生素子１０においても同様であることを確認している。上記の結果より、電磁界発生素子の発生する磁界強度を高めるためには、第２の軟磁性体１２２のＷ２およびＬ２は大きいほど好ましいことを確認した。一方で、Ｗ２およびＬ２を大きくすることは、磁性材料の使用量増加に伴うコストアップおよび素子サイズの大型化につながる。
〔実施形態２〕
本発明の別の実施形態に係る電磁界発生素子６０について、図５を参照して説明する。図５は、電磁界発生素子６０について、磁界および近接場を作用させる対象物の方向から見た場合の概略図である。なお、電磁界発生素子１０および５０と同様の部材については同様の符号を付し、その説明を省略する。
【０１１４】
電磁界発生素子６０は、導体１１におけるスリット１３の第１の方向に平行なｙｚ面のうち、スリット１３が形成されていない面に第２の軟磁性体１２２が形成されている。言い換えると、導体１１におけるスリット１３の第１の方向に垂直なｘｚ面には、第２の軟磁性体１２２が設けられていない点において、電磁界発生素子６０は電磁界発生素子１０と異なる。電磁界発生素子６０が上記の構成を備えることによって、スリット１３の内部に発生する磁界１５の向きがｚ軸に対してより平行に近くなる。その理由は以下のように理解できる。
【０１１５】
図５に示す電磁界発生素子６０の導体１１において、電流１４がｙ軸の正方向へ流れる領域を第１の長辺部分とし、電流１４がｙ軸の負方向へ流れる領域を第２の長辺部分とする。また、導体１１において、電流１４がｘ軸の正方向へ流れる部分を短辺部分とする。したがって、電磁界発生素子６０が発生する磁界１５は、第１の長辺部分が発生する第１の磁界と、第２の長辺部分が発生する第２の磁界と、短辺部分が発生する第３の磁界との和となる。
【０１１６】
導体１１の第１の長辺部分において、導体１１の周辺には右ネジの法則に従って第１の電界が形成される。第１の磁界の強度は、図５に示す第２の軟磁性体１２２および図５には図示されない第１の軟磁性体１２１によって高められている。また、スリット１３の内部において、第１の磁界の向きは第１のｚ成分に加えて第１のｘ成分を持っている。
【０１１７】
導体１１の第２の長辺部分においても、第１の長辺部分の場合と同様に、第１の軟磁性体１２１および第２の軟磁性体１２２によって磁界強度を高められた第２の磁界が、導体１１の周辺に形成される。したがって、第２の長辺部分がスリット１３の内部に形成する第２の磁界の向きは第２のｚ成分に加えて第２のｘ成分を持っている。
【０１１８】
電磁界発生素子６０において、導体１１の第１の長辺部分と第２の長辺部分とに流れる電流１４は平行かつ逆向きである。したがって、第１のｘ成分と第２のｘ成分とは、お互いに逆向きであり打ち消しあう。特に、電磁界発生素子６０が、スリット１３の中心線である１Ｂ’−１Ｂ’線に対して線対称な構成である場合、１Ｂ’−１Ｂ’線を含むｙｚ面内において第１のｘ成分と第２のｘ成分とは等しい。したがって、第１のｘ成分と第２のｘ成分との和はゼロとなり、上記ｙｚ面内における第１の磁界と第２の磁界との和は、第１のｚ成分と第２のｚ成分との和となる。
【０１１９】
一方、導体１１の短辺部分ではｘ軸方向に電流１４が流れるため、スリット１３の内部に形成される第３の磁界は、第３のｚ成分と第３のｙ成分とを有している。電磁界発生素子６０において短辺部分は１つであるため、第３のｙ成分は打ち消されない。
【０１２０】
本実施形態の電磁界発生素子６０では、第３のｙ成分は第１のｚ成分および第２のｚ成分の５７％程度であり、磁界１５のｙ成分は磁界１５のｚ成分の１９％である。これに比べて、軟磁性体を設けていない電磁界発生素子と、第１の実施形態の電磁界発生素子６０とでは、第３のｙ成分は第１のｚ成分および第２のｚ成分の７２％程度であり、磁界１５のｙ成分は磁界１５のｚ成分の２４％である。
【０１２１】
スリット１３の内部において、第１の磁界と第２の磁界と第３の磁界との和である磁界１５は、第１のｚ成分と第２のｚ成分と第３のｚ成分と第３のｙ成分との和となる。上記のように、ｙ軸方向の磁界成分が打ち消されずに残ったままとなるが、電磁界発生素子６０では、導体１１に関して、スリット１３の第１の方向に垂直なｘｚ面に軟磁性体１２が設けられていない。そのため、第３のｚ成分と第３のｙ成分とは第２の軟磁性体１２２によって高められていない。特に第３のｙ成分は、第１のｚ成分および第２のｚ成分と比較してとても小さい。したがって、電磁界発生素子６０がスリット１３の内部に発生する磁界１５は、ｚ軸に対してより平行度の高い磁界となる。よって、本電磁界発生素子６０を磁気記録に利用する場合には、より垂直磁気記録に適した電磁界発生素子となる。
〔実施形態３〕
本発明の一実施形態に係る電磁界発生素子を備えた記録ヘッド１００について、図７に基づいて説明する。また、本発明の一実施形態に係る記録ヘッド１００を備えた記録装置について、図８に基づいて説明する。
（記録ヘッド）
図７は、本発明の実施形態１に係る電磁界発生素子１０を備えた記録ヘッド１００の構成例を示す概略図である。記録ヘッド１００は、少なくとも、電磁界発生素子１０とスライダ１９と光源１６と再生素子２４からなる。また、情報記録媒体２０上に記録ヘッド１００は浮上している。
【０１２２】
アーム２５は、スライダ１９に接続されている。上記スライダ１９の端部には、再生素子２４が形成されている。また、再生素子２４に隣接して、光源１６と電磁界発生素子１０とが一体形成されている。再生素子２４と、光源１６および電磁界発生素子１０は、例えばＡｕＳｎなどの中間層２３により接着されている。
【０１２３】
スライダ１９の材料は、ＡｌＴｉＣが好ましいが、光源１６を構成する材料の一つでもよい。スライダ１９の情報記録媒体２０に対向する面（ＡＢＳ面）には、特定の形状のパターンが形成されている。上記パターンが形成されていることによって、情報記録媒体２０の回転に伴ってスライダ１９が風圧を受ける。アーム２５からスライダ１９が受ける力と、上記風圧により生じる力とが釣り合う位置にスライダ１９は浮上する。その結果、スライダ１９は、情報記録媒体２０上を数ｎｍ〜数１０ｎｍの高さで浮上する。
【０１２４】
光源１６には、小型化のために半導体レーザ素子を用いることが好ましい。レーザの波長は、電磁界発生素子１０の導体１１、軟磁性体１２の材料、スリット１３の大きさとの組み合わせを考慮して選択することが好ましい。半導体レーザ素子の活性層から照射される光１７が、電磁界発生素子１０のスリット１３に入射するように、半導体レーザ素子の活性層の位置と電磁界発生素子１０のスリット１３の位置は調整される。
【０１２５】
記録ヘッド１００では、光源１６によって、電磁界発生素子１０のスリット１３に対して、直線偏光の（すなわち、電界ベクトルが１方向である）光１７を照射することが好ましい。電磁界発生素子１０のスリット１３の第１の方向は、直線偏光の方向と略平行に設けられていることが好ましい。これにより、表面プラズモン２１の発生領域をスリット端部１３１に限定することができる。上記表面プラズモン２１は、導体１１とスリット端部１３１との界面を伝播し、出射面に到達すると近接場１８を発生する。上記のようにスリット１３の第１の方向と光１７の直線偏光の電界ベクトルとを略平行にすることによって、近接場１８の発生する場所を出射面におけるスリット端部１３１近傍に限定できる。したがって、近接場１８が発生する位置と強い磁界１５が発生する位置とを近接することが可能となる。よって、情報記録媒体の所望の位置に、光アシスト磁気記録することが可能となる。
【０１２６】
再生素子２４は、例えばトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）、または、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）等の磁気抵抗効果を利用した素子が用いられる。再生素子２４において、情報記録媒体２０に対して記録ヘッド１００が移動する方向の両側には、磁気シールド層が形成されている。上記磁気シールド層は、再生素子２４を隣接する記録ビットの漏れ磁束から遮蔽するために形成されており、ＮｉＦｅなどの軟磁性体からなる。
【０１２７】
電磁界発生素子１０が備える軟磁性体１２と、再生素子２４の磁気シールド層を形成する軟磁性体とは、一体構造となっていてもよい。この場合、電磁界発生素子１０と再生素子２４との間に設けられる中間層２３は軟磁性体からなる。電磁界発生素子１０が備える軟磁性体１２の一部と、再生素子２４が備える磁気シールド層の一部とを一体構造とすることによって、電磁界発生素子１０と再生素子２４とをより接近して配置することが可能となる。
【０１２８】
なお、記録ヘッド２４では、電磁界発生素子１０が備える第１の軟磁性体１２１および第２の軟磁性体１２２の少なくともいずれかが再生素子と隣接している構成であってもよい。この場合、電磁界発生素子１０を構成する第１の軟磁性体１２１および第２の軟磁性体１２２の少なくともいずれかが、再生素子２４の磁気シールド層として機能する。したがって、電磁界発生素子１０を構成する軟磁性体１２とは別個の磁気シールド層を再生素子２４に設ける必要がない。よって、記録ヘッド１００を小型化することができる。また、再生素子２４に別個の磁気シールド層を形成する必要がないため、製造コストを低減できる。
【０１２９】
電磁界発生素子１０と光源１６との間には、屈折率制御、密着性向上および光源におけるショート防止などを目的として、それぞれの目的に応じた機能性を有する膜を設けてもよい。情報記録媒体２０に対向する、電磁界発生素子１０の面には保護膜を設けてもよい。
【０１３０】
光源１６と電磁界発生素子１０とは、一体構造にしなくてもよい。その場合、電磁界発生素子１０と光源１６との間にレンズ、プリズムおよび鏡などの光学系を設けてもよい。上記構成とすることによって、スライダ１９のうち電磁界発生素子１０を形成する面とは別の面に、光源１６を設置することもできる。
【０１３１】
情報記録媒体２０に対して、記録ヘッド１００が移動する方向を図７の矢印として示す。電磁界発生素子１０は、スリット１３の第１の方向と上記矢印の方向とが平行になるように、記録ヘッド１００に設ければよい。または、スリット１３の第１の方向と上記矢印の方向とが垂直になり、かつ、スリット１３の第１の方向と情報記録媒体２０の記録面とが平行になるように設けてもよい。
【０１３２】
本実施形態に係る記録ヘッド１００は、本発明の一実施形態に係る電磁界発生素子１０備える。情報記録媒体２０上に設けられた記録ビットの位置に近接場１８を作用させることによって、電磁界発生素子１０は記録ビットを局所的に加熱する。すなわち、記録ビットの保磁力を一時的に低下させることができる。電磁界発生素子１０は、近接場１８を作用させるとともに、強い磁界１５を記録ビットの位置に発生する。すなわち、記録ヘッド１００を用いることにより、保磁力の高い磁性材料からなる情報記録媒体２０に対して磁気情報を書き込むことが可能となる。したがって、記録ヘッド１００は光アシスト磁気記録方式における磁気記録ヘッドに好適である。
（記録装置２００）
本発明の一実施形態に係る記録ヘッド１００を備えた記録装置２００について、図８を参照しつつ説明する。
【０１３３】
図８は、記録装置２００の構成を示す概略図である。また、同時に記録装置２００が備える制御部３０のブロック図を示している。記録装置２００は、スピンドル３１、駆動部３６および制御部３０を備えている。記録装置は、磁気ヘッドが備える本発明の一実施形態に係る電磁界発生素子１０が発生する近接場１８および磁界１５を利用して、情報記録媒体２０に情報を記録するための装置である。すなわち、光アシスト磁気記録方式を採用した記録装置である。
【０１３４】
スピンドル３１は、情報記録媒体２０を回転させるためのスピンドルモータのことである。駆動部３６は、アーム２５、回転軸３７および記録ヘッド１００を備えている。アーム２５は、ディスク形状の情報記録媒体２０の略半径方向に沿って記録ヘッド１００を移動させるためのものである。また、支持部の構造はスイングアーム構造となっている。アーム２５は、回転軸３７によって支持されている。したがって、記録ヘッド１００が移動する際の軌跡は、回転軸３７を中心とした円弧となる。上述したように、スライダ１９は、情報記録媒体２０の表面と記録ヘッド１００の近接場１８の出射面との距離を一定に保つ機能を有する。設計段階において、上記距離が最適値となるように記録装置２００は設計されている。本発明の一実施形態に係る電磁界発生素子１０および光源１６は、スライダ１９に搭載され情報記録媒体２０のトラック上を移動する。したがって、記録装置２００は、任意の記録ビットに対して近接場１８および磁界１５を作用させることができる。
【０１３５】
制御部３０は、制御回路３２とアクセス回路３３とレーザおよび磁界駆動回路３４とスピンドル駆動回路３５とを備えている。アクセス回路３３は、回転軸３７を回転することによってアーム２５を移動する。このことによって、情報記録媒体２０上の所望の位置に記録ヘッド１００を走査する。レーザおよび磁界駆動回路３４は、光源１６が照射する光の強度および発光時間を制御する。また、電磁界発生素子に流す電流値を制御することによって、磁界１５の強度および発生時間を制御する。スピンドル駆動回路３５は、情報記録媒体２０の回転駆動を制御する。制御回路３２は、アクセス回路３３、レーザおよび磁界駆動回路３４およびスピンドル駆動回路３５を統括的に制御する。
【０１３６】
次に、図８を参照しながら記録装置２００の動作について説明する。記録装置２００が情報記録媒体２０に対して情報を記録または再生等を行うとき、つまり動作時には、スピンドル駆動回路３５はスピンドル３１を適切な回転数で回転させる。アクセス回路３３は、駆動部３６備える回転軸３７を動かすことによって、上述したように記録ヘッド１００を情報記録媒体２０上の所望の場所へと走査する。レーザおよび磁界駆動回路３４は、決められた強度および時間間隔で光を照射し、決められた強度および時間間隔で磁界１５を発生させる。具体的には、レーザおよび磁界駆動回路３４が光源１６を発光させることにより、電磁界発生素子１０に光１７が照射され近接場１８が発生する。近接場１８が情報記録媒体２０に作用することによって、情報記録媒体２０は昇温される。同様に、レーザおよび磁界駆動回路３４は、情報記録媒体２０に対して印加する磁界１５の強度および時間間隔を制御する。このとき、光源１６は、磁界１５と同様の時間間隔を制御をしてもよいし、発光させ続けてもよい。
【０１３７】
上述のように、レーザおよび磁界駆動回路３４によって制御された近接場１８および磁界１５が情報記録媒体２０に作用することによって、記録装置２００は磁気情報を記録する。制御回路３２は、光源１６の発光、電磁界発生素子１０の磁界発生、駆動部３６の動作およびスピンドル３１の回転を総括的に制御する。このことによって、所望の記録ビットに所望の磁気情報を記録することを実現している。
【０１３８】
情報記録媒体２０は、近接場１８と磁界１５によって磁気情報が記録される磁気情報記録媒体である。近接場１８が作用することによって、情報記録媒体２０が備える記録層が局所的に昇温される。同時に、上記記録層に磁界１５が印加されることによって、記録層内部の磁気モーメントの向きが反転さる。このことによって、記録ビットが形成される。導体１１に電流１４が流すことにより発生する近接場１８の位置と磁界１５を印加する位置とを、本発明の一実施形態に係る電磁界発生素子１０はほぼ同じ位置に設定できる。また、電流１４の方向を制御することによって、情報記録媒体２０へ印加される磁界１５の方向を上向きまたは下向きに制御することができる。
【０１３９】
また、情報記録媒体２０における記録ビットの形成速度すなわち記録速度は、記録層の昇温速度に依存する。この昇温速度は、情報記録媒体２０に作用する近接場１８の強度に依存する。つまり、発生する近接場１８の強度を高めることによって、情報記録媒体２０を所望の温度まで昇温するために必要な時間が短くなる。したがって、近接場１８の強度の強度を高めることによって、記録速度を向上し、情報の転送レートを向上することができる。
【０１４０】
記録装置２００は本発明の一実施形態に係る記録ヘッド１００を備えている。このことによって、高い保磁力を有し熱的に安定な磁性材料である情報記録媒体２０に対して、磁気情報を記録することがでる。
【０１４１】
本発明は上述した各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り、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１４２】
本発明は、光アシスト磁気記録方式を用いた磁気記録装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１４３】
１０ 電磁界発生素子
１１ 導体
１２ 軟磁性体
１２１ 第１の軟磁性体
１２２ 第２の軟磁性体
１３ スリット
１３１ スリット端部
１３２ スリット開放部
１４ 電流
１５ 磁界
１６ 光源
１７ 光
１８ 近接場
１９ スライダ
２０ 情報記録媒体
２１ 表面プラズモン
２２ 基板
２３ 中間層
２４ 再生素子
２５ アーム
２６ レジスト層
３０ 制御部
３１ スピンドル
３２ 制御回路
３３ アクセス回路
３４ レーザおよび磁界駆動回路
３５ スピンドル駆動回路
３６ 駆動部
３７ 回転軸
５０ 電磁界発生素子
６０ 電磁界発生素子
１００ 記録ヘッド
２００ 記録装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光が照射される面と平行な方向に、スリット開放部とスリット端部とが対向する方向が第１の方向となるスリットが形成されている導体を備え、当該導体に電流が流れると磁界を発生させ、当該スリットに当該光が入射すると近接場を発生させる電磁界発生素子であって、
上記導体の上記光が照射される面の少なくとも一部に設けられる第１の軟磁性体と、
上記導体において、上記スリットが形成されていない面の少なくとも一部に設けられる第２の軟磁性体とをさらに備えていることを特徴とする電磁界発生素子。
【請求項２】
上記スリットの第１の方向に対して垂直でありかつ上記光が照射される面と平行な方向における上記スリットの上記光が照射される範囲における最大幅が、上記光の波長より短いことを特徴とする請求項１に記載の電磁界発生素子。
【請求項３】
上記第１の軟磁性体と上記第２の軟磁性体とが直接接していることを特徴とする請求項２に記載の電磁界発生素子。
【請求項４】
上記導体における上記スリットの形成されていない面のすべての面に、上記第２の軟磁性体が設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載の電磁界発生素子。
【請求項５】
上記導体における上記スリットの形成されていない面のうち、上記スリットの第１の方向と平行な面にのみ、上記第２の軟磁性体が設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載の電磁界発生素子。
【請求項６】
上記第２の軟磁性体が、上記光の波長に対して透光性を備えていないことを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の電磁界発生素子。
【請求項７】
照射される上記光は直線偏光であり、上記直線偏光の電界ベクトルは、上記スリットの第１の方向に対して平行な方向であることを特徴とする請求項２から６のいずれか１項に記載の電磁界発生素子。
【請求項８】
上記第１の軟磁性体が、上記光の波長に対して透光性を有しないことを特徴とする請求項２から７のいずれか１項に記載の電磁界発生素子。
【請求項９】
上記光の照射面のうち上記スリットの近傍を除く部分に、上記第１の軟磁性体が形成されていることを特徴とする請求項８に記載の電磁界発生素子。
【請求項１０】
上記光の照射面において、上記第１の軟磁性体と上記スリットとの距離は、上記第１の軟磁性体における表面プラズモンの侵入長以上であることを特徴とする請求項９に記載の電磁界発生素子。
【請求項１１】
上記光が照射される面の上記スリットを除いた全面に、上記第１の軟磁性体が設けられていることを特徴とする請求項２から８のいずれか１項に記載の電磁界発生素子。
【請求項１２】
上記第１の軟磁性体が、上記光の波長に対して透光性を有していることを特徴とする請求項２から７のいずれか１項に記載の電磁界発生素子。
【請求項１３】
上記スリットが上記スリットの第１の方向と光の照射される方向との両方に平行な対称面に対して対称な形状を有しており、上記対称面に対して、上記導体、上記第１の軟磁性体および上記第２の軟磁性体が対称な構造を有していることを特徴とする請求項２から１２のいずれか１項に記載の電磁界発生素子。
【請求項１４】
上記導体と上記第１の軟磁性体および第２の軟磁性体とが直接接していることを特徴とする請求項２から１３のいずれか１項に記載の電磁界発生素子。
【請求項１５】
上記第１の軟磁性体および上記第２の軟磁性体が、絶縁性を有した軟磁性体であることを特徴とする請求項２から１４のいずれか１項に記載の電磁界発生素子。
【請求項１６】
上記光を照射するための光源として半導体レーザ素子を備え、上記半導体レーザ素子が一体形成されていることを特徴とする請求項２から１５のいずれか１項に記載の電磁界発生素子。
【請求項１７】
請求項２から１６のいずれか一項に記載の電磁界発生素子と、
スライダと、
光源とを備えることを特徴とする記録ヘッド。
【請求項１８】
再生素子をさらに備え、
電磁界発生素子が備える第１の軟磁性体および第２の軟磁性体の少なくともいずれかが再生素子と隣接していることを特徴とする請求項１７に記載の記録ヘッド。
【請求項１９】
請求項１７または１８に記載の記録ヘッドを備えることを特徴とする記録装置。
【請求項１】
光が照射される面と平行な方向に、スリット開放部とスリット端部とが対向する方向が第１の方向となるスリットが形成されている導体を備え、当該導体に電流が流れると磁界を発生させ、当該スリットに当該光が入射すると近接場を発生させる電磁界発生素子であって、
上記導体の上記光が照射される面の少なくとも一部に設けられる第１の軟磁性体と、
上記導体において、上記スリットが形成されていない面の少なくとも一部に設けられる第２の軟磁性体とをさらに備えていることを特徴とする電磁界発生素子。
【請求項２】
上記スリットの第１の方向に対して垂直でありかつ上記光が照射される面と平行な方向における上記スリットの上記光が照射される範囲における最大幅が、上記光の波長より短いことを特徴とする請求項１に記載の電磁界発生素子。
【請求項３】
上記第１の軟磁性体と上記第２の軟磁性体とが直接接していることを特徴とする請求項２に記載の電磁界発生素子。
【請求項４】
上記導体における上記スリットの形成されていない面のすべての面に、上記第２の軟磁性体が設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載の電磁界発生素子。
【請求項５】
上記導体における上記スリットの形成されていない面のうち、上記スリットの第１の方向と平行な面にのみ、上記第２の軟磁性体が設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載の電磁界発生素子。
【請求項６】
上記第２の軟磁性体が、上記光の波長に対して透光性を備えていないことを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の電磁界発生素子。
【請求項７】
照射される上記光は直線偏光であり、上記直線偏光の電界ベクトルは、上記スリットの第１の方向に対して平行な方向であることを特徴とする請求項２から６のいずれか１項に記載の電磁界発生素子。
【請求項８】
上記第１の軟磁性体が、上記光の波長に対して透光性を有しないことを特徴とする請求項２から７のいずれか１項に記載の電磁界発生素子。
【請求項９】
上記光の照射面のうち上記スリットの近傍を除く部分に、上記第１の軟磁性体が形成されていることを特徴とする請求項８に記載の電磁界発生素子。
【請求項１０】
上記光の照射面において、上記第１の軟磁性体と上記スリットとの距離は、上記第１の軟磁性体における表面プラズモンの侵入長以上であることを特徴とする請求項９に記載の電磁界発生素子。
【請求項１１】
上記光が照射される面の上記スリットを除いた全面に、上記第１の軟磁性体が設けられていることを特徴とする請求項２から８のいずれか１項に記載の電磁界発生素子。
【請求項１２】
上記第１の軟磁性体が、上記光の波長に対して透光性を有していることを特徴とする請求項２から７のいずれか１項に記載の電磁界発生素子。
【請求項１３】
上記スリットが上記スリットの第１の方向と光の照射される方向との両方に平行な対称面に対して対称な形状を有しており、上記対称面に対して、上記導体、上記第１の軟磁性体および上記第２の軟磁性体が対称な構造を有していることを特徴とする請求項２から１２のいずれか１項に記載の電磁界発生素子。
【請求項１４】
上記導体と上記第１の軟磁性体および第２の軟磁性体とが直接接していることを特徴とする請求項２から１３のいずれか１項に記載の電磁界発生素子。
【請求項１５】
上記第１の軟磁性体および上記第２の軟磁性体が、絶縁性を有した軟磁性体であることを特徴とする請求項２から１４のいずれか１項に記載の電磁界発生素子。
【請求項１６】
上記光を照射するための光源として半導体レーザ素子を備え、上記半導体レーザ素子が一体形成されていることを特徴とする請求項２から１５のいずれか１項に記載の電磁界発生素子。
【請求項１７】
請求項２から１６のいずれか一項に記載の電磁界発生素子と、
スライダと、
光源とを備えることを特徴とする記録ヘッド。
【請求項１８】
再生素子をさらに備え、
電磁界発生素子が備える第１の軟磁性体および第２の軟磁性体の少なくともいずれかが再生素子と隣接していることを特徴とする請求項１７に記載の記録ヘッド。
【請求項１９】
請求項１７または１８に記載の記録ヘッドを備えることを特徴とする記録装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−８４０３（Ｐ２０１３−８４０３Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３８９３７（Ｐ２０１１−１３８９３７）
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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