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JP7072036B2 - Magnetic recording head and magnetic recording / playback device - Google Patents

Magnetic recording head and magnetic recording / playback device Download PDF

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JP7072036B2
JP7072036B2 JP2020191416A JP2020191416A JP7072036B2 JP 7072036 B2 JP7072036 B2 JP 7072036B2 JP 2020191416 A JP2020191416 A JP 2020191416A JP 2020191416 A JP2020191416 A JP 2020191416A JP 7072036 B2 JP7072036 B2 JP 7072036B2
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magnetic layer
magnetic recording
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recording head
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健一郎 山田
修一 村上
直幸 成田
克彦 鴻井
昭彦 竹尾
真理子 清水
仁志 岩崎
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Description

本発明の実施形態は、磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to a magnetic recording head and a magnetic recording / reproducing device.

磁気記録ヘッドを用いて、HDD(Hard Disk Drive)などの磁気記憶媒体に情報が記録される。磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置において、記録密度の向上が望まれる。 Information is recorded on a magnetic storage medium such as an HDD (Hard Disk Drive) using a magnetic recording head. It is desired to improve the recording density in the magnetic recording head and the magnetic recording / reproducing device.

特開2013-120610号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-120610

本発明の実施形態は、記録密度が向上できる磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置を提供する。 An embodiment of the present invention provides a magnetic recording head and a magnetic recording / reproducing device capable of improving the recording density.

本発明の実施形態によれば、磁気記録ヘッドは、磁極と、積層体と、第1非磁性層と、を含む。前記積層体は、第1磁性層と、前記第1磁性層と前記磁極との間に設けられた第2磁性層と、前記第1磁性層と前記第2磁性層との間に設けられた非磁性の中間層と、を含む。前記第1非磁性層は、前記第2磁性層と前記磁極との間に設けられ前記磁極及び前記第2磁性層と接する。前記第1磁性層は、前記第2磁性層から前記第1磁性層に向かう第1方向に沿った第1厚さと、第1飽和磁束密度と、を有する。前記第2磁性層は、前記第1方向に沿った第2厚さと、第2飽和磁束密度と、を有する。前記第2厚さと前記第2飽和磁束密度との第2積は、前記第1厚さと前記第1飽和磁束密度との第1積よりも大きい。前記第2磁性層から前記第1磁性層に向かって電流が流れる。 According to an embodiment of the present invention, the magnetic recording head includes a magnetic pole, a laminate, and a first non-magnetic layer. The laminated body is provided between the first magnetic layer, the second magnetic layer provided between the first magnetic layer and the magnetic pole, and between the first magnetic layer and the second magnetic layer. Includes a non-magnetic intermediate layer. The first non-magnetic layer is provided between the second magnetic layer and the magnetic pole, and is in contact with the magnetic pole and the second magnetic layer. The first magnetic layer has a first thickness along a first direction from the second magnetic layer toward the first magnetic layer, and a first saturation magnetic flux density. The second magnetic layer has a second thickness along the first direction and a second saturation magnetic flux density. The second product of the second thickness and the second saturated magnetic flux density is larger than the first product of the first thickness and the first saturated magnetic flux density. A current flows from the second magnetic layer toward the first magnetic layer.

図1(a)~図1(c)は、第1の実施形態に係る磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置を例示する模式的断面図である。1 (a) to 1 (c) are schematic cross-sectional views illustrating the magnetic recording head and the magnetic recording / reproducing device according to the first embodiment. 図2(a)及び図2(b)は、第1参考例の磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置を例示する模式的断面図である。2 (a) and 2 (b) are schematic cross-sectional views illustrating the magnetic recording head and the magnetic recording / reproducing device of the first reference example. 図3(a)及び図3(b)は、第2参考例の磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置を例示する模式的断面図である。3 (a) and 3 (b) are schematic cross-sectional views illustrating the magnetic recording head and the magnetic recording / reproducing device of the second reference example. 図4(a)及び図4(b)は、第3参考例の磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置を例示する模式的断面図である。4 (a) and 4 (b) are schematic cross-sectional views illustrating the magnetic recording head and the magnetic recording / reproducing device of the third reference example. 図5(a)~図5(d)は、磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置の特性を例示するグラフ図である。5 (a) to 5 (d) are graphs illustrating the characteristics of the magnetic recording head and the magnetic recording / reproducing device. 図6(a)~図6(d)は、磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置の特性を例示するグラフ図である。6 (a) to 6 (d) are graphs illustrating the characteristics of the magnetic recording head and the magnetic recording / reproducing device. 図7(a)~図7(d)は、磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置の特性を例示するグラフ図である。7 (a) to 7 (d) are graphs illustrating the characteristics of the magnetic recording head and the magnetic recording / reproducing device. 図8は、第1の実施形態に係る磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置の特性を例示するグラフ図である。FIG. 8 is a graph illustrating the characteristics of the magnetic recording head and the magnetic recording / reproducing device according to the first embodiment. 図9は、第1の実施形態に係る磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置の特性を例示するグラフ図である。FIG. 9 is a graph illustrating the characteristics of the magnetic recording head and the magnetic recording / reproducing device according to the first embodiment. 図10は、第1の実施形態に係る磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置の特性を例示するグラフ図である。FIG. 10 is a graph illustrating the characteristics of the magnetic recording head and the magnetic recording / reproducing device according to the first embodiment. 図11(a)~図11(c)は、第1の実施形態に係る磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置の特性を例示するグラフ図である。11 (a) to 11 (c) are graphs illustrating the characteristics of the magnetic recording head and the magnetic recording / reproducing device according to the first embodiment. 図12(a)~図12(c)は、第1の実施形態に係る別の磁気記録ヘッド及び別の磁気記録再生装置を例示する模式的断面図である。12 (a) to 12 (c) are schematic cross-sectional views illustrating another magnetic recording head and another magnetic recording / reproducing device according to the first embodiment. 図13(a)~図13(c)は、第2の実施形態に係る磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置を例示する模式的断面図である。13 (a) to 13 (c) are schematic cross-sectional views illustrating the magnetic recording head and the magnetic recording / reproducing device according to the second embodiment. 図14(a)~図14(c)は、第3の実施形態に係る磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置を例示する模式的断面図である。14 (a) to 14 (c) are schematic cross-sectional views illustrating the magnetic recording head and the magnetic recording / reproducing device according to the third embodiment. 図15は、第4の実施形態に係る磁気記録再生装置の一部を例示する模式的斜視図である。FIG. 15 is a schematic perspective view illustrating a part of the magnetic recording / reproducing device according to the fourth embodiment. 図16は、実施形態に係る磁気記録再生装置を例示する模式的斜視図である。FIG. 16 is a schematic perspective view illustrating the magnetic recording / reproducing device according to the embodiment. 図17(a)及び図17(b)は、磁気記録再生装置の一部を例示する模式的斜視図である。17 (a) and 17 (b) are schematic perspective views illustrating a part of a magnetic recording / reproducing device.

以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The drawings are schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each part, the ratio of the sizes between the parts, etc. are not always the same as the actual ones. Even if the same part is represented, the dimensions and ratios may be different from each other depending on the drawing.
In the present specification and each figure, the same elements as those described above with respect to the above-mentioned figures are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.

(第1の実施形態)
図1(a)~図1(c)は、第1の実施形態に係る磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置を例示する模式的断面図である。
図1(b)及び図1(c)は、磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置の状態(動作)を例示している。
(First Embodiment)
1 (a) to 1 (c) are schematic cross-sectional views illustrating the magnetic recording head and the magnetic recording / reproducing device according to the first embodiment.
1 (b) and 1 (c) illustrate the state (operation) of the magnetic recording head and the magnetic recording / reproducing device.

図1(a)に示すように、本実施形態に係る磁気記録再生装置150は、本実施形態に係る磁気記録ヘッド110と、磁気記録媒体80と、を含む。磁気記録ヘッド110は、磁気記録媒体80に情報を記録する。 As shown in FIG. 1A, the magnetic recording / reproducing device 150 according to the present embodiment includes the magnetic recording head 110 according to the present embodiment and the magnetic recording medium 80. The magnetic recording head 110 records information on the magnetic recording medium 80.

磁気記録ヘッド110は、磁極20と、積層体10と、第1非磁性層15と、を含む。 The magnetic recording head 110 includes a magnetic pole 20, a laminate 10, and a first non-magnetic layer 15.

磁極20は、磁気記録媒体80に磁界(記録磁界)を印加する。磁極20は、例えば、主磁極である。 The magnetic pole 20 applies a magnetic field (recording magnetic field) to the magnetic recording medium 80. The magnetic pole 20 is, for example, a main magnetic pole.

積層体10は、第1磁性層11と、第2磁性層12と、中間層13と、を含む。第2磁性層12は、第1磁性層11と磁極20との間に設けられる。中間層13は、第1磁性層11と第2磁性層12との間に設けられる。中間層13は、非磁性である。後述するように、積層体10は、高周波磁界を発生する。高周波磁界は、磁気記録媒体80に印加される。磁極20による磁気記録媒体80への情報の記録が、高周波磁界によりアシストされる。磁気記録ヘッド110においては、例えば、高周波アシスト記録が行われる。積層体10は、例えば、スピントルク発振子(STO:Spin Torque Oscillator)として機能する。 The laminated body 10 includes a first magnetic layer 11, a second magnetic layer 12, and an intermediate layer 13. The second magnetic layer 12 is provided between the first magnetic layer 11 and the magnetic pole 20. The intermediate layer 13 is provided between the first magnetic layer 11 and the second magnetic layer 12. The intermediate layer 13 is non-magnetic. As will be described later, the laminated body 10 generates a high frequency magnetic field. The high frequency magnetic field is applied to the magnetic recording medium 80. The recording of information on the magnetic recording medium 80 by the magnetic pole 20 is assisted by the high frequency magnetic field. In the magnetic recording head 110, for example, high frequency assist recording is performed. The laminate 10 functions as, for example, a spin torque oscillator (STO: Spin Torque Oscillator).

第1非磁性層15は、第2磁性層12と磁極20との間に設けられる。第1非磁性層15は、磁極20及び第2磁性層12と接する。磁極20と第2磁性層12との間には、磁性層は設けられない。第1非磁性層15は、例えば、金属層である。この金属層は、合金を含んでも良い。第1非磁性層15は、複数の積層膜(金属膜)を含んでも良い。 The first non-magnetic layer 15 is provided between the second magnetic layer 12 and the magnetic pole 20. The first non-magnetic layer 15 is in contact with the magnetic pole 20 and the second magnetic layer 12. No magnetic layer is provided between the magnetic pole 20 and the second magnetic layer 12. The first non-magnetic layer 15 is, for example, a metal layer. This metal layer may contain an alloy. The first non-magnetic layer 15 may include a plurality of laminated films (metal films).

この例では、シールド20sと、第2非磁性層16と、がさらに設けられている。磁極20とシールド20sとの間に積層体10が配置される。磁極20と積層体10との間に第1非磁性層15が配置される。シールド20sと積層体10との間に、第2非磁性層16が設けられる。この例では、第1磁性層11とシールド20sとの間に、第2非磁性層16が配置される。 In this example, the shield 20s and the second non-magnetic layer 16 are further provided. The laminated body 10 is arranged between the magnetic pole 20 and the shield 20s. The first non-magnetic layer 15 is arranged between the magnetic pole 20 and the laminated body 10. A second non-magnetic layer 16 is provided between the shield 20s and the laminated body 10. In this example, the second non-magnetic layer 16 is arranged between the first magnetic layer 11 and the shield 20s.

第2非磁性層16は、例えば、金属層である。この金属層は、合金を含んでも良い。第2非磁性層16は、複数の積層膜(金属膜)を含んでも良い。 The second non-magnetic layer 16 is, for example, a metal layer. This metal layer may contain an alloy. The second non-magnetic layer 16 may include a plurality of laminated films (metal films).

磁気記録ヘッド110は、磁気記録媒体80に対向する。磁気記録ヘッド110は、媒体対向面51(ABS:Air Bearing Surface)を有する。磁気記録媒体80は、磁気記録ヘッド110の媒体対向面51に対して、相対的に移動する。磁気記録媒体80の媒体移動方向85は、媒体対向面51に対して実質的に平行である。磁気記録媒体80の移動に伴って磁気記録媒体80の異なる位置のそれぞれに、磁極20から記録磁界が印加される。記録磁界により、磁気記録媒体80の磁化84の向きが変更される。 The magnetic recording head 110 faces the magnetic recording medium 80. The magnetic recording head 110 has a medium facing surface 51 (ABS: Air Bearing Surface). The magnetic recording medium 80 moves relative to the medium facing surface 51 of the magnetic recording head 110. The medium moving direction 85 of the magnetic recording medium 80 is substantially parallel to the medium facing surface 51. As the magnetic recording medium 80 moves, a recording magnetic field is applied from the magnetic pole 20 to each of the different positions of the magnetic recording medium 80. The recording magnetic field changes the direction of the magnetization 84 of the magnetic recording medium 80.

磁気記録媒体80は、例えば、垂直磁化膜である。磁化84が上向きの状態が、例えば、”1”及び”0”の一方の情報に対応する。磁化84が下向きの状態が、例えば、”1”及び”0”の他方の情報に対応する。 The magnetic recording medium 80 is, for example, a perpendicular magnetization film. The state in which the magnetization 84 is upward corresponds to, for example, one of the information of "1" and "0". The downward state of the magnetization 84 corresponds to, for example, the other information of "1" and "0".

シールド20sは、例えば、トレーリングシールドである。例えば、磁気記録媒体80の1つの位置は、磁極20に対向した後に、シールド20sに対向する。 The shield 20s is, for example, a trailing shield. For example, one position of the magnetic recording medium 80 faces the shield 20s after facing the magnetic pole 20.

磁気記録ヘッド110には、コイル25が設けられる。コイル25は、磁極20から磁界を発生させる。例えば、コイル25に流れる電流の方向に応じて、磁極20で生じる磁界(例えば記録磁界)の方向が変化する。コイル25に流れる電流の方向は、例えば、記録する情報に対応する。 The magnetic recording head 110 is provided with a coil 25. The coil 25 generates a magnetic field from the magnetic pole 20. For example, the direction of the magnetic field (for example, the recording magnetic field) generated by the magnetic pole 20 changes according to the direction of the current flowing through the coil 25. The direction of the current flowing through the coil 25 corresponds to, for example, the information to be recorded.

この例では、制御部55がさらに設けられている。制御部55は、磁気記録再生装置150に含まれる。制御部55は、磁気記録ヘッド110に付属されても良い。 In this example, a control unit 55 is further provided. The control unit 55 is included in the magnetic recording / playback device 150. The control unit 55 may be attached to the magnetic recording head 110.

制御部55は、コイル25に電気的に接続される。例えば、制御部55からコイル25に電流が供給される。電流の方向が、制御部55により制御される。 The control unit 55 is electrically connected to the coil 25. For example, a current is supplied from the control unit 55 to the coil 25. The direction of the current is controlled by the control unit 55.

制御部55は、例えば、第1非磁性層15及び第2非磁性層16と電気的に接続される。後述するように、積層体10に電流が流れる。この電流は、例えば、制御部55により供給される。第1非磁性層15及び第2非磁性層16は、例えば、電極として機能する。制御部55と第1非磁性層15との間の電気的接続は、磁極20を介して行われても良い。制御部55と第2非磁性層16との間の電気的接続は、シールド20sを介して行われても良い。 The control unit 55 is electrically connected to, for example, the first non-magnetic layer 15 and the second non-magnetic layer 16. As will be described later, a current flows through the laminated body 10. This current is supplied by, for example, the control unit 55. The first non-magnetic layer 15 and the second non-magnetic layer 16 function as electrodes, for example. The electrical connection between the control unit 55 and the first non-magnetic layer 15 may be made via the magnetic pole 20. The electrical connection between the control unit 55 and the second non-magnetic layer 16 may be made via the shield 20s.

磁気記録媒体80から磁気記録ヘッド110に向かう方向をZ方向とする。Z方向に対して垂直な1つの方向をX方向とする。Z方向及びX方向に対して垂直な方向をY方向とする。Z方向は、ハイト方向である。X方向は、ダウントラック方向に沿う。Y方向は、トラック幅方向に沿う。 The direction from the magnetic recording medium 80 toward the magnetic recording head 110 is the Z direction. One direction perpendicular to the Z direction is defined as the X direction. The direction perpendicular to the Z direction and the X direction is defined as the Y direction. The Z direction is the height direction. The X direction is along the downtrack direction. The Y direction is along the track width direction.

磁気記録ヘッド110において、第2磁性層12から第1磁性層11に向かう方向を第1方向D1とする。第1磁性層11から第2磁性層12に向かう方向を第2方向D2とする。第2方向D2は、第1方向D1に対して反平行である。第1方向D1及び第2方向D2は、例えば、X方向に沿う。第1方向D1、第2方向D2及びX方向は、積層体10の積層方向に沿う。 In the magnetic recording head 110, the direction from the second magnetic layer 12 to the first magnetic layer 11 is defined as the first direction D1. The direction from the first magnetic layer 11 to the second magnetic layer 12 is defined as the second direction D2. The second direction D2 is antiparallel to the first direction D1. The first direction D1 and the second direction D2 are, for example, along the X direction. The first direction D1, the second direction D2, and the X direction are along the stacking direction of the laminated body 10.

第1磁性層11は、第1方向D1に沿った第1厚さt1を有する。第2磁性層12は、第1方向D1に沿った第2厚さt2を有する。中間層13は、第1方向D1に沿った第3厚さt3を有する。例えば、積層体10の厚さは、例えば、第1厚さt1、第2厚さt2及び第3厚さt3の合計に依存する。 The first magnetic layer 11 has a first thickness t1 along the first direction D1. The second magnetic layer 12 has a second thickness t2 along the first direction D1. The intermediate layer 13 has a third thickness t3 along the first direction D1. For example, the thickness of the laminate 10 depends on, for example, the sum of the first thickness t1, the second thickness t2, and the third thickness t3.

例えば、媒体対向面51において、磁極20とシールド20sとの間の距離(第1方向D1に沿った距離)をギャップ長g20とする。ギャップ長g20を小さくすることで、記録密度が向上できる。積層体10の厚さを薄くすることで、ギャップ長g20を小さくできる。 For example, the gap length g20 is defined as the distance between the magnetic pole 20 and the shield 20s (distance along the first direction D1) on the medium facing surface 51. By reducing the gap length g20, the recording density can be improved. By reducing the thickness of the laminate 10, the gap length g20 can be reduced.

実施形態においては、第1磁性層11の第1厚さt1は、比較的薄く設定される。これにより、積層体10の厚さが薄くでき、ギャップ長g20を小さくできる。 In the embodiment, the first thickness t1 of the first magnetic layer 11 is set to be relatively thin. As a result, the thickness of the laminated body 10 can be reduced, and the gap length g20 can be reduced.

磁性膜において、磁気膜厚が定義される。磁気膜厚は、磁性膜の厚さtと、磁性膜の飽和磁束密度Bsと、の積である。 In the magnetic film, the magnetic film thickness is defined. The magnetic film thickness is the product of the thickness t of the magnetic film and the saturation magnetic flux density Bs of the magnetic film.

実施形態において、第2磁性層12の磁気膜厚は、第1磁性層11の磁気膜厚よりも大きい。第1磁性層11は、第1方向D1に沿った第1厚さt1と、第1飽和磁束密度Bs1と、を有する。第2磁性層12は、第1方向D1に沿った第2厚さt2と、第2飽和磁束密度Bs2と、を有する。実施形態においては、第2厚さt2と第2飽和磁束密度Bs2との第2積(t2・Bs2)は、第1厚さt1と第1飽和磁束密度Bs1との第1積(t1・Bs1)よりも大きい。 In the embodiment, the magnetic film thickness of the second magnetic layer 12 is larger than the magnetic film thickness of the first magnetic layer 11. The first magnetic layer 11 has a first thickness t1 along the first direction D1 and a first saturation magnetic flux density Bs1. The second magnetic layer 12 has a second thickness t2 along the first direction D1 and a second saturation magnetic flux density Bs2. In the embodiment, the second product (t2 · Bs2) of the second thickness t2 and the second saturation magnetic flux density Bs2 is the first product (t1 · Bs1) of the first thickness t1 and the first saturation magnetic flux density Bs1. ) Greater than.

さらに、実施形態においては、積層体10に流れる電流を特殊な条件とする。すなわち、実施形態においては、第2磁性層12から第1磁性層11に向かって電流が流れる。以下、実施形態に係る動作について、説明する。 Further, in the embodiment, the current flowing through the laminated body 10 is set as a special condition. That is, in the embodiment, a current flows from the second magnetic layer 12 toward the first magnetic layer 11. Hereinafter, the operation according to the embodiment will be described.

図1(b)は、第1動作OP1を例示している。第1動作OP1は、磁気記録ヘッド110における第1状態に対応する。第1動作OP1において、コイル25に第1コイル電流C1が流れる。磁極20とシールド20sとの間の領域において、第1コイル電流C1の方向は、例えば、Y方向に対して逆(反平行)である。 FIG. 1B illustrates the first operation OP1. The first operation OP1 corresponds to the first state in the magnetic recording head 110. In the first operation OP1, the first coil current C1 flows through the coil 25. In the region between the magnetic pole 20 and the shield 20s, the direction of the first coil current C1 is, for example, opposite (antiparallel) to the Y direction.

第1動作OP1(第1状態)において、磁極20から生じる第1磁極磁界Hg1は、第1方向D1に沿う成分を有する。このとき、積層体10に、第1方向D1の第1電流Jc1が流れる。このとき、第1電子流Je1が流される。第1電子流Je1の方向は、第1電流Jc1の向きと逆である。この第1電流Jc1は、積層体10が発振するしきい値電流以上である。このとき、積層体10において、高周波磁界Hacが発生する。高周波磁界Hacは、磁気記録媒体80に印加される。高周波磁界Hacにより、磁気記録媒体80の磁化84が反転し易くなる。 In the first operation OP1 (first state), the first magnetic field magnetic field Hg1 generated from the magnetic pole 20 has a component along the first direction D1. At this time, the first current Jc1 in the first direction D1 flows through the laminated body 10. At this time, the first electron flow Je1 is flowed. The direction of the first electron flow Je1 is opposite to the direction of the first current Jc1. The first current Jc1 is equal to or higher than the threshold current oscillated by the laminated body 10. At this time, a high frequency magnetic field Hac is generated in the laminated body 10. The high frequency magnetic field Hac is applied to the magnetic recording medium 80. The high-frequency magnetic field Hac makes it easy for the magnetization 84 of the magnetic recording medium 80 to be reversed.

第1動作OP1において、磁極20から第1記録磁界Hr1が生じる。第1記録磁界Hr1は、第1コイル電流C1に基づく。第1記録磁界Hr1が、磁気記録媒体80に印加される。磁気記録媒体80の磁化84は、第1記録磁界Hr1の方向に沿う。例えば、磁化84が反転する。例えば、高周波アシスト記録が行われる。これにより、第1情報(例えば”1”及び”0”の一方)の記録が行われる。 In the first operation OP1, the first recording magnetic field Hr1 is generated from the magnetic pole 20. The first recording magnetic field Hr1 is based on the first coil current C1. The first recording magnetic field Hr1 is applied to the magnetic recording medium 80. The magnetization 84 of the magnetic recording medium 80 is along the direction of the first recording magnetic field Hr1. For example, the magnetization 84 is inverted. For example, high frequency assist recording is performed. As a result, the first information (for example, one of "1" and "0") is recorded.

図1(c)は、第2動作OP2を例示している。第2動作OP2は、磁気記録ヘッド110における第2状態に対応する。第2動作OP2において、コイル25に第2コイル電流C2が流れる。磁極20とシールド20sとの間の領域において、第2コイル電流C2の方向は、例えば、Y方向である。 FIG. 1 (c) illustrates the second operation OP2. The second operation OP2 corresponds to the second state in the magnetic recording head 110. In the second operation OP2, the second coil current C2 flows through the coil 25. In the region between the magnetic pole 20 and the shield 20s, the direction of the second coil current C2 is, for example, the Y direction.

第2動作OP2(第2状態)において、磁極20から生じる第2磁極磁界Hg2は、第2方向D2(第1方向D1の逆、反平行)に沿う成分を有する。このときも、積層体10に、第1方向D1の第1電流Jc1が流される。この第1電流Jc1は、積層体10が発振するしきい値電流以上である。このとき、積層体10において、高周波磁界Hacが発生する。高周波磁界Hacは、磁気記録媒体80に印加される。高周波磁界Hacにより、磁気記録媒体80の磁化84が反転し易くなる。 In the second operation OP2 (second state), the second magnetic field magnetic field Hg2 generated from the magnetic pole 20 has a component along the second direction D2 (reverse and antiparallel of the first direction D1). Also at this time, the first current Jc1 in the first direction D1 is passed through the laminated body 10. The first current Jc1 is equal to or higher than the threshold current oscillated by the laminated body 10. At this time, a high frequency magnetic field Hac is generated in the laminated body 10. The high frequency magnetic field Hac is applied to the magnetic recording medium 80. The high-frequency magnetic field Hac makes it easy for the magnetization 84 of the magnetic recording medium 80 to be reversed.

第2動作OP2において、磁極20から第2記録磁界Hr2が生じる。第2記録磁界Hr2は、第2コイル電流C2に基づく。第2記録磁界Hr2が、磁気記録媒体80に印加される。磁気記録媒体80の磁化84は、第2記録磁界Hr2の方向に沿う。例えば、磁化84が反転する。例えば、高周波アシスト記録が行われる。これにより、第2情報(例えば”1”及び”0”の他方)の記録が行われる。 In the second operation OP2, the second recording magnetic field Hr2 is generated from the magnetic pole 20. The second recording magnetic field Hr2 is based on the second coil current C2. The second recording magnetic field Hr2 is applied to the magnetic recording medium 80. The magnetization 84 of the magnetic recording medium 80 is along the direction of the second recording magnetic field Hr2. For example, the magnetization 84 is inverted. For example, high frequency assist recording is performed. As a result, the second information (for example, the other of "1" and "0") is recorded.

上記のように、実施形態においては、第1磁性層11の第1厚さt1が薄く設定される。さらに、積層体10には、第2磁性層12から第1磁性層11に向かって電流(第1電流Jc1)が流れる。これにより、積層体10から高周波磁界Hacが発生することがわかった。 As described above, in the embodiment, the first thickness t1 of the first magnetic layer 11 is set thin. Further, a current (first current Jc1) flows from the second magnetic layer 12 toward the first magnetic layer 11 in the laminated body 10. As a result, it was found that a high-frequency magnetic field Hac was generated from the laminated body 10.

実施形態においては、薄い第1磁性層11により、ギャップ長g20が小さい。そして、この構成において、上記の方向の電流を積層体10に流すことで、積層体10から高周波磁界Hacが生じる。この高周波磁界Hacにより、例えば、高周波アシスト記録が実施される。ギャップ長g20が小さくても、高周波アシスト記録が可能である。 In the embodiment, the gap length g20 is small due to the thin first magnetic layer 11. Then, in this configuration, a high frequency magnetic field Hac is generated from the laminated body 10 by passing a current in the above direction through the laminated body 10. With this high frequency magnetic field Hac, for example, high frequency assist recording is performed. Even if the gap length g20 is small, high frequency assist recording is possible.

実施形態によれば、小さいギャップ長g20及び高周波磁界Hacにより、記録密度が向上できる磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置が提供できる。 According to the embodiment, a magnetic recording head and a magnetic recording / reproducing device capable of improving the recording density can be provided by a small gap length g20 and a high frequency magnetic field Hac.

実施形態における積層体10の動作の例について説明する。
図1(a)は、例えば、コイル25に電流が供給されていないときの状態(初期状態)に対応する。この状態において、第2磁性層12の磁化12mの向きは、Z方向である。第2磁性層12は、例えば、面内磁化膜である。このとき、第1磁性層11の磁化11mの向きは、-Z方向(Z方向と逆(反平行)方向)である。第1磁性層11は、例えば、面内磁化膜である。第1磁性層11の磁化11mの向きは、変化し易い。これにより、第1状態及び第2状態が生じる。
An example of the operation of the laminated body 10 in the embodiment will be described.
FIG. 1A corresponds to, for example, a state (initial state) when no current is supplied to the coil 25. In this state, the direction of the magnetization 12 m of the second magnetic layer 12 is the Z direction. The second magnetic layer 12 is, for example, an in-plane magnetizing film. At this time, the direction of the magnetization 11 m of the first magnetic layer 11 is the −Z direction (the direction opposite to the Z direction (antiparallel)). The first magnetic layer 11 is, for example, an in-plane magnetizing film. The orientation of the magnetization 11 m of the first magnetic layer 11 is liable to change. This results in a first state and a second state.

図1(b)に例示した第1状態(第1動作OP1)において、第2方向D2の第1電子流Je1により、第2磁性層12と中間層13との界面において、スピンが反射する。反射したスピンは、第1磁性層11に進む。第2磁性層12から第1磁性層11に向けて、反射のスピントルクが注入される。第1磁性層11の磁化11mは、第1磁極磁界Hg1の方向とは逆になる。第2方向D2の第1電子流Je1により、第1磁性層11から第2磁性層12に向けて、スピンが注入される。第2磁性層12において、磁化12mが回転する。これにより、高周波磁界Hacが生じる。 In the first state (first operation OP1) exemplified in FIG. 1 (b), the spin is reflected at the interface between the second magnetic layer 12 and the intermediate layer 13 by the first electron flow Je1 in the second direction D2. The reflected spin proceeds to the first magnetic layer 11. Reflective spin torque is injected from the second magnetic layer 12 toward the first magnetic layer 11. The magnetization 11m of the first magnetic layer 11 is opposite to the direction of the first magnetic field magnetic field Hg1. Spins are injected from the first magnetic layer 11 toward the second magnetic layer 12 by the first electron flow Je1 in the second direction D2. In the second magnetic layer 12, the magnetization 12 m rotates. This creates a high frequency magnetic field Hac.

図1(c)に例示した第2状態(第2動作OP2)において、第2方向D2の第1電子流Je1により、第2磁性層12と中間層13との界面において、スピンが反射する。反射したスピンは、第1磁性層11に進む。第2磁性層12から第1磁性層11に向けて、反射のスピントルクが注入される。第1磁性層11の磁化11mは、第2磁極磁界Hg2の方向とは逆になる。第2方向D2の第1電子流Je1により、第1磁性層11から第2磁性層12に向けて、スピンが注入される。第2磁性層12において、磁化12mが回転する。これにより、高周波磁界Hacが生じる。 In the second state (second operation OP2) exemplified in FIG. 1 (c), the spin is reflected at the interface between the second magnetic layer 12 and the intermediate layer 13 by the first electron flow Je1 in the second direction D2. The reflected spin proceeds to the first magnetic layer 11. Reflective spin torque is injected from the second magnetic layer 12 toward the first magnetic layer 11. The magnetization 11m of the first magnetic layer 11 is opposite to the direction of the second magnetic field magnetic field Hg2. Spins are injected from the first magnetic layer 11 toward the second magnetic layer 12 by the first electron flow Je1 in the second direction D2. In the second magnetic layer 12, the magnetization 12 m rotates. This creates a high frequency magnetic field Hac.

第1磁性層11は、例えば、スピン注入層として機能する。第2磁性層12は、例えば、磁界発生層として機能する。 The first magnetic layer 11 functions as, for example, a spin injection layer. The second magnetic layer 12 functions as, for example, a magnetic field generation layer.

実施形態においては、第2磁性層12から第1磁性層11に向かって電流を流す。これにより、第1磁性層11を薄くしても、良好な発振特性が得られることが分かった。 In the embodiment, a current is passed from the second magnetic layer 12 toward the first magnetic layer 11. From this, it was found that good oscillation characteristics can be obtained even if the first magnetic layer 11 is made thin.

以下、実施形態の特性の例について、参考例とともに説明する。
図2(a)及び図2(b)は、第1参考例の磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置を例示する模式的断面図である。
これらの図は、第1参考例の磁気記録ヘッド119xにおける構成及び動作を示している。
Hereinafter, examples of the characteristics of the embodiment will be described together with reference examples.
2 (a) and 2 (b) are schematic cross-sectional views illustrating the magnetic recording head and the magnetic recording / reproducing device of the first reference example.
These figures show the configuration and operation of the magnetic recording head 119x of the first reference example.

磁気記録ヘッド119xにおいても第1磁性層11、第2磁性層12及び中間層13が設けられる。これらの磁性層の構成は、磁気記録ヘッド110と同じである。磁気記録ヘッド119xにおいては、動作における電流が、磁気記録ヘッド110のそれとは異なる。 The magnetic recording head 119x is also provided with the first magnetic layer 11, the second magnetic layer 12, and the intermediate layer 13. The configuration of these magnetic layers is the same as that of the magnetic recording head 110. In the magnetic recording head 119x, the current in operation is different from that of the magnetic recording head 110.

図2(a)及び図2(b)に示すように、第1動作OP1及び第2動作OP2において、第1磁性層11から第2磁性層12に向かう第2電流Jc2が流れる。このとき、第2磁性層12から第1磁性層11に向かう第2電子電流Je2が流れる。磁気記録ヘッド119xにおいては、第1磁性層11が薄いため、ギャップ長g20が小さくできる。しかしながら、後述するように、良好な高周波磁界が発生しない。高周波アシスト記録が困難である。 As shown in FIGS. 2A and 2B, a second current Jc2 flows from the first magnetic layer 11 to the second magnetic layer 12 in the first operation OP1 and the second operation OP2. At this time, a second electron current Je2 flows from the second magnetic layer 12 to the first magnetic layer 11. In the magnetic recording head 119x, since the first magnetic layer 11 is thin, the gap length g20 can be reduced. However, as will be described later, a good high frequency magnetic field is not generated. High frequency assist recording is difficult.

図3(a)及び図3(b)は、第2参考例の磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置を例示する模式的断面図である。
これらの図は、第2参考例の磁気記録ヘッド119yにおける構成及び動作を示している。
3 (a) and 3 (b) are schematic cross-sectional views illustrating the magnetic recording head and the magnetic recording / reproducing device of the second reference example.
These figures show the configuration and operation of the magnetic recording head 119y of the second reference example.

磁気記録ヘッド119yにおいても第1磁性層11、第2磁性層12及び中間層13が設けられる。磁気記録ヘッド119yにおいては、第1磁性層11は、磁気記録ヘッド110におけるそれよりも厚い。一方、磁気記録ヘッド119yにおいては、動作における電流が、磁気記録ヘッド110のそれと同じである。 The magnetic recording head 119y is also provided with the first magnetic layer 11, the second magnetic layer 12, and the intermediate layer 13. In the magnetic recording head 119y, the first magnetic layer 11 is thicker than that in the magnetic recording head 110. On the other hand, in the magnetic recording head 119y, the current in operation is the same as that of the magnetic recording head 110.

図3(a)及び図3(b)に示すように、第1動作OP1及び第2動作OP2において、第2磁性層12から第1磁性層11に向かう第1電流Jc1が流れる。このとき、第1磁性層11から第2磁性層12に向かう第1電子電流Je1が流れる。磁気記録ヘッド119yにおいては、第1磁性層11が厚いため、ギャップ長g20が大きい。後述するように、良好な高周波磁界が発生しない。高周波アシスト記録が困難である。 As shown in FIGS. 3A and 3B, a first current Jc1 flows from the second magnetic layer 12 to the first magnetic layer 11 in the first operation OP1 and the second operation OP2. At this time, the first electron current Je1 flows from the first magnetic layer 11 to the second magnetic layer 12. In the magnetic recording head 119y, since the first magnetic layer 11 is thick, the gap length g20 is large. As will be described later, a good high frequency magnetic field is not generated. High frequency assist recording is difficult.

図4(a)及び図4(b)は、第3参考例の磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置を例示する模式的断面図である。
これらの図は、第3参考例の磁気記録ヘッド119zにおける構成及び動作を示している。
4 (a) and 4 (b) are schematic cross-sectional views illustrating the magnetic recording head and the magnetic recording / reproducing device of the third reference example.
These figures show the configuration and operation of the magnetic recording head 119z of the third reference example.

磁気記録ヘッド119zにおいても第1磁性層11、第2磁性層12及び中間層13が設けられる。磁気記録ヘッド119zにおいては、第1磁性層11は、磁気記録ヘッド110におけるそれよりも厚い。さらに、磁気記録ヘッド119zにおいては、動作における電流が、磁気記録ヘッド110のそれとは異なり、磁気記録ヘッド119xのそれと同じである。 The magnetic recording head 119z is also provided with the first magnetic layer 11, the second magnetic layer 12, and the intermediate layer 13. In the magnetic recording head 119z, the first magnetic layer 11 is thicker than that in the magnetic recording head 110. Further, in the magnetic recording head 119z, the current in operation is the same as that of the magnetic recording head 119x, unlike that of the magnetic recording head 110.

図4(a)及び図4(b)に示すように、第1動作OP1及び第2動作OP2において、第1磁性層11から第2磁性層12に向かう第2電流Jc2が流れる。このとき、第2磁性層12から第1磁性層11に向かう第2電子電流Je2が流れる。磁気記録ヘッド119zにおいては、第1磁性層11が厚いため、ギャップ長g20が大きい。後述するように、良好な高周波磁界が発生する。磁気記録ヘッド119zは、従来から知られている一般的な構成である。磁気記録ヘッド119zにおいては、高周波アシスト記録が可能である。しかしながら、ギャップ長g20が大きい。このため、記録密度を十分に向上できない。 As shown in FIGS. 4A and 4B, a second current Jc2 flows from the first magnetic layer 11 to the second magnetic layer 12 in the first operation OP1 and the second operation OP2. At this time, a second electron current Je2 flows from the second magnetic layer 12 to the first magnetic layer 11. In the magnetic recording head 119z, since the first magnetic layer 11 is thick, the gap length g20 is large. As will be described later, a good high frequency magnetic field is generated. The magnetic recording head 119z has a conventionally known general configuration. High-frequency assist recording is possible with the magnetic recording head 119z. However, the gap length g20 is large. Therefore, the recording density cannot be sufficiently improved.

以下、これらの磁気記録ヘッドの特性(磁気記録再生装置の特性)のシミュレーション結果の例について説明する。シミュレーションのモデルは、以下である。 Hereinafter, an example of simulation results of the characteristics of these magnetic recording heads (characteristics of the magnetic recording / reproducing device) will be described. The simulation model is as follows.

磁気記録ヘッド110及び119xにおいて、第1磁性層11のZ方向の長さは35nmであり、Y方向の長さは35nmである。第1磁性層11のX方向の厚さ(第1厚さt1)は、4nmである。第1磁性層11の飽和磁束密度Bs(第1飽和磁束密度Bs1)は、1.2T(テスラ)である。第1磁性層11の異方性磁界Hkは、2kOe(キロエルステッド)である。第1磁性層11における交換スティフネス定数は、1.4×10-6erg/cm(エルグ/センチメートル)である。第1磁性層11におけるスピン偏極率Poは、0.48である。 In the magnetic recording heads 110 and 119x, the length of the first magnetic layer 11 in the Z direction is 35 nm, and the length in the Y direction is 35 nm. The thickness of the first magnetic layer 11 in the X direction (first thickness t1) is 4 nm. The saturation magnetic flux density Bs (first saturation magnetic flux density Bs1) of the first magnetic layer 11 is 1.2T (tesla). The anisotropic magnetic field Hk of the first magnetic layer 11 is 2 kOe (kiloersted). The exchange stiffness constant in the first magnetic layer 11 is 1.4 × 10 -6 erg / cm (erg / centimeter). The spin polarization rate Po in the first magnetic layer 11 is 0.48.

磁気記録ヘッド119y及び119zにおいて、第1磁性層11のX方向の厚さ(第1厚さt1)は、11nmである。磁気記録ヘッド119y及び119zにおいて、第1磁性層11の垂直磁気異方性磁界Hkは、18kOeである。磁気記録ヘッド119y及び119zにおける第1磁性層11のこれら以外の条件は、磁気記録ヘッド110及び119xのそれらと同じである。 In the magnetic recording heads 119y and 119z, the thickness of the first magnetic layer 11 in the X direction (first thickness t1) is 11 nm. In the magnetic recording heads 119y and 119z, the perpendicular magnetic anisotropy magnetic field Hk of the first magnetic layer 11 is 18 kOe. The other conditions of the first magnetic layer 11 in the magnetic recording heads 119y and 119z are the same as those of the magnetic recording heads 110 and 119x.

第1磁性層11を除いて、積層体10の構成は、磁気記録ヘッド110、119x、119y及び119zにおいて、同じである。 Except for the first magnetic layer 11, the structure of the laminated body 10 is the same in the magnetic recording heads 110, 119x, 119y and 119z.

第2磁性層12のZ方向の長さは35nmであり、Y方向の長さは35nmである。第2磁性層12のX方向の厚さ(第2厚さt2)は、10nmである。第2磁性層12の飽和磁束密度Bs(第2飽和磁束密度Bs2)は、2.2Tである。第2磁性層12の垂直磁気異方性磁界Hkは、-4kOeである。第2磁性層12における交換スティフネス定数は、2×10-6erg/cmである。第2磁性層12におけるスピン偏極率Poは、0.48である。 The length of the second magnetic layer 12 in the Z direction is 35 nm, and the length in the Y direction is 35 nm. The thickness of the second magnetic layer 12 in the X direction (second thickness t2) is 10 nm. The saturation magnetic flux density Bs (second saturation magnetic flux density Bs2) of the second magnetic layer 12 is 2.2T. The vertical magnetic anisotropy magnetic field Hk of the second magnetic layer 12 is -4 kOe. The exchange stiffness constant in the second magnetic layer 12 is 2 × 10 -6 erg / cm. The spin polarization rate Po in the second magnetic layer 12 is 0.48.

第1磁性層11と第2磁性層12との間の距離(中間層13の第3厚さt3)は、2nmである。中間層13において、交換結合係数は、0である。 The distance between the first magnetic layer 11 and the second magnetic layer 12 (third thickness t3 of the intermediate layer 13) is 2 nm. In the intermediate layer 13, the exchange coupling coefficient is 0.

積層体10に加わる磁界において、Y方向成分磁界のX方向成分磁界に対する比(Hy/Hx)は、-10%である。積層体10に加わる磁界は、0kOe~20kOeの範囲で変更される。この磁界は、ギャップ磁界(第1磁極磁界Hg1及び第2磁極磁界Hg2など)に対応する。 In the magnetic field applied to the laminated body 10, the ratio (Hy / Hx) of the Y-direction component magnetic field to the X-direction component magnetic field is −10%. The magnetic field applied to the laminated body 10 is changed in the range of 0 kOe to 20 kOe. This magnetic field corresponds to a gap magnetic field (first magnetic field magnetic field Hg1, second magnetic field magnetic field Hg2, etc.).

以下の例は、初期状態から第1状態(第1動作OP1)に移行する場合に関するシミュレーション結果である。初期状態においては、積層体10に電流が流されない。第2磁性層12においては、磁気膜厚が比較的大きいため、第2磁性層12の磁化12mは安定である。そして、第2磁性層12の垂直磁気異方性は、正の小さい値または負の値を有する。このため、初期状態の磁気記録ヘッド110、119x、119y及び119zにおいて、磁化12mの方向は、+Z方向である。 The following example is a simulation result regarding the transition from the initial state to the first state (first operation OP1). In the initial state, no current is passed through the laminated body 10. Since the magnetic film thickness of the second magnetic layer 12 is relatively large, the magnetization 12 m of the second magnetic layer 12 is stable. The vertical magnetic anisotropy of the second magnetic layer 12 has a small positive value or a negative value. Therefore, in the magnetic recording heads 110, 119x, 119y, and 119z in the initial state, the direction of the magnetization 12m is the + Z direction.

磁気記録ヘッド119y及び119zにおいては、第1磁性層11の磁気膜厚は比較的大きい。そして、第1磁性層11の垂直磁気異方性磁界は、正の大きな値を有する。このため、第1磁性層11の磁化11mの向きは安定である。初期状態の磁気記録ヘッド119y及び119zにおいて、磁化11mの方向は、第1方向D1である。 In the magnetic recording heads 119y and 119z, the magnetic film thickness of the first magnetic layer 11 is relatively large. The vertical magnetic anisotropy magnetic field of the first magnetic layer 11 has a large positive value. Therefore, the orientation of the magnetization 11 m of the first magnetic layer 11 is stable. In the magnetic recording heads 119y and 119z in the initial state, the direction of the magnetization 11m is the first direction D1.

これに対して、磁気記録ヘッド110及び119xにおいては、第1磁性層11の磁気膜厚は比較的小さい。そして、第1磁性層11の垂直磁気異方性磁界が小さい。このため、第1磁性層11の磁化11mの向きは、積層体10の積層面に平行になる。初期状態の磁気記録ヘッド110及び119zにおいて、磁化11mの方向は、-Z方向である。電流を流さない場合において、積層体10に第1方向D1に沿う磁界が印加されると、磁化11mの平均の方向は、第1方向D1になる。 On the other hand, in the magnetic recording heads 110 and 119x, the magnetic film thickness of the first magnetic layer 11 is relatively small. The vertical magnetic anisotropy magnetic field of the first magnetic layer 11 is small. Therefore, the direction of the magnetization 11 m of the first magnetic layer 11 is parallel to the laminated surface of the laminated body 10. In the magnetic recording heads 110 and 119z in the initial state, the direction of the magnetization 11 m is the −Z direction. When a magnetic field along the first direction D1 is applied to the laminated body 10 when no current is passed, the average direction of the magnetization 11 m becomes the first direction D1.

シミュレーションにおいて、積層体10に加わる磁界(ギャップ磁界Hgap)の向きは、略第1方向D1である。 In the simulation, the direction of the magnetic field (gap magnetic field Hgap) applied to the laminated body 10 is substantially the first direction D1.

第1状態(第1動作OP1)の積層体10に流される電流の向きは、磁気記録ヘッドによって異なる。磁気記録ヘッド110及び119yにおいては、第1方向D1の第1電流Jc1が流される。磁気記録ヘッド119x及び119zにおいては、第2方向D2の第電流Jc2が流される。これらの電流において、電流の大きさ(絶対値)が変更される。 The direction of the current flowing through the laminated body 10 in the first state (first operation OP1) differs depending on the magnetic recording head. In the magnetic recording heads 110 and 119y, the first current Jc1 in the first direction D1 is passed. In the magnetic recording heads 119x and 119z, a second current Jc2 in the second direction D2 is passed. In these currents, the magnitude (absolute value) of the current is changed.

磁気記録ヘッド119zは、一般的なSTOであり、電流の向きも一般的な場合に対応する。磁気記録ヘッド119yは、一般的なSTOにおいて、電流の向きが一般とは逆の場合に対応する。磁気記録ヘッド119xは、一般的なSTOにおける電流の向きにおいて、第1磁性層11が薄い場合に対応する。磁気記録ヘッド110は、第1磁性層11が薄く、電流の向きが一般的なSTOの電流とは逆の場合に対応する。 The magnetic recording head 119z is a general STO, and the direction of the current also corresponds to a general case. The magnetic recording head 119y corresponds to the case where the direction of the current is opposite to that of the general STO. The magnetic recording head 119x corresponds to the case where the first magnetic layer 11 is thin in the direction of the current in a general STO. The magnetic recording head 110 corresponds to a case where the first magnetic layer 11 is thin and the direction of the current is opposite to that of a general STO current.

図5(a)~図5(d)は、磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置の特性を例示するグラフ図である。
図5(a)~図5(d)は、磁気記録ヘッド110、119x、119y及び119zにそれぞれ対応する。横軸は、ギャップ磁界Hgapの強度(kOe)を示す。縦軸は、積層体10で生じる高周波磁界Hacの強度(kOe)を示す。これらの図中には、4つの電流密度Jの場合が示されている。
5 (a) to 5 (d) are graphs illustrating the characteristics of the magnetic recording head and the magnetic recording / reproducing device.
5 (a) to 5 (d) correspond to the magnetic recording heads 110, 119x, 119y and 119z, respectively. The horizontal axis indicates the intensity (koe) of the gap magnetic field Hgap. The vertical axis shows the intensity (koe) of the high-frequency magnetic field Hac generated in the laminated body 10. In these figures, the case of four current densities J is shown.

図5(d)に示すように、磁気記録ヘッド119zにおいては、高い電流密度Jにおいても、高い強度の高周波磁界Hacが得られる。このように、磁気記録ヘッド119z(一般的なSTOにおいて、一般的な電流の向きの場合)においては、高周波磁界Hacが得られる。 As shown in FIG. 5D, in the magnetic recording head 119z, a high-frequency magnetic field Hac having a high intensity can be obtained even at a high current density J. As described above, in the magnetic recording head 119z (in the case of a general STO, in the case of a general current direction), a high frequency magnetic field Hac can be obtained.

図5(c)に示すように、磁気記録ヘッド119yにおいては、どの電流密度Jにおいても、高周波磁界Hacの強度は、実質的に0である。このように、磁気記録ヘッド119y(一般的なSTOにおいて電流の向きが逆の場合)においては、高周波磁界Hacが得られない。このため、一般的なSTO(第1磁性層11が厚い場合)においては、第2電流Jc2が適用される。すなわち、磁気記録ヘッド119zの構成が用いられる。 As shown in FIG. 5C, in the magnetic recording head 119y, the intensity of the high frequency magnetic field Hac is substantially 0 at any current density J. As described above, in the magnetic recording head 119y (when the direction of the current is opposite in a general STO), the high frequency magnetic field Hac cannot be obtained. Therefore, in a general STO (when the first magnetic layer 11 is thick), the second current Jc2 is applied. That is, the configuration of the magnetic recording head 119z is used.

これに対して、図5(b)に示すように、磁気記録ヘッド119xにおいては、電流密度Jの絶対値が大きくても、高周波磁界Hacの強度は低い。このように、第1磁性層11が薄い場合は、一般的なSTOにおいて適用される電流の向き(第2電流Jc2)を用いると、高周波磁界Hacが実質的に得られない。このため、従来は、第1磁性層11を薄くすることが困難であると考えられていた。 On the other hand, as shown in FIG. 5B, in the magnetic recording head 119x, the intensity of the high frequency magnetic field Hac is low even if the absolute value of the current density J is large. As described above, when the first magnetic layer 11 is thin, the high frequency magnetic field Hac cannot be substantially obtained by using the current direction (second current Jc2) applied in a general STO. Therefore, conventionally, it has been considered difficult to make the first magnetic layer 11 thin.

しかしながら、図5(a)に示すように、実施形態に係る磁気記録ヘッド110においては、電流密度Jが大きい場合に、高い強度の高周波磁界Hacが得られる。このように、実施形態においては、一般的なSTOにおける電流の向き(第2電流Jc2)ではなく、それとは逆の向き(第1電流Jc1)を用いる。これにより、第1磁性層11が薄い場合においても、良好な高周波磁界Hacが得られる。 However, as shown in FIG. 5A, in the magnetic recording head 110 according to the embodiment, a high-frequency magnetic field Hac having a high intensity can be obtained when the current density J is large. As described above, in the embodiment, the direction opposite to the current direction (second current Jc2) in the general STO is used (first current Jc1). As a result, a good high-frequency magnetic field Hac can be obtained even when the first magnetic layer 11 is thin.

一般的なSTOで採用される電流の向きとは逆の向きの電流を用いることは、本願発明者の独自な新しい発想である。これにより、第1磁性層11を用いて高周波磁界Hacを発生させことができる。これにより、ギャップ長g20を小さくでき、記録密度が向上できる磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置が提供できる。 It is an original new idea of the inventor of the present application to use a current in a direction opposite to the direction of the current adopted in a general STO. Thereby, the high frequency magnetic field Hac can be generated by using the first magnetic layer 11. This makes it possible to provide a magnetic recording head and a magnetic recording / reproducing device capable of reducing the gap length g20 and improving the recording density.

図6(a)~図6(d)は、磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置の特性を例示するグラフ図である。
図6(a)~図6(d)は、磁気記録ヘッド110、119x、119y及び119zにそれぞれ対応する。横軸は、ギャップ磁界Hgapの強度(kOe)を示す。縦軸は、積層体10における抵抗R1を示す。抵抗R1は相対値である。抵抗R1は、第1磁性層11の磁化11mの方向と、第2磁性層12の磁化12mの方向と、の間の角度に対応する。抵抗R1が高いとき(例えば1)、第1磁性層11の磁化11mの方向は、第2磁性層12の磁化12mの方向に対して反平行である。抵抗R1が低いとき(例えば0)、第1磁性層11の磁化11mの方向は、第2磁性層12の磁化12mの方向に対して平行である。
6 (a) to 6 (d) are graphs illustrating the characteristics of the magnetic recording head and the magnetic recording / reproducing device.
6 (a) to 6 (d) correspond to the magnetic recording heads 110, 119x, 119y and 119z, respectively. The horizontal axis indicates the intensity (koe) of the gap magnetic field Hgap. The vertical axis shows the resistance R1 in the laminated body 10. The resistance R1 is a relative value. The resistance R1 corresponds to an angle between the direction of the magnetization 11 m of the first magnetic layer 11 and the direction of the magnetization 12 m of the second magnetic layer 12. When the resistance R1 is high (for example, 1), the direction of the magnetization 11 m of the first magnetic layer 11 is antiparallel to the direction of the magnetization 12 m of the second magnetic layer 12. When the resistance R1 is low (for example, 0), the direction of the magnetization 11 m of the first magnetic layer 11 is parallel to the direction of the magnetization 12 m of the second magnetic layer 12.

図6(b)~図6(d)に示すように、磁気記録ヘッド119x、119y及び119zにおいては、ギャップ磁界Hgapの増大とともに、抵抗R1は、減少する。このことは、ギャップ磁界Hgapの増大とともに、第1磁性層11の磁化11mと、第2磁性層12の磁化12mと、の間の角度が小さくなることに対応する。ギャップ磁界Hgapが増大すると、これらの磁化が互いに平行になる程度が高くなる。 As shown in FIGS. 6 (b) to 6 (d), in the magnetic recording heads 119x, 119y and 119z, the resistance R1 decreases as the gap magnetic field Hgap increases. This corresponds to an increase in the gap magnetic field Hgap and a decrease in the angle between the magnetization 11 m of the first magnetic layer 11 and the magnetization 12 m of the second magnetic layer 12. As the gap magnetic field Hgap increases, the degree to which these magnetizations become parallel to each other increases.

これに対して、図6(a)に示すように、磁気記録ヘッド110においては、電流密度Jの絶対値が大きいときに、ギャップ磁界Hgapの増大とともに抵抗R1が増大している。このことは、ある程度高い絶対値の電流密度(ある程度大きい電流)を流した場合には、ギャップ磁界Hgapが大きくなると、第1磁性層11の磁化11mが、初期状態から反転することに対応する。このような電流密度Jにおいて、図5(a)に示す高い強度の高周波磁界Hacが得られる。 On the other hand, as shown in FIG. 6A, in the magnetic recording head 110, when the absolute value of the current density J is large, the resistance R1 increases with the increase of the gap magnetic field Hgap. This corresponds to the fact that the magnetization 11 m of the first magnetic layer 11 is reversed from the initial state when the gap magnetic field Hgap becomes large when a current density of a certain high absolute value (a certain large current) is passed. At such a current density J, the high-frequency magnetic field Hac shown in FIG. 5A can be obtained.

実施形態において、例えば、積層体10に第1電流Jc1を流しつつ、上記の第1方向D1の成分を有する第3磁界(ギャップ磁界Hgap)を印加する。このとき、第1磁性層11と第2磁性層12との間の電気抵抗(抵抗R1)は、第3磁界の強度とともに上昇する。すなわち、積層体10に電流(第1電流Jc1)を流したときの第1磁性層11と第2磁性層12との間の電気抵抗は、第1方向D1の成分を有する磁界の強度とともに上昇する。 In the embodiment, for example, a third magnetic field (gap magnetic field Hgap) having the component of the first direction D1 is applied while passing a first current Jc1 through the laminated body 10. At this time, the electric resistance (resistance R1) between the first magnetic layer 11 and the second magnetic layer 12 increases with the strength of the third magnetic field. That is, the electric resistance between the first magnetic layer 11 and the second magnetic layer 12 when a current (first current Jc1) is passed through the laminated body 10 increases with the strength of the magnetic field having the component in the first direction D1. do.

例えば、実施形態に係る磁気記録ヘッド110において、第1範囲の大きさを有し第1方向D1の第3電流を積層体10に流しつつ第1方向D1の成分を有する第3磁界(ギャップ磁界Hgap)を印加する。第3電流は、図6(a)における電流密度Jに対応する電流である。このとき、第1磁性層11と第2磁性層12との間の電気抵抗(抵抗R1)は、第3磁界の強度とともに上昇する。図6(a)の例では、第3電流の範囲は、電流密度Jの絶対値が4×10A/cm以上の範囲に対応する。このような範囲に第1電流Jc1が設定される。すなわち、第1電流Jc1の大きさは、この第1範囲にある。これにより、第1動作OP1において、良好な高周波磁界Hacが得られる。 For example, in the magnetic recording head 110 according to the embodiment, a third magnetic field (gap magnetic field) having a size in the first range and having a component in the first direction D1 while passing a third current in the first direction D1 through the laminated body 10. Hgap) is applied. The third current is the current corresponding to the current density J in FIG. 6A. At this time, the electric resistance (resistance R1) between the first magnetic layer 11 and the second magnetic layer 12 increases with the strength of the third magnetic field. In the example of FIG. 6A, the range of the third current corresponds to the range in which the absolute value of the current density J is 4 × 10 8 A / cm 2 or more. The first current Jc1 is set in such a range. That is, the magnitude of the first current Jc1 is in this first range. As a result, a good high-frequency magnetic field Hac can be obtained in the first operation OP1.

図7(a)~図7(d)は、磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置の特性を例示するグラフ図である。
図7(a)~図7(d)は、磁気記録ヘッド110、119x、119y及び119zにそれぞれ対応する。横軸は、ギャップ磁界Hgapの強度(kOe)を示す。縦軸は、第1磁性層11の磁化11mの向きM1を示す。向きM1が”1”のときは、磁化11mが、第1方向D1であることに対応する。向きM1が”-1”のときは、磁化11mが、第2方向D2であることに対応する。
7 (a) to 7 (d) are graphs illustrating the characteristics of the magnetic recording head and the magnetic recording / reproducing device.
7 (a) to 7 (d) correspond to the magnetic recording heads 110, 119x, 119y and 119z, respectively. The horizontal axis indicates the intensity (koe) of the gap magnetic field Hgap. The vertical axis indicates the direction M1 of the magnetization 11 m of the first magnetic layer 11. When the orientation M1 is "1", the magnetization 11m corresponds to the first direction D1. When the orientation M1 is "-1", the magnetization 11m corresponds to the second direction D2.

図7(c)及び図7(d)に示すようには、磁気記録ヘッド119y及び119zにおいては、第1磁性層11の磁化11mの向きM1は、1である。これらの磁気記録ヘッドヘッドにおいては、電流及びギャップ磁界Hgapに依存せず、磁化11mの向きM1は、第1方向D1である。これらの磁気記録ヘッドにおいては、磁化11mの向きは変化しない。 As shown in FIGS. 7 (c) and 7 (d), in the magnetic recording heads 119y and 119z, the orientation M1 of the magnetization 11 m of the first magnetic layer 11 is 1. In these magnetic recording heads, the direction M1 with a magnetization of 11 m is the first direction D1 without depending on the current and the gap magnetic field Hgap. In these magnetic recording heads, the orientation of the magnetization 11 m does not change.

図7(b)に示すように、磁気記録ヘッド119xにおいては、どの電流密度Jのときも、ギャップ磁界Hgapが0の場合、磁化11mの向き(平均の向き)は、0である。ギャップ磁界Hgapを大きくすると、向きM1は、1に近づく。すなわち、磁化11mの向きM1が、第1方向D1に沿うようになる。 As shown in FIG. 7B, in the magnetic recording head 119x, when the gap magnetic field Hgap is 0 at any current density J, the direction (average direction) of the magnetization 11 m is 0. When the gap magnetic field Hgap is increased, the direction M1 approaches 1. That is, the direction M1 having a magnetization of 11 m is along the first direction D1.

図7(a)に示すように、磁気記録ヘッド110においては、電流密度Jが0でギャップ磁界Hgapが0の場合、磁化11mの向き(平均の向き)は、0である。電流密度Jが0のときに、ギャップ磁界Hgapを大きくすると、向きM1は、1に近づく。すなわち、磁化11mの向きM1が、第1方向D1に沿うようになる。一方、電流密度Jが0ではない場合に、ギャップ磁界Hgapを大きくすると、向きM1は、-1に近づく。すなわち、磁化11mの向きM1は、第2方向D2に変化する。この特性は、磁気記録ヘッド110に特有である。 As shown in FIG. 7A, in the magnetic recording head 110, when the current density J is 0 and the gap magnetic field Hgap is 0, the direction (average direction) of the magnetization 11 m is 0. When the current density J is 0 and the gap magnetic field Hgap is increased, the direction M1 approaches 1. That is, the direction M1 having a magnetization of 11 m is along the first direction D1. On the other hand, when the current density J is not 0 and the gap magnetic field Hgap is increased, the direction M1 approaches -1. That is, the direction M1 having a magnetization of 11 m changes in the second direction D2. This characteristic is peculiar to the magnetic recording head 110.

このように、実施形態においては、第1磁性層11の磁化11mは、特有の特性を有する。これにより、第1磁性層11が薄い場合においても、良好な高周波磁界Hacが得られる。 As described above, in the embodiment, the magnetization 11 m of the first magnetic layer 11 has a unique characteristic. As a result, a good high-frequency magnetic field Hac can be obtained even when the first magnetic layer 11 is thin.

図8は、第1の実施形態に係る磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置の特性を例示するグラフ図である。
図8は、磁気記録ヘッド110において発生する高周波磁界Hacの周波数を示している。横軸は、ギャップ磁界Hgapの強度(kOe)を示す。縦軸は、高周波磁界Hacの周波数f1(GHz:ギガヘルツ)を示す。
FIG. 8 is a graph illustrating the characteristics of the magnetic recording head and the magnetic recording / reproducing device according to the first embodiment.
FIG. 8 shows the frequency of the high frequency magnetic field Hac generated in the magnetic recording head 110. The horizontal axis indicates the intensity (koe) of the gap magnetic field Hgap. The vertical axis shows the frequency f1 (GHz: gigahertz) of the high frequency magnetic field Hac.

実施形態において、ギャップ磁界Hgapを例えば7kOe~20kOeとする。このとき、安定した高周波磁界Hacが得られる。この高周波磁界Hacの周波数f1は、例えば、5GHz以上25GHz以下である。 In the embodiment, the gap magnetic field Hgap is set to, for example, 7 kOe to 20 kOe. At this time, a stable high-frequency magnetic field Hac can be obtained. The frequency f1 of this high-frequency magnetic field Hac is, for example, 5 GHz or more and 25 GHz or less.

このように、本実施形態においても、第1磁性層11を薄くしても、高周波磁界Hacが得られる。 As described above, also in the present embodiment, the high frequency magnetic field Hac can be obtained even if the first magnetic layer 11 is thinned.

例えば、第1状態(第1動作OP1)において、第1磁性層11の磁化11mは、第2方向D2の成分を有する。第1状態において、磁化11mの方向は、第1磁極磁界Hg1の方向に対して反平行である。一方、第2状態(第2動作OP2)において、第1磁性層11の磁化11mは、第1方向D1の成分を有する。第2状態において、磁化11mの方向は、第2磁極磁界Hg2の方向に対して反平行である。 For example, in the first state (first operation OP1), the magnetization 11 m of the first magnetic layer 11 has a component in the second direction D2. In the first state, the direction of the magnetization 11 m is antiparallel to the direction of the first magnetic field magnetic field Hg1. On the other hand, in the second state (second operation OP2), the magnetization 11 m of the first magnetic layer 11 has a component in the first direction D1. In the second state, the direction of the magnetization 11 m is antiparallel to the direction of the second magnetic field magnetic field Hg2.

実施形態においては、このような第1状態及び第2状態において、積層体10は、高周波磁界Hacを発生する。 In the embodiment, in such a first state and a second state, the laminated body 10 generates a high frequency magnetic field Hac.

既に説明したように、第1磁性層11の第1積(t1・Bs1)は、第2磁性層12の第2積(t2・Bs2)よりも小さい。例えば、第2積は、第1積の4倍以上である。例えば、第2厚さt2は、第1厚さt1の2倍以上である。 As described above, the first product (t1 · Bs1) of the first magnetic layer 11 is smaller than the second product (t2 · Bs2) of the second magnetic layer 12. For example, the second product is four times or more the first product. For example, the second thickness t2 is at least twice the first thickness t1.

図9は、第1の実施形態に係る磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置の特性を例示するグラフ図である。
図9は、磁気記録ヘッド110における発振特性を示す。横軸は、第1磁性層11の厚さ(第1厚さt1)を示す。縦軸は、電流密度J(任意目盛り)を示す。図9において、発振開始電流密度Jsと、80%電流密度J80%と、が示されている。発振開始電流密度Jsは、積層体10において高周波磁界Hacが生じる最小の電流密度Jである。80%電流密度J80%は、高周波磁界Hacの最大値の80%の高周波磁界Hacが生じる電流密度Jである。図9に示す例においては、積層体10に印加される磁界(ギャップ磁界Hgap)は、10kOeである。ギャップ磁界Hgapは、例えば、第1磁極磁界Hg1または第2磁極磁界Hg2に対応する。
FIG. 9 is a graph illustrating the characteristics of the magnetic recording head and the magnetic recording / reproducing device according to the first embodiment.
FIG. 9 shows the oscillation characteristics of the magnetic recording head 110. The horizontal axis indicates the thickness of the first magnetic layer 11 (first thickness t1). The vertical axis indicates the current density J (arbitrary scale). In FIG. 9, the oscillation start current density Js and the 80% current density J80% are shown. The oscillation start current density Js is the minimum current density J in which the high frequency magnetic field Hac is generated in the laminated body 10. 80% current density J 80% is a current density J in which a high frequency magnetic field Hac of 80% of the maximum value of the high frequency magnetic field Hac is generated. In the example shown in FIG. 9, the magnetic field (gap magnetic field Hgap) applied to the laminated body 10 is 10 kOe. The gap magnetic field Hgap corresponds to, for example, a first magnetic field magnetic field Hg1 or a second magnetic field magnetic field Hg2.

図9に示すように、第1磁性層11の第1厚さt1が2nm以上9nm以下において、低い発振開始電流密度Jsが得られる。そして、この範囲において、低い80%電流密度J80%が得られる。実施形態において、第1磁性層11の第1厚さt1は、2nm以上9nm以下が好ましい。第1磁性層11の第1厚さt1は、2.5nm以上7.5nm以下が、さらに好ましい。さらに、低い発振開始電流密度Js、及び、さらに低い80%電流密度J80%が得られる。 As shown in FIG. 9, when the first thickness t1 of the first magnetic layer 11 is 2 nm or more and 9 nm or less, a low oscillation start current density Js can be obtained. Then, in this range, a low 80% current density J80% can be obtained. In the embodiment, the first thickness t1 of the first magnetic layer 11 is preferably 2 nm or more and 9 nm or less. The first thickness t1 of the first magnetic layer 11 is more preferably 2.5 nm or more and 7.5 nm or less. Further, a low oscillation start current density Js and a lower 80% current density J80% can be obtained.

図10は、第1の実施形態に係る磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置の特性を例示するグラフ図である。
図10は、磁気記録ヘッド110における発振特性を示す。横軸は、第1磁性層11の垂直磁気異方性磁界MA1(kOe)である。縦軸は、電流密度J(任意目盛り)を示す。垂直磁気異方性磁界MA1は、垂直結晶磁気異方性である。垂直磁気異方性磁界MA1が負のとき、積層方向と垂直な面への磁化が容易となる。垂直磁気異方性磁界MA1が正のとき、積層方向と平行方向への磁化が容易となる。図10において、発振開始電流密度Jsと、80%電流密度J80%と、が示されている。図10に示す例においては、積層体10に印加される磁界(ギャップ磁界Hgap)は、10kOeである。
FIG. 10 is a graph illustrating the characteristics of the magnetic recording head and the magnetic recording / reproducing device according to the first embodiment.
FIG. 10 shows the oscillation characteristics of the magnetic recording head 110. The horizontal axis is the vertical magnetic anisotropy magnetic field MA1 (koe) of the first magnetic layer 11. The vertical axis indicates the current density J (arbitrary scale). The vertical magnetic anisotropy magnetic field MA1 is a vertical magnetocrystalline anisotropy. When the vertical magnetic anisotropy magnetic field MA1 is negative, magnetization to a plane perpendicular to the stacking direction becomes easy. When the perpendicular magnetic anisotropy magnetic field MA1 is positive, magnetization in the direction parallel to the stacking direction becomes easy. In FIG. 10, the oscillation start current density Js and the 80% current density J80% are shown. In the example shown in FIG. 10, the magnetic field (gap magnetic field Hgap) applied to the laminated body 10 is 10 kOe.

図10に示すように、第1磁性層11の垂直磁気異方性磁界MA1が-7kOe以上8kOe以下において、低い発振開始電流密度Jsが得られる。そして、この範囲において、低い80%電流密度J80%が得られる。実施形態において、第1磁性層11の垂直磁気異方性磁界MA1が-7kOe以上8kOe以下が好ましい。第1磁性層11の垂直磁気異方性磁界MA1が-5kOe以上7kOe以下がさらに、好ましい。さらに、低い発振開始電流密度Js、及び、さらに低い80%電流密度J80%が得られる。例えば、第1磁性層11の垂直磁気異方性磁界MA1の絶対値は、7kOe以下でも良い。第1磁性層11の垂直磁気異方性磁界MA1の絶対値は、5kOe以下でも良い。 As shown in FIG. 10, when the perpendicular magnetic anisotropy magnetic field MA1 of the first magnetic layer 11 is −7 kOe or more and 8 kOe or less, a low oscillation start current density Js can be obtained. Then, in this range, a low 80% current density J80% can be obtained. In the embodiment, the vertical magnetic anisotropy magnetic field MA1 of the first magnetic layer 11 is preferably −7 kOe or more and 8 kOe or less. It is more preferable that the vertical magnetic anisotropy magnetic field MA1 of the first magnetic layer 11 is −5 kOe or more and 7 kOe or less. Further, a low oscillation start current density Js and a lower 80% current density J80% can be obtained. For example, the absolute value of the vertical magnetic anisotropy magnetic field MA1 of the first magnetic layer 11 may be 7 kOe or less. The absolute value of the vertical magnetic anisotropy magnetic field MA1 of the first magnetic layer 11 may be 5 kOe or less.

図11(a)~図11(c)は、第1の実施形態に係る磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置の特性を例示するグラフ図である。
これらの図は、磁気記録ヘッド110における発振特性を示す。図11(a)において、横軸は、第2磁性層12の磁気ダンピング体積の、第1磁性層11の磁気ダンピング体積に対する比R2/1である。第1磁性層11は第1ダンピング定数α1を有する。第2磁性層12は、第2ダンピング定数α2を有する。既に説明したように、第1磁性層11は、第1厚さt1及び第1飽和磁束密度Bs1を有する。第2磁性層12は、第2厚さt2及び第2飽和磁束密度Bs2を有する。比R2/1は、(α2・t2・Bs2)/(α1・t1・Bs1)である。図11(b)の縦軸は、積層体10から発生する高周波磁界Hacの規格化した強度Hacnである。
11 (a) to 11 (c) are graphs illustrating the characteristics of the magnetic recording head and the magnetic recording / reproducing device according to the first embodiment.
These figures show the oscillation characteristics of the magnetic recording head 110. In FIG. 11A, the horizontal axis is the ratio R2 / 1 of the magnetic damping volume of the second magnetic layer 12 to the magnetic damping volume of the first magnetic layer 11. The first magnetic layer 11 has a first damping constant α1. The second magnetic layer 12 has a second damping constant α2. As described above, the first magnetic layer 11 has a first thickness t1 and a first saturation magnetic flux density Bs1. The second magnetic layer 12 has a second thickness t2 and a second saturation magnetic flux density Bs2. The ratio R2 / 1 is (α2, t2, Bs2) / (α1, t1, Bs1). The vertical axis of FIG. 11B is the normalized intensity Hacn of the high frequency magnetic field Hac generated from the laminated body 10.

図11(a)に示すように、比R2/1が4以上16以下において、高い強度Hacnが得られる。比R2/1は、4以上16以下が好ましい。比R2/1は、5以上14以下がさらに好ましい。 As shown in FIG. 11A, a high intensity Hacn can be obtained when the ratio R2 / 1 is 4 or more and 16 or less. The ratio R2 / 1 is preferably 4 or more and 16 or less. The ratio R2 / 1 is more preferably 5 or more and 14 or less.

実施形態においては、例えば、第2積(t2・Bs2)と第2ダンピング定数α2との積は、第1積(t1・Bs1と第1ダンピング定数α1の積の4倍以上16倍以下であることが好ましい。 In the embodiment, for example, the product of the second product (t2 · Bs2) and the second damping constant α2 is 4 times or more and 16 times or less the product of the first product (t1 · Bs1 and the first damping constant α1). Is preferable.

図11(b)において、横軸は、第2磁性層12の磁気膜厚の、第1磁性層11の磁気膜厚に対する比RtBsである。比RtBsは、(t2・Bs2)/(t1・Bs1)に対応する。図11(b)の縦軸は、強度Hacnである。この例において、第1ダンピング定数α1は、0.03であり、第2ダンピング定数α2は、0.04である。 In FIG. 11B, the horizontal axis is the ratio RtBs of the magnetic film thickness of the second magnetic layer 12 to the magnetic film thickness of the first magnetic layer 11. The ratio RtBs corresponds to (t2 · Bs2) / (t1 · Bs1). The vertical axis of FIG. 11B is the intensity Hacn. In this example, the first damping constant α1 is 0.03 and the second damping constant α2 is 0.04.

図11(b)に示すように、比RtBsが3以上11以下において、高い強度Hacnが得られる。実施形態においては、比RtBsは、例えば、3以上11以下であることが好ましい。特に、比RtBsは、例えば、4以上10以下であることがさらに好ましい。 As shown in FIG. 11B, high intensity Hacn can be obtained when the ratio RtBs is 3 or more and 11 or less. In the embodiment, the ratio RtBs is preferably, for example, 3 or more and 11 or less. In particular, the ratio RtBs is more preferably 4 or more and 10 or less, for example.

図11(c)において、横軸は、第2磁性層12の第2厚さt2、第1磁性層11の第1厚さt1に対する比Rtである。比Rtは、t2/t1に対応する。図11(c)の縦軸は、強度Hacnである。この例において、第1ダンピング定数α1は、0.03であり、第2ダンピング定数α2は、0.04である。第1飽和磁束密度Bs1は、1.2Tであり、第2飽和磁束密度Bs2は、2.2Tである。 In FIG. 11C, the horizontal axis is the ratio Rt of the second magnetic layer 12 to the second thickness t2 and the first magnetic layer 11 to the first thickness t1. The ratio Rt corresponds to t2 / t1. The vertical axis of FIG. 11 (c) is the intensity Hacn. In this example, the first damping constant α1 is 0.03 and the second damping constant α2 is 0.04. The first saturation magnetic flux density Bs1 is 1.2T, and the second saturation magnetic flux density Bs2 is 2.2T.

図11(c)に示すように、比Rtが1.5以上7以下において、高い強度Hacnが得られる。実施形態においては、比Rtは、例えば、1.5以上7以下であることが好ましい。特に、比Rtは、例えば、2以上6以下であることが好ましい。 As shown in FIG. 11 (c), a high intensity Hacn can be obtained when the ratio Rt is 1.5 or more and 7 or less. In the embodiment, the ratio Rt is preferably, for example, 1.5 or more and 7 or less. In particular, the ratio Rt is preferably, for example, 2 or more and 6 or less.

実施形態において、磁極20は、例えば、FeCo合金、または、FeCoNi合金などを含む。 In the embodiment, the magnetic pole 20 includes, for example, a FeCo alloy, a FeCoNi alloy, or the like.

シールド20sは、例えば、FeCo合金またはFeCoNi合金などを含む。 The shield 20s includes, for example, a FeCo alloy or a FeCoNi alloy.

第1磁性層11及び第2磁性層12の少なくともいずれかは、例えば、FeCo合金、ホイッスラー合金、[Fe/Co]人工格子、[FeCoNi/Ni]人工格子、及び、[Co/Pt]人工格子の少なくともいずれかを含む。を含む。第1磁性層11及び第2磁性層12の少なくともいずれかは、FeCo合金膜、ホイッスラー合金膜、[Fe/Co]人工格子膜、[FeCoNi/Ni]人工格子膜、及び、[Co/Pt]人工格子膜の少なくとも2つを含む積層膜を含んでも良い。 At least one of the first magnetic layer 11 and the second magnetic layer 12 is, for example, a FeCo alloy, a Whistler alloy, a [Fe / Co] artificial lattice, a [FeCoNi / Ni] artificial lattice, and a [Co / Pt] artificial lattice. Includes at least one of. including. At least one of the first magnetic layer 11 and the second magnetic layer 12 is a FeCo alloy film, a Whistler alloy film, a [Fe / Co] artificial lattice film, a [FeCoNi / Ni] artificial lattice film, and [Co / Pt]. A laminated film containing at least two artificial lattice films may be included.

中間層13は、例えば、Cu及びAgの少なくともいずれかを含む。中間層13は、例えば、Cuを含む合金、及び、Agを含む合金の少なくともいずれかを含んでも良い。中間層13は、例えば、Cu膜、Ag膜、Cuを含む合金膜、及び、Agを含む合金膜の少なくとも2つを含む積層膜を含んでも良い。 The intermediate layer 13 contains, for example, at least one of Cu and Ag. The intermediate layer 13 may contain, for example, at least one of an alloy containing Cu and an alloy containing Ag. The intermediate layer 13 may include, for example, a Cu film, an Ag film, an alloy film containing Cu, and a laminated film containing at least two of the alloy films containing Ag.

第1非磁性層15及び第2非磁性層16の少なくともいずれかは、例えば、Ta、Cu、Pt及びPdの少なくともいずれかを含む。第1非磁性層15及び第2磁性層12の少なくともいずれかは、それらのいずれかを含む合金を含んでも良い。第1非磁性層15及び第2磁性層16の少なくともいずれかは、それらの膜の少なくとも2つを含む積層膜を含んでも良い。 At least one of the first non-magnetic layer 15 and the second non-magnetic layer 16 includes, for example, at least one of Ta, Cu , Pt and Pd. At least one of the first non-magnetic layer 15 and the second magnetic layer 12 may contain an alloy containing any of them. At least one of the first non-magnetic layer 15 and the second magnetic layer 16 may include a laminated film containing at least two of those films.

磁気記録媒体80は、例えば、CoCrPt-SiOグラニュラ膜を含む。 The magnetic recording medium 80 includes, for example, a CoCrPt—SiO 2 granular film.

図12(a)~図12(c)は、第1の実施形態に係る別の磁気記録ヘッド及び別の磁気記録再生装置を例示する模式的断面図である。
図12(b)及び図12(c)は、磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置の状態(動作)を例示している。
12 (a) to 12 (c) are schematic cross-sectional views illustrating another magnetic recording head and another magnetic recording / reproducing device according to the first embodiment.
12 (b) and 12 (c) illustrate the state (operation) of the magnetic recording head and the magnetic recording / reproducing device.

図12(a)に示すように、本実施形態に係る磁気記録再生装置150aは、本実施形態に係る磁気記録ヘッド110aと、磁気記録媒体80と、を含む。本実施形態においては、第1磁性層11及び第2磁性層12の積層方向が、媒体対向面51に対して傾斜している。これ以外は、磁気記録ヘッド110と同様である。 As shown in FIG. 12A, the magnetic recording / reproducing device 150a according to the present embodiment includes the magnetic recording head 110a according to the present embodiment and the magnetic recording medium 80. In the present embodiment, the stacking direction of the first magnetic layer 11 and the second magnetic layer 12 is inclined with respect to the medium facing surface 51. Other than this, it is the same as the magnetic recording head 110.

磁気記録ヘッド110a及び磁気記録再生装置150aにおいても、第2厚さt2と第2飽和磁束密度との第2積は、第1厚さt1と第1飽和磁束密度との第1積よりも大きい。例えば、第1厚さt1は、第2厚さt2よりも薄い。 Also in the magnetic recording head 110a and the magnetic recording / reproducing device 150a, the second product of the second thickness t2 and the second saturated magnetic flux density is larger than the first product of the first thickness t1 and the first saturated magnetic flux density. .. For example, the first thickness t1 is thinner than the second thickness t2.

そして、図12(b)及び図12(c)に示すように、第2磁性層12から第1磁性層11に向かって電流(第1電流Jc1)が流れる。磁気記録ヘッド110a及び磁気記録再生装置150aにおいても、記録密度が向上できる磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置が提供できる。 Then, as shown in FIGS. 12 (b) and 12 (c), a current (first current Jc1) flows from the second magnetic layer 12 toward the first magnetic layer 11. The magnetic recording head 110a and the magnetic recording / reproducing device 150a can also provide a magnetic recording head and a magnetic recording / reproducing device capable of improving the recording density.

(第2の実施形態)
図13(a)~図13(c)は、第2の実施形態に係る磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置を例示する模式的断面図である。
図13(b)及び図13(c)は、磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置の状態(動作)を例示している。
(Second embodiment)
13 (a) to 13 (c) are schematic cross-sectional views illustrating the magnetic recording head and the magnetic recording / reproducing device according to the second embodiment.
13 (b) and 13 (c) illustrate the state (operation) of the magnetic recording head and the magnetic recording / reproducing device.

図13(a)に示すように、本実施形態に係る磁気記録再生装置151は、本実施形態に係る磁気記録ヘッド111と、磁気記録媒体80と、を含む。本実施形態においては、第1磁性層11及び第2磁性層12の配置が、磁気記録ヘッド110における配置とは異なる。以下の磁気記録ヘッド111の説明において、磁気記録ヘッド110と同様の部分は、適宜省略される。 As shown in FIG. 13A, the magnetic recording / reproducing device 151 according to the present embodiment includes the magnetic recording head 111 according to the present embodiment and the magnetic recording medium 80. In the present embodiment, the arrangement of the first magnetic layer 11 and the second magnetic layer 12 is different from the arrangement in the magnetic recording head 110. In the following description of the magnetic recording head 111, the same parts as the magnetic recording head 110 may be omitted as appropriate.

磁気記録ヘッド111は、磁極20と、シールド20sと、積層体10と、第1非磁性層15と、を含む。シールド20sは、例えば、トレーリングシールドである。積層体10は、第1磁性層11、第2磁性層12及び中間層13を含む。第1磁性層11は、磁極20とシールド20sとの間に設けられる。第2磁性層12は、第1磁性層11とシールド20sとの間に設けられる。中間層13は、第1磁性層11と第2磁性層12との間に設けられ、非磁性である。 The magnetic recording head 111 includes a magnetic pole 20, a shield 20s, a laminate 10, and a first non-magnetic layer 15. The shield 20s is, for example, a trailing shield. The laminate 10 includes a first magnetic layer 11, a second magnetic layer 12, and an intermediate layer 13. The first magnetic layer 11 is provided between the magnetic pole 20 and the shield 20s. The second magnetic layer 12 is provided between the first magnetic layer 11 and the shield 20s. The intermediate layer 13 is provided between the first magnetic layer 11 and the second magnetic layer 12 and is non-magnetic.

第1非磁性層15は、第2磁性層12とシールド20sとの間に設けられる。第1非磁性層15は、シールド20s及び第2磁性層12と接する。 The first non-magnetic layer 15 is provided between the second magnetic layer 12 and the shield 20s. The first non-magnetic layer 15 is in contact with the shield 20s and the second magnetic layer 12.

第2非磁性層16は、第1磁性層11と磁極20との間に設けられる。 The second non-magnetic layer 16 is provided between the first magnetic layer 11 and the magnetic pole 20.

第2磁性層12から第1磁性層11に向かう方向を第1方向D1とする。第1方向D1は、X方向とは逆である。第1磁性層11から第2磁性層12に向かう方向を第2方向D2とする。第2方向D2は、X方向と同じである。 The direction from the second magnetic layer 12 to the first magnetic layer 11 is defined as the first direction D1. The first direction D1 is opposite to the X direction. The direction from the first magnetic layer 11 to the second magnetic layer 12 is defined as the second direction D2. The second direction D2 is the same as the X direction.

この例においても、第1磁性層11は、第1方向D1に沿った第1厚さt1と、第1飽和磁束密度Bs1と、を有する。第2磁性層12は、第1方向D1に沿った第2厚さt2と、第2飽和磁束密度Bs2と、を有する。この例でも、第2厚さt2と第2飽和磁束密度Bs2との第2積は、第1厚さt1と第1飽和磁束密度Bs1との第1積よりも大きい。 Also in this example, the first magnetic layer 11 has a first thickness t1 along the first direction D1 and a first saturation magnetic flux density Bs1. The second magnetic layer 12 has a second thickness t2 along the first direction D1 and a second saturation magnetic flux density Bs2. Also in this example, the second product of the second thickness t2 and the second saturation magnetic flux density Bs2 is larger than the first product of the first thickness t1 and the first saturation magnetic flux density Bs1.

図13(b)は、第1動作OP1(第1状態)に対応する。第1状態において、磁極20から生じる第1磁極磁界Hg1は、第2方向D2に沿う成分を有する。このとき、積層体10に第1方向D1の第1電流Jc1が流れる。このとき、第1電子流Je1の向きは、第1電流Jc1の向きと逆である。 FIG. 13B corresponds to the first operation OP1 (first state). In the first state, the first magnetic field magnetic field Hg1 generated from the magnetic pole 20 has a component along the second direction D2. At this time, the first current Jc1 in the first direction D1 flows through the laminated body 10. At this time, the direction of the first electron flow Je1 is opposite to the direction of the first current Jc1.

図13(c)は、第2動作OP2(第2状態)に対応する。第2状態において、磁極20から生じる第2磁極磁界Hg2は、第1方向D1に沿う成分を有する。このときも、積層体10に第1方向D1の第1電流Jc1が流れる。 FIG. 13C corresponds to the second operation OP2 (second state). In the second state, the second magnetic field magnetic field Hg2 generated from the magnetic pole 20 has a component along the first direction D1. Also at this time, the first current Jc1 in the first direction D1 flows through the laminated body 10.

このような動作により、第1磁性層11を薄くしても、良好な高周波磁界Hacが得られる。これにより、記録密度が向上できる磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置が提供できる。 By such an operation, a good high frequency magnetic field Hac can be obtained even if the first magnetic layer 11 is thinned. This makes it possible to provide a magnetic recording head and a magnetic recording / reproducing device capable of improving the recording density.

本実施形態において、第2積は、第1積の4倍以上であることが好ましい。第2厚さt2は、第1厚さの2倍以上であることが好ましい。 In the present embodiment, the second product is preferably four times or more the first product. The second thickness t2 is preferably at least twice the first thickness.

1厚さt1は、例えば、2nm以上9nm以下であることが好ましい。第1磁性層11の垂直磁気異方性磁界MA1は、例えば、-7kOe以上8kOe以下であることが好ましい。 The first thickness t1 is preferably, for example, 2 nm or more and 9 nm or less. The vertical magnetic anisotropy magnetic field MA1 of the first magnetic layer 11 is preferably, for example, −7 kOe or more and 8 kOe or less.

本実施形態において、第1磁性層11は、第1ダンピング定数α1を有する。第2磁性層12は、第2ダンピング定数α2を有する。このとき、第2積と第2ダンピング定数α2との積は、第1積と第1ダンピング定数α1の積の4倍以上16倍以下であることが好ましい。 In the present embodiment, the first magnetic layer 11 has a first damping constant α1. The second magnetic layer 12 has a second damping constant α2. At this time, the product of the second product and the second damping constant α2 is preferably 4 times or more and 16 times or less the product of the first product and the first damping constant α1.

本実施形態において、第1状態において、第1磁性層11の磁化11mは、第2方向D2の成分を有する。第2状態において、第1磁性層11の磁化11mは、第1方向D1の成分を有する。 In the present embodiment, in the first state, the magnetization 11 m of the first magnetic layer 11 has a component in the second direction D2. In the second state, the magnetization 11m of the first magnetic layer 11 has a component in the first direction D1.

第1状態及び第2状態において、積層体10は、高周波磁界Hacを発生する。高周波磁界Hacの周波数は、5GHz以上25GHz以下である。 In the first state and the second state, the laminated body 10 generates a high frequency magnetic field Hac. The frequency of the high frequency magnetic field Hac is 5 GHz or more and 25 GHz or less.

積層体10に第1電流Jc1を流しつつ第1方向D1の成分を有する第3磁界を印加したときに、第1磁性層11と第2磁性層12との間の電気抵抗は、第3磁界の強度とともに上昇する。 When a third magnetic field having a component in the first direction D1 is applied while passing a first current Jc1 through the laminated body 10, the electric resistance between the first magnetic layer 11 and the second magnetic layer 12 is the third magnetic field. Increases with the strength of.

第1範囲の大きさを有し第1方向D1の第3電流を積層体10に流しつつ第1方向D1の成分を有する第3磁界を印加したときに、第1磁性層11と第2磁性層12との間の電気抵抗は、第3磁界の強度とともに上昇する。上記の第1電流Jc1の大きさは、このような第1範囲にある。 The first magnetic layer 11 and the second magnetism when a third magnetic field having a size in the first range and having a component in the first direction D1 is applied while passing a third current in the first direction D1 through the laminated body 10. The electrical resistance between the layers 12 increases with the strength of the third magnetic field. The magnitude of the first current Jc1 is in such a first range.

本実施形態において、コイル25が設けられても良い。第1状態においてコイル25に第1コイル電流C1が供給されて磁極20から、第1磁極磁界Hg1が発生する。第2状態においてコイル25に第2コイル電流C2が供給されて、磁極20から第2磁極磁界Hg2が発生する。 In this embodiment, the coil 25 may be provided. In the first state, the first coil current C1 is supplied to the coil 25, and the first magnetic field magnetic field Hg1 is generated from the magnetic pole 20. In the second state, the second coil current C2 is supplied to the coil 25, and the second magnetic pole magnetic field Hg2 is generated from the magnetic pole 20.

本実施形態にいて、制御部55をさらに設けられても良い。制御部55は、第1状態においてコイル5に第1コイル電流C1を供給し、積層体10に第1電流Jc1を供給する。制御部55は、第2状態においてコイル25に第2コイル電流Cを供給し、積層体10に第1電流Jc1を供給する。 In the present embodiment , the control unit 55 may be further provided. The control unit 55 supplies the first coil current C1 to the coil 25 in the first state, and supplies the first current Jc1 to the laminated body 10. The control unit 55 supplies the second coil current C 2 to the coil 25 in the second state, and supplies the first current Jc 1 to the laminated body 10.

(第3の実施形態)
図14(a)~図14(c)は、第3の実施形態に係る磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置を例示する模式的断面図である。
図14(a)に示すように、本実施形態に係る磁気記録再生装置152は、本実施形態に係る磁気記録ヘッド112と、磁気記録媒体80と、を含む。本実施形態においては、第1磁性層11及び第2磁性層12の配置が、磁気記録ヘッド110における配置とは異なる。以下の磁気記録ヘッド112の説明において、磁気記録ヘッド110と同様の部分は、適宜省略される。
(Third embodiment)
14 (a) to 14 (c) are schematic cross-sectional views illustrating the magnetic recording head and the magnetic recording / reproducing device according to the third embodiment.
As shown in FIG. 14A, the magnetic recording / reproducing device 152 according to the present embodiment includes the magnetic recording head 112 according to the present embodiment and the magnetic recording medium 80. In the present embodiment, the arrangement of the first magnetic layer 11 and the second magnetic layer 12 is different from the arrangement in the magnetic recording head 110. In the following description of the magnetic recording head 112, the same parts as the magnetic recording head 110 may be omitted as appropriate.

磁気記録ヘッド112は、磁極20と、シールド20sと、積層体10と、を含む。シールド20sは、例えば、トレーリングシールドである。積層体10は、磁極20とシールド20sとの間に設けられる。積層体10は、第1磁性層11、第2磁性層12及び中間層13を含む。第1磁性層11は、磁極20とシールド20sとの間に設けられる。第2磁性層12は、磁極20からシールド20sに向かう方向と交差する方向(この例では、Z方向)において、第1磁性層11と離れている。中間層13は、第1磁性層11と第2磁性層12との間に設けられ、非磁性である。 The magnetic recording head 112 includes a magnetic pole 20, a shield 20s, and a laminate 10. The shield 20s is, for example, a trailing shield. The laminated body 10 is provided between the magnetic pole 20 and the shield 20s. The laminate 10 includes a first magnetic layer 11, a second magnetic layer 12, and an intermediate layer 13. The first magnetic layer 11 is provided between the magnetic pole 20 and the shield 20s. The second magnetic layer 12 is separated from the first magnetic layer 11 in a direction intersecting the direction from the magnetic pole 20 toward the shield 20s (in this example, the Z direction). The intermediate layer 13 is provided between the first magnetic layer 11 and the second magnetic layer 12 and is non-magnetic.

磁極20は媒体対向面51を有している。媒体対向面51と第1磁性層11との間の距離は、媒体対向面51と第2磁性層12との間の距離よりも長い。例えば、第1磁性層11と磁気記録媒体80との間に、第2磁性層12が位置する。 The magnetic pole 20 has a medium facing surface 51. The distance between the medium facing surface 51 and the first magnetic layer 11 is longer than the distance between the medium facing surface 51 and the second magnetic layer 12. For example, the second magnetic layer 12 is located between the first magnetic layer 11 and the magnetic recording medium 80.

第2磁性層12から第1磁性層11に向かう方向を第1方向D1とする。第1方向D1は、Z方向に対応する。第1磁性層11から第2磁性層12に向かう方向を第2方向D2とする。第2方向D2は、Z方向に対して逆(反平行)である。 The direction from the second magnetic layer 12 to the first magnetic layer 11 is defined as the first direction D1. The first direction D1 corresponds to the Z direction. The direction from the first magnetic layer 11 to the second magnetic layer 12 is defined as the second direction D2. The second direction D2 is opposite (antiparallel) to the Z direction.

この例においても、第1磁性層11は、第1方向D1に沿った第1厚さt1と、第1飽和磁束密度Bs1と、を有する。第2磁性層12は、第1方向D1に沿った第2厚さt2と、第2飽和磁束密度Bs2と、を有する。この例でも、第2厚さt2と第2飽和磁束密度Bs2との第2積は、第1厚さt1と第1飽和磁束密度Bs1との第1積よりも大きい。 Also in this example, the first magnetic layer 11 has a first thickness t1 along the first direction D1 and a first saturation magnetic flux density Bs1. The second magnetic layer 12 has a second thickness t2 along the first direction D1 and a second saturation magnetic flux density Bs2. Also in this example, the second product of the second thickness t2 and the second saturation magnetic flux density Bs2 is larger than the first product of the first thickness t1 and the first saturation magnetic flux density Bs1.

この例では、第1絶縁層17及び第2絶縁層18がさらに設けられている。第1絶縁層17は、磁極20と積層体10との間に設けられる。第2絶縁層18は、シールド20sと積層体10との間に設けられる。 In this example, the first insulating layer 17 and the second insulating layer 18 are further provided. The first insulating layer 17 is provided between the magnetic pole 20 and the laminated body 10. The second insulating layer 18 is provided between the shield 20s and the laminated body 10.

この例においても、第2磁性層12から第1磁性層11に向かって電流(第1電流Jc1)が流れる。 Also in this example, a current (first current Jc1) flows from the second magnetic layer 12 toward the first magnetic layer 11.

図14(b)は、第1動作OP1(第1状態)に対応する。第1状態において、磁極20から生じる第1磁極磁界Hg1は、磁極20からシールド20sに向かう方向(+X方向)に沿う成分を有する。積層体10に第1方向D1の第1電流Jc1が流れる。このとき、第1電子流Je1の向きは、第1電流Jc1の向きと逆である。 FIG. 14B corresponds to the first operation OP1 (first state). In the first state, the first magnetic field magnetic field Hg1 generated from the magnetic pole 20 has a component along the direction (+ X direction) from the magnetic pole 20 toward the shield 20s. A first current Jc1 in the first direction D1 flows through the laminated body 10. At this time, the direction of the first electron flow Je1 is opposite to the direction of the first current Jc1.

図14(c)は、第2動作OP2(第2状態)に対応する。第2状態において、磁極20から生じる第2磁極磁界Hg2は、シールド20sから磁極20に向かう方向(-X方向)に沿う成分を有する。このときも、積層体10に第1方向D1の第1電流Jc1が流れる。 FIG. 14C corresponds to the second operation OP2 (second state). In the second state, the second magnetic field magnetic field Hg2 generated from the magnetic pole 20 has a component along the direction (−X direction) from the shield 20s toward the magnetic pole 20. Also at this time, the first current Jc1 in the first direction D1 flows through the laminated body 10.

このような動作により、第1磁性層11を薄くしても、良好な高周波磁界Hacが得られる。これにより、記録密度が向上できる磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置が提供できる。 By such an operation, a good high frequency magnetic field Hac can be obtained even if the first magnetic layer 11 is thinned. This makes it possible to provide a magnetic recording head and a magnetic recording / reproducing device capable of improving the recording density.

本実施形態において、第2積は、第1積の4倍以上であることが好ましい。第2厚さt2は、第1厚さの2倍以上であることが好ましい。 In the present embodiment, the second product is preferably four times or more the first product. The second thickness t2 is preferably at least twice the first thickness.

例えば、第1厚さt1は、例えば、2nm以上9nm以下であることが好ましい。第1磁性層11の垂直磁気異方性磁界MA1は、例えば、-7kOe以上8kOe以下であることが好ましい。 For example, the first thickness t1 is preferably, for example, 2 nm or more and 9 nm or less. The vertical magnetic anisotropy magnetic field MA1 of the first magnetic layer 11 is preferably, for example, −7 kOe or more and 8 kOe or less.

本実施形態において、第1磁性層11は、第1ダンピング定数α1を有する。第2磁性層12は、第2ダンピング定数α2を有する。このとき、第2積と第2ダンピング定数α2との積は、第1積と第1ダンピング定数α1の積の4倍以上16倍以下であることが好ましい。 In the present embodiment, the first magnetic layer 11 has a first damping constant α1. The second magnetic layer 12 has a second damping constant α2. At this time, the product of the second product and the second damping constant α2 is preferably 4 times or more and 16 times or less the product of the first product and the first damping constant α1.

本実施形態において、第1状態において、第1磁性層11は、磁化11mを有する。第2状態において、第1磁性層11は、磁化11mを有する。 In the present embodiment, in the first state, the first magnetic layer 11 has a magnetization of 11 m . In the second state, the first magnetic layer 11 has a magnetization of 11 m .

第1状態及び第2状態において、積層体10は、高周波磁界Hacを発生する。高周波磁界Hacの周波数は、5GHz以上25GHz以下である。 In the first state and the second state, the laminated body 10 generates a high frequency magnetic field Hac. The frequency of the high frequency magnetic field Hac is 5 GHz or more and 25 GHz or less.

積層体10に第1電流Jc1を流しつつX方向の成分を有する第3磁界を印加したときに、第1磁性層11と第2磁性層12との間の電気抵抗は、第3磁界の強度とともに上昇する。 When a third magnetic field having a component in the X direction is applied to the laminated body 10 while passing a first current Jc1, the electric resistance between the first magnetic layer 11 and the second magnetic layer 12 is the strength of the third magnetic field. Ascends with.

本実施形態において、コイル25が設けられても良い。第1状態においてコイル25に第1コイル電流C1が供給されて磁極20から、第1磁極磁界Hg1が発生する。第2状態においてコイル25に第2コイル電流C2が供給されて、磁極20から第2磁極磁界Hg2が発生する。 In this embodiment, the coil 25 may be provided. In the first state, the first coil current C1 is supplied to the coil 25, and the first magnetic field magnetic field Hg1 is generated from the magnetic pole 20. In the second state, the second coil current C2 is supplied to the coil 25, and the second magnetic field magnetic field Hg2 is generated from the magnetic pole 20.

本実施形態にいて、制御部55をさらに設けられても良い。制御部55は、第1状態においてコイル5に第1コイル電流C1を供給し、積層体10に第1電流Jc1を供給する。制御部55は、第2状態においてコイル25に第2コイル電流Cを供給し、積層体10に第1電流Jc1を供給する。 In the present embodiment , the control unit 55 may be further provided. The control unit 55 supplies the first coil current C1 to the coil 25 in the first state, and supplies the first current Jc1 to the laminated body 10. The control unit 55 supplies the second coil current C 2 to the coil 25 in the second state, and supplies the first current Jc 1 to the laminated body 10.

(第4の実施形態)
第4の実施形態は、磁気記憶装置に係る。本実施形態に係る磁気記憶装置は、第1~第3の実施形態のいずれか、及び、その変形の磁気記録ヘッドと、磁気記録媒体80と、を含む。磁気記録媒体80は、磁極20により情報が記録される。制御部55がさらに設けられても良い。
(Fourth Embodiment)
A fourth embodiment relates to a magnetic storage device. The magnetic storage device according to the present embodiment includes any one of the first to third embodiments, a magnetic recording head of a modification thereof, and a magnetic recording medium 80. Information is recorded on the magnetic recording medium 80 by the magnetic pole 20. A control unit 55 may be further provided.

制御部55は、第1動作OP1及び第2動作OP2を実施する。第1動作OP1及び第2動作OP2においは、制御部55は、積層体10に第1電流Jc1を供給する。 The control unit 55 carries out the first operation OP1 and the second operation OP2. In the first operation OP1 and the second operation OP2, the control unit 55 supplies the first current Jc1 to the laminated body 10.

本実施形態において、磁気記録ヘッドは、コイル25をさらに含む。制御部55は、第1動作OP1において、コイル25に第1コイル電流C1を供給して磁極20から第1磁極磁界Hg1を発生させる。制御部55は、第2動作OP2において、コイル25に第2コイル電流C2を供給して磁極20から第2磁極磁界Hg2を発生させる。 In this embodiment, the magnetic recording head further includes a coil 25. In the first operation OP1, the control unit 55 supplies the first coil current C1 to the coil 25 to generate the first magnetic field magnetic field Hg1 from the magnetic pole 20. In the second operation OP2, the control unit 55 supplies the second coil current C2 to the coil 25 to generate the second magnetic field magnetic field Hg2 from the magnetic pole 20.

以下では、磁気記録ヘッド110が用いられる場合について、説明する。
図15は、第4の実施形態に係る磁気記録再生装置の一部を例示する模式的斜視図である。
図15は、磁気記録ヘッドが搭載されるヘッドスライダを例示している。
磁気記録ヘッド110は、ヘッドスライダ3に搭載される。ヘッドスライダ3には、例えばAl/TiCなどが用いられる。ヘッドスライダ3は、磁気記録媒体80の上を、浮上または接触しながら、磁気記録媒体80に対して相対的に運動する。
Hereinafter, a case where the magnetic recording head 110 is used will be described.
FIG. 15 is a schematic perspective view illustrating a part of the magnetic recording / reproducing device according to the fourth embodiment.
FIG. 15 illustrates a head slider on which a magnetic recording head is mounted.
The magnetic recording head 110 is mounted on the head slider 3. For the head slider 3, for example, Al 2 O 3 / TiC or the like is used. The head slider 3 moves relative to the magnetic recording medium 80 while floating or contacting the magnetic recording medium 80.

ヘッドスライダ3は、例えば、空気流入側3Aと空気流出側3Bとを有する。磁気記録ヘッド110は、ヘッドスライダ3の空気流出側3Bの側面などに配置される。これにより、ヘッドスライダ3に搭載された磁気記録ヘッド110は、磁気記録媒体80の上を浮上または接触しながら磁気記録媒体80に対して相対的に運動する。 The head slider 3 has, for example, an air inflow side 3A and an air outflow side 3B. The magnetic recording head 110 is arranged on the side surface of the air outflow side 3B of the head slider 3. As a result, the magnetic recording head 110 mounted on the head slider 3 moves relative to the magnetic recording medium 80 while floating or contacting the magnetic recording medium 80.

図16は、実施形態に係る磁気記録再生装置を例示する模式的斜視図である。
図17(a)及び図17(b)は、磁気記録再生装置の一部を例示する模式的斜視図である。
図16に示したように、実施形態に係る磁気記録再生装置150は、ロータリーアクチュエータを用いた形式の装置である。記録用媒体ディスク180は、スピンドルモータ4に装着され、駆動装置制御部からの制御信号に応答するモータにより矢印Aの方向に回転する。本実施形態に係る磁気記録再生装置150は、複数の記録用媒体ディスク180を備えても良い。磁気記録再生装置150は、記録媒体181を含んでもよい。例えば、磁気記録再生装置150は、ハイブリッドHDD(Hard Disk Drive)である。記録媒体181は、例えば、SSD(Solid State Drive)である。記録媒体181には、例えば、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリが用いられる。
FIG. 16 is a schematic perspective view illustrating the magnetic recording / reproducing device according to the embodiment.
17 (a) and 17 (b) are schematic perspective views illustrating a part of a magnetic recording / reproducing device.
As shown in FIG. 16, the magnetic recording / reproducing device 150 according to the embodiment is a device of the type using a rotary actuator. The recording medium disk 180 is mounted on the spindle motor 4 and is rotated in the direction of arrow A by a motor that responds to a control signal from the drive device control unit. The magnetic recording / reproducing device 150 according to the present embodiment may include a plurality of recording medium discs 180. The magnetic recording / reproducing device 150 may include a recording medium 181. For example, the magnetic recording / playback device 150 is a hybrid HDD (Hard Disk Drive). The recording medium 181 is, for example, an SSD (Solid State Drive). As the recording medium 181, for example, a non-volatile memory such as a flash memory is used.

記録用媒体ディスク180に格納する情報の記録再生を行うヘッドスライダ3は、既に説明したような構成を有し、薄膜状のサスペンション154の先端に取り付けられている。ここで、ヘッドスライダ3の先端付近に、例えば、既に説明した実施形態に係る磁気記録ヘッドのいずれかが搭載される。 The head slider 3 for recording and reproducing the information stored in the recording medium disk 180 has the configuration as described above, and is attached to the tip of the thin film suspension 154. Here, for example, one of the magnetic recording heads according to the embodiment described above is mounted near the tip of the head slider 3.

記録用媒体ディスク180が回転すると、サスペンション154による押し付け圧力とヘッドスライダ3の媒体対向面(ABS)で発生する圧力とがつりあい、ヘッドスライダ3の媒体対向面は、記録用媒体ディスク180の表面から所定の浮上量をもって保持される。なお、ヘッドスライダ3が記録用媒体ディスク180と接触するいわゆる「接触走行型」としても良い。 When the recording medium disk 180 rotates, the pressing pressure by the suspension 154 and the pressure generated on the medium facing surface (ABS) of the head slider 3 are balanced, and the medium facing surface of the head slider 3 is from the surface of the recording medium disk 180. It is held with a predetermined levitation amount. It should be noted that the so-called "contact traveling type" in which the head slider 3 comes into contact with the recording medium disk 180 may be used.

サスペンション154は、アーム155(例えばアクチュエータアーム)の一端に接続されている。アーム155は、例えば、駆動コイルを保持するボビン部などを有する。アーム155の他端には、リニアモータの一種であるボイスコイルモータ156が設けられている。ボイスコイルモータ156は、アーム155のボビン部に巻き上げられた駆動コイルと、このコイルを挟み込むように対向して配置された永久磁石及び対向ヨークからなる磁気回路とを含むことができる。サスペンション154は、一端と他端とを有し、磁気記録ヘッドは、サスペンション154の一端に搭載され、アーム155は、サスペンション154の他端に接続されている。 The suspension 154 is connected to one end of an arm 155 (eg, an actuator arm). The arm 155 has, for example, a bobbin portion for holding a drive coil. A voice coil motor 156, which is a kind of linear motor, is provided at the other end of the arm 155. The voice coil motor 156 can include a drive coil wound around the bobbin portion of the arm 155, and a magnetic circuit including permanent magnets and facing yokes arranged so as to sandwich the coil. The suspension 154 has one end and the other end, a magnetic recording head is mounted on one end of the suspension 154, and an arm 155 is connected to the other end of the suspension 154.

アーム155は、軸受部157の上下2箇所に設けられたボールベアリングによって保持され、ボイスコイルモータ156により回転摺動が自在にできるようになっている。その結果、磁気記録ヘッドを記録用媒体ディスク180の任意の位置に移動可能となる。 The arm 155 is held by ball bearings provided at two places above and below the bearing portion 157, and can be freely rotated and slid by a voice coil motor 156. As a result, the magnetic recording head can be moved to an arbitrary position on the recording medium disk 180.

図17(a)は、磁気記録再生装置の一部の構成を例示しており、ヘッドスタックアセンブリ160の拡大斜視図である。
また、図17(b)は、ヘッドスタックアセンブリ160の一部となる磁気記録ヘッドアセンブリ(ヘッドジンバルアセンブリ:HGA)158を例示する斜視図である。
FIG. 17A illustrates a partial configuration of the magnetic recording / playback device and is an enlarged perspective view of the head stack assembly 160.
Further, FIG. 17B is a perspective view illustrating a magnetic recording head assembly (head gimbal assembly: HGA) 158 that is a part of the head stack assembly 160.

図17(a)に示したように、ヘッドスタックアセンブリ160は、軸受部157と、ヘッドジンバルアセンブリ158と、支持フレーム161と、を含む。ヘッドジンバルアセンブリ158は、軸受部157から延びる。支持フレーム161は、軸受部157からHGAと反対方向に延びる。支持フレーム161は、ボイスコイルモータのコイル162を支持する。 As shown in FIG. 17 (a), the head stack assembly 160 includes a bearing portion 157, a head gimbal assembly 158, and a support frame 161. The head gimbal assembly 158 extends from the bearing portion 157. The support frame 161 extends from the bearing portion 157 in the direction opposite to the HGA. The support frame 161 supports the coil 162 of the voice coil motor.

また、図17(b)に示したように、ヘッドジンバルアセンブリ158は、軸受部157から延びたアーム155と、アーム155から延びたサスペンション154と、を有している。 Further, as shown in FIG. 17B, the head gimbal assembly 158 has an arm 155 extending from the bearing portion 157 and a suspension 154 extending from the arm 155.

サスペンション154の先端には、ヘッドスライダ3が取り付けられている。そして、ヘッドスライダ3には、実施形態に係る磁気記録ヘッドのいずれかが搭載される。 A head slider 3 is attached to the tip of the suspension 154. Then, one of the magnetic recording heads according to the embodiment is mounted on the head slider 3.

すなわち、実施形態に係る磁気記録ヘッドアセンブリ(ヘッドジンバルアセンブリ)158は、実施形態に係る磁気記録ヘッドと、磁気記録ヘッドが搭載されたヘッドスライダ3と、ヘッドスライダ3を一端に搭載するサスペンション154と、サスペンション154の他端に接続されたアーム155と、を備える。 That is, the magnetic recording head assembly (head gimbal assembly) 158 according to the embodiment includes the magnetic recording head according to the embodiment, the head slider 3 on which the magnetic recording head is mounted, and the suspension 154 on which the head slider 3 is mounted at one end. , An arm 155 connected to the other end of the suspension 154.

サスペンション154は、信号の記録及び再生用、浮上量調整のためのヒーター用、及び、例えばスピントルク発振子用などのためのリード線(図示しない)を有する。これらのリード線と、ヘッドスライダ3に組み込まれた磁気記録ヘッドの各電極と、が電気的に接続される。 The suspension 154 has lead wires (not shown) for recording and reproducing signals, for heaters for adjusting the amount of levitation, and for, for example, for spin torque oscillators. These lead wires and each electrode of the magnetic recording head incorporated in the head slider 3 are electrically connected.

また、磁気記録ヘッドを用いて磁気記録媒体への信号の記録及び再生を行う信号処理部190が設けられる。信号処理部190は、例えば、磁気記録再生装置150の一部(図16参照)に設けられる。信号処理部190の入出力線は、ヘッドジンバルアセンブリ158の電極パッドに接続され、磁気記録ヘッドと電気的に結合される。 Further, a signal processing unit 190 is provided which records and reproduces a signal on a magnetic recording medium using a magnetic recording head. The signal processing unit 190 is provided, for example, in a part of the magnetic recording / reproducing device 150 (see FIG. 16). The input / output lines of the signal processing unit 190 are connected to the electrode pads of the head gimbal assembly 158 and are electrically coupled to the magnetic recording head.

このように、本実施形態に係る磁気記録再生装置150は、磁気記録媒体と、上記の実施形態に係る磁気記録ヘッドと、磁気記録媒体と磁気記録ヘッドとを離間させ、または、接触させた状態で相対的に移動可能とした可動部と、磁気記録ヘッドを磁気記録媒体の所定記録位置に位置合わせする位置制御部と、磁気記録ヘッドを用いて磁気記録媒体への信号の記録及び再生を行う信号処理部と、を備える。 As described above, in the magnetic recording / reproducing device 150 according to the present embodiment, the magnetic recording medium, the magnetic recording head according to the above embodiment, and the magnetic recording medium and the magnetic recording head are separated or brought into contact with each other. A movable part that is relatively movable, a position control unit that aligns the magnetic recording head with a predetermined recording position on the magnetic recording medium, and a magnetic recording head are used to record and reproduce signals on the magnetic recording medium. It is provided with a signal processing unit.

すなわち、上記の磁気記録媒体として、記録用媒体ディスク180が用いられる。
上記の可動部は、ヘッドスライダ3を含むことができる。
また、上記の位置制御部は、ヘッドジンバルアセンブリ158を含むことができる。
That is, the recording medium disk 180 is used as the magnetic recording medium.
The movable portion can include the head slider 3.
Further, the position control unit may include a head gimbal assembly 158.

このように、本実施形態に係る磁気記録再生装置150は、磁気記録媒体と、実施形態に係る磁気記録ヘッドアセンブリと、磁気記録ヘッドアセンブリに搭載された磁気記録ヘッドを用いて磁気記録媒体への信号の記録及び再生を行う信号処理部と、を備える。 As described above, the magnetic recording / reproducing device 150 according to the present embodiment uses the magnetic recording medium, the magnetic recording head assembly according to the embodiment, and the magnetic recording head mounted on the magnetic recording head assembly to the magnetic recording medium. A signal processing unit for recording and reproducing a signal is provided.

実施形態によれば、記録密度が向上できる磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置が提供される。 According to the embodiment, a magnetic recording head and a magnetic recording / reproducing device capable of improving the recording density are provided.

なお、本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。 In the specification of the present application, "vertical" and "parallel" include not only strict vertical and strict parallel, but also variations in the manufacturing process, for example, and may be substantially vertical and substantially parallel. It's fine.

以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明の実施形態は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、磁気記録ヘッドに含まれるシールド、磁極、中間層及び絶縁部、並びに、磁気記録再生装置に含まれる磁気記録媒体などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。 Hereinafter, embodiments of the present invention have been described with reference to specific examples. However, the embodiments of the present invention are not limited to these specific examples. For example, specific configurations of each element such as a shield, a magnetic pole, an intermediate layer and an insulating portion included in a magnetic recording head, and a magnetic recording medium included in a magnetic recording / reproducing device are appropriately configured from a range known to those skilled in the art. The present invention is included in the scope of the present invention as long as the present invention can be carried out in the same manner and the same effect can be obtained by selecting.

また、各具体例のいずれか2つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。 Further, a combination of any two or more elements of each specific example to the extent technically possible is also included in the scope of the present invention as long as the gist of the present invention is included.

その他、本発明の実施の形態として上述した磁気記録再生装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての磁気記録再生装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。 In addition, all magnetic recording / reproducing devices that can be appropriately designed and reproduced by those skilled in the art based on the above-mentioned magnetic recording / reproducing device as an embodiment of the present invention are also included in the present invention as long as the gist of the present invention is included. It belongs to the range of.

その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。 In addition, in the scope of the idea of the present invention, those skilled in the art can come up with various modified examples and modified examples, and it is understood that these modified examples and modified examples also belong to the scope of the present invention. ..

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

3…ヘッドスライダ、 3A…空気流入側、 3B…空気流出側、 4…スピンドルモータ、 10…積層体、 11…第1磁性層、 11m…磁化、 12…第2磁性層、 12m…磁化、 13…中間層、 15…第1非磁性層、 16…第2非磁性層、 17…第1絶縁層、 18…第2絶縁層、 20…磁極、 20s…シールド、 25…コイル、 51…媒体対向面、 55…制御部、 80…磁気記録媒体、 84…磁化、 85…媒体移動方向、 110、110a、111、112、119x~119y…磁気記録ヘッド、 150、150a、151、152、…磁気記録再生装置、 154…サスペンション、 155…アクチュエータアーム、 156…ボイスコイルモータ、 157…軸受部、 158…ヘッドジンバルアセンブリ、 160…ヘッドスタックアセンブリ、 161…支持フレーム、 162…コイル、 180…記録用媒体ディスク、 181…記録媒体、 190…信号処理部、 A…矢印、 C1、C2…第1、第2コイル電流、 D1、D2…第1、第2方向、 Hac…高周波磁界、 Hacn…強度、 Hg1、Hg2…第1、第2磁極磁界、 Hgap…ギャップ磁界、 Hr1、Hr2…第1、第2記録磁界、 J…電流密度、 J80%…80%電流密度、 Jc1、Jc2…第1、第2電流、 Je1、Je2…第1、第2電子流、 Js…発振開始電流密度、 M1…向き、 MA1…垂直磁気異方性磁界、 OP1、OP2…第1、第2動作、 R1…抵抗、 R2/1…比、 Rt…比、 RtBs…比、 f1…周波数、 g20…ギャップ長、 t1~t3…第1~第3厚さ 3 ... Head slider, 3A ... Air inflow side, 3B ... Air outflow side, 4 ... Spindle motor, 10 ... Laminate, 11 ... First magnetic layer, 11m ... Magnetization, 12 ... Second magnetic layer, 12m ... Magnetization, 13 ... intermediate layer, 15 ... first non-magnetic layer, 16 ... second non-magnetic layer, 17 ... first insulating layer, 18 ... second insulating layer, 20 ... magnetic pole, 20s ... shield, 25 ... coil, 51 ... medium facing Surface, 55 ... Control unit, 80 ... Magnetic recording medium, 84 ... Magnetization, 85 ... Medium movement direction, 110, 110a, 111, 112, 119x-119y ... Magnetic recording head, 150, 150a, 151, 152, ... Magnetic recording Reproduction device, 154 ... Suspension, 155 ... Actuator arm, 156 ... Voice coil motor, 157 ... Bearing part, 158 ... Head gimbal assembly, 160 ... Head stack assembly, 161 ... Support frame, 162 ... Coil, 180 ... Recording medium disk , 181 ... Recording medium, 190 ... Signal processing unit, A ... Arrow, C1, C2 ... 1st and 2nd coil currents, D1, D2 ... 1st and 2nd directions, Hac ... High frequency magnetic field, Hacn ... Strength, Hg1, Hg2 ... 1st and 2nd magnetic pole magnetic field, Hgap ... Gap magnetic field, Hr1, Hr2 ... 1st and 2nd recording magnetic field, J ... Current density, J80% ... 80% current density, Jc1, Jc2 ... 1st and 2nd current , Je1, Je2 ... 1st, 2nd electron flow, Js ... Oscillation start current density, M1 ... Direction, MA1 ... Vertical magnetic anisotropic magnetic field, OP1, OP2 ... 1st, 2nd operation, R1 ... Resistance, R2 / 1 ... Ratio, Rt ... Ratio, RtBs ... Ratio, f1 ... Frequency, g20 ... Gap length, t1 to t3 ... 1st to 3rd thickness

Claims (9)

磁極と、
積層体であって、
面内磁化膜の第1磁性層と、
前記第1磁性層と前記磁極との間に設けられた第2磁性層と、
前記第1磁性層と前記第2磁性層との間に設けられた非磁性の中間層と、
を含む前記積層体と、
前記第2磁性層と前記磁極との間に設けられ前記磁極及び前記第2磁性層と接する第1非磁性層と、
を備え、
前記第1磁性層は、前記第2磁性層から前記第1磁性層に向かう第1方向に沿った第1厚さと、第1飽和磁束密度と、を有し、
前記第2磁性層は、前記第1方向に沿った第2厚さと、第2飽和磁束密度と、を有し、
前記第2厚さと前記第2飽和磁束密度との第2積は、前記第1厚さと前記第1飽和磁束密度との第1積よりも大きく、
前記第2磁性層のダンピング定数と前記第2積との積は、前記第1磁性層のダンピング定数と前記第1積との積の4倍以上16倍以下であり、
前記第2磁性層から前記第1磁性層に向かって電流が流れる、
磁気記録ヘッド。
With magnetic poles
It ’s a laminated body,
The first magnetic layer of the in-plane magnetization film and
A second magnetic layer provided between the first magnetic layer and the magnetic pole,
A non-magnetic intermediate layer provided between the first magnetic layer and the second magnetic layer,
With the above-mentioned laminated body including
A first non-magnetic layer provided between the second magnetic layer and the magnetic pole and in contact with the magnetic pole and the second magnetic layer,
Equipped with
The first magnetic layer has a first thickness along a first direction from the second magnetic layer toward the first magnetic layer, and a first saturation magnetic flux density.
The second magnetic layer has a second thickness along the first direction and a second saturation magnetic flux density.
The second product of the second thickness and the second saturated magnetic flux density is larger than the first product of the first thickness and the first saturated magnetic flux density.
The product of the damping constant of the second magnetic layer and the second product is 4 times or more and 16 times or less the product of the damping constant of the first magnetic layer and the first product.
A current flows from the second magnetic layer toward the first magnetic layer.
Magnetic recording head.
前記第1磁性層の磁化の向きは、前記電流の大きさによって変化する、請求項1記載の磁気ヘッド。 The magnetic head according to claim 1, wherein the direction of magnetization of the first magnetic layer changes depending on the magnitude of the current. 前記第2厚さと前記第2飽和磁束密度との第2積は、前記第1厚さと前記第1飽和磁束密度との第1積の4倍以上である請求項1または2に記載の磁気ヘッド。 The magnetic head according to claim 1 or 2, wherein the second product of the second thickness and the second saturated magnetic flux density is four times or more the first product of the first thickness and the first saturated magnetic flux density. .. 前記積層体に前記電流を流したときの前記第1磁性層と前記第2磁性層との間の電気抵抗は、前記第1方向の成分を有する磁界の強度とともに上昇する、請求項1~のいずれか1つに記載の磁気記録ヘッド。 Claims 1 to 3 that the electric resistance between the first magnetic layer and the second magnetic layer when the current is passed through the laminated body increases with the strength of the magnetic field having the component in the first direction. The magnetic recording head according to any one of. 第1状態において、前記第1方向に沿う成分を有する第1磁極磁界が前記磁極から発生し、
第2状態において、前記第1磁性層から前記第2磁性層に向かう第2方向に沿う成分を有する第2磁極磁界が前記磁極から生じ、
前記第1状態において、前記第1磁性層の前記磁化は、前記第2方向の成分を有する、請求項に記載の磁気記録ヘッド。
In the first state, a first magnetic field having a component along the first direction is generated from the magnetic pole.
In the second state, a second magnetic field having a component along the second direction from the first magnetic layer toward the second magnetic layer is generated from the magnetic pole.
The magnetic recording head according to claim 2 , wherein in the first state, the magnetization of the first magnetic layer has a component in the second direction.
前記第2状態において、前記第1磁性層の前記磁化は、前記第1方向の成分を有する、請求項記載の磁気記録ヘッド。 The magnetic recording head according to claim 5 , wherein in the second state, the magnetization of the first magnetic layer has a component in the first direction. トレーリングシールドをさらに備え、
前記磁極と前記トレーリングシールドとの間に前記積層体がある、請求項1~のいずれか1つに記載の磁気記録ヘッド。
With more trailing shields
The magnetic recording head according to any one of claims 1 to 6 , wherein the laminated body is located between the magnetic pole and the trailing shield.
請求項1~のいずれか1つに記載の磁気記録ヘッドと、
前記磁極により情報が記録される磁気記録媒体と、
前記積層体に前記電流を流す制御部と、
を備えた磁気記録再生装置。
The magnetic recording head according to any one of claims 1 to 7 .
A magnetic recording medium on which information is recorded by the magnetic poles and
A control unit that allows the current to flow through the laminate,
A magnetic recording / playback device equipped with.
請求項またはに記載の磁気記録ヘッドと、
前記磁極により情報が記録される磁気記録媒体と、
前記積層体に前記電流を流す制御部と、
を備え、
前記磁気記録ヘッドは、コイルをさらに含み、
前記制御部は、第1動作において、前記コイルに第1コイル電流を供給して前記磁極に、前記第1方向に沿う成分を有する前記第1磁極磁界を発生させ、
前記制御部は、第2動作において、前記コイルに第2コイル電流を供給して前記磁極に、前記第1磁性層から前記第2磁性層に向かう第2方向に沿う成分を有する第2磁極磁界を発生させる、磁気記録再生装置。
The magnetic recording head according to claim 5 or 6 ,
A magnetic recording medium on which information is recorded by the magnetic poles and
A control unit that allows the current to flow through the laminate,
Equipped with
The magnetic recording head further includes a coil.
In the first operation, the control unit supplies the first coil current to the coil to generate the first magnetic field having a component along the first direction in the magnetic pole.
In the second operation, the control unit supplies a second coil current to the coil and has a component in the magnetic pole along the second direction from the first magnetic layer to the second magnetic layer. A magnetic recording / playback device that generates.
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