特許 6050731 近接場変換器のための反射層を備える熱アシスト記録（ＴＡＲ）ヘッド

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6050731

(24)【登録日】2016年12月2日

(45)【発行日】2016年12月21日

(54)【発明の名称】近接場変換器のための反射層を備える熱アシスト記録（ＴＡＲ）ヘッド

(51)【国際特許分類】

   G11B 5/31 20060101AFI20161212BHJP

   G11B 5/02 20060101ALI20161212BHJP

【ＦＩ】

   G11B5/31 Z

   G11B5/02 T

【請求項の数】21

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-165804(P2013-165804)

(22)【出願日】2013年8月9日

(65)【公開番号】特開2014-38689(P2014-38689A)

(43)【公開日】2014年2月27日

【審査請求日】2016年8月8日

(31)【優先権主張番号】13/571,432

(32)【優先日】2012年8月10日

(33)【優先権主張国】US

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】503116280

【氏名又は名称】エイチジーエスティーネザーランドビーブイ

(74)【代理人】

【識別番号】100091096

【弁理士】

【氏名又は名称】平木 祐輔

(74)【代理人】

【識別番号】100105463

【弁理士】

【氏名又は名称】関谷 三男

(74)【代理人】

【識別番号】100102576

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 敏章

(74)【代理人】

【識別番号】100101063

【弁理士】

【氏名又は名称】松丸 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100162330

【弁理士】

【氏名又は名称】広瀬 幹規

(72)【発明者】

【氏名】松本 拓也

(72)【発明者】

【氏名】バリー カッシング スタイプ

【審査官】 川中 龍太

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１４６０９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／００７４０６３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／０１１１３０９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開昭６０−１８９７０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／００９１６１８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ１１Ｂ ５／３１ − ５／３２５

Ｇ１１Ｂ ５／５６ − ５／６０

Ｇ１１Ｂ ５／００ − ５／０２４

Ｇ１１Ｂ２１／１６ −２１／２６

Ｇ１１Ｂ ７／１２ − ７／２２

Ｇ０２Ｂ ６／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

記録層対向表面を有するヘッド・キャリアと、
前記記録層対向表面に先端を有する前記ヘッド・キャリア上の書き込み磁極層と、
前記書き込み磁極層にほぼ平行な方向に向けられている前記ヘッド・キャリア上の近接場変換器（ＮＦＴ）層であって、前記ＮＦＴ層は前記記録層対向表面に出力端を有する、ＮＦＴ層と、
前記ＮＦＴ層にほぼ平行な方向に向けられている前記ヘッド・キャリア上に配置され、レーザー光を前記ＮＦＴ層に導く光導波路層であって、前記ＮＦＴ層は前記光導波路層と前記書き込み磁極層との間に配置される、光導波路層と、
前記光導波路層にほぼ平行な方向に向けられている反射層であって、前記光導波路層は前記反射層と前記ＮＦＴ層との間に配置される、反射層と、
前記光導波路層と前記反射層との間および前記光導波路層と前記ＮＦＴ層との間の電気的絶縁材料と、
を有し、
前記記録層対向表面に垂直な方向の前記ＮＦＴ層の高さがＨ_ｎｆｔであり、かつ、前記反射層の高さＨ_ｒｌが０．２Ｈ_ｎｆｔ〜１．２Ｈ_ｎｆｔである、磁気記録層書き込み用熱アシスト記録（ＴＡＲ）ヘッド。

【請求項2】

前記反射層と前記ＮＦＴ層との間の前記光導波路層に垂直な方向の距離Ｄが０．８Ｎ＊λ／（２ｎ）〜１．２Ｎ＊λ／（２ｎ）であり、Ｎは整数、λは前記レーザー光の波長、ｎは前記導波路および前記絶縁材料の屈折率の平均である、請求項１に記載のＴＡＲヘッド。

【請求項3】

前記光導波路層が、前記記録層対向表面に平行な平面において厚さＴ_ｗｇおよびＴ_ｗｇに垂直な幅Ｗ_ｗｇを有し、Ｗ_ｗｇに平行な前記反射層の幅Ｗ_ｒｌが０．２Ｗ_ｗｇより大きい、請求項１に記載のＴＡＲヘッド。

【請求項4】

Ｗ_ｒｌが１．４Ｗ_ｗｇより大きい、請求項３に記載のＴＡＲヘッド。

【請求項5】

前記反射層にほぼ平行な方向に向けられている帰還磁極層をさらに含み、前記反射層が前記帰還磁極層上に支持される、請求項１に記載のＴＡＲヘッド。

【請求項6】

前記反射層がＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｆｅ、ＣｏおよびＮｉの１つ以上を含む金属または金属合金から形成される、請求項１に記載のＴＡＲヘッド。

【請求項7】

前記ＮＦＴ層の出力端がほぼ三角形状であり、前記出力端が前記書き込み磁極層に対向する頂点を有する、請求項１に記載のＴＡＲヘッド。

【請求項8】

前記ヘッド・キャリア上に磁気抵抗読み取りヘッドをさらに含む、請求項１に記載のＴＡＲヘッド。

【請求項9】

磁気記録ディスク上の磁気記録層書き込み用熱アシスト記録（ＴＡＲ）ヘッドであって、
前記ディスク上の前記磁気記録層に対向する空気浮上表面（ＡＢＳ）を有する空気浮上スライダであって、前記ＡＢＳは、トラックに沿った軸および前記トラックに沿った軸に垂直なトラック横断軸を有する、空気浮上スライダと、
前記スライダ上に配置され、前記トラックに沿った軸上の前記ＡＢＳに先端を有する書き込み磁極と、
前記スライダ上に配置され、前記トラックに沿った軸方向の厚さおよび前記トラックに沿った軸にほぼ垂直な方向に向けられている表面を有する光導波路であって、前記ＡＢＳ近傍の端部にトラック横断軸方向の厚さＷ_ｗｇを有する光導波路と、
前記書き込み磁極と前記光導波路との間の前記スライダ上の近接場変換器（ＮＦＴ）であって、前記ＮＦＴは、前記光導波路の前記表面に平行であり、かつ、前記光導波路の前記表面から離隔されている表面と、前記トラックに沿った軸方向の厚さと、前記ＡＢＳでの出力端を有し、前記出力端は、前記書き込み磁極先端と前記光導波路端との間の前記トラックに沿った軸上に配置される、近接場変換器（ＮＦＴ）と、
前記光導波路の前記表面にほぼ平行な方向に向けられる反射層であって、前記光導波路は、前記反射層と前記ＮＦＴとの間に配置される、反射層と、
前記光導波路と前記反射層との間および前記光導波路の前記表面と前記ＮＦＴとの間の電気的絶縁材料と、を有し、
前記反射層と前記ＮＦＴの厚さの中心との間のトラックに沿った軸方向の距離Ｄは、０．８Ｎ＊λ／（２ｎ）〜１．２Ｎ＊λ／（２ｎ）であり、ここでＮは整数、λはレーザー光の波長、ｎは前記光導波路および前記絶縁材料の屈折率の平均である、
熱アシスト記録（ＴＡＲ）ヘッド。

【請求項10】

前記ＡＢＳに垂直な方向の前記ＮＦＴ層の高さがＨ_ｎｆｔであり、かつ、前記ＡＢＳに垂直な方向の前記反射層の高さＨ_ｒｌが０．２Ｈ_ｎｆｔ〜１．２Ｈ_ｎｆｔである、請求項９に記載のＴＡＲヘッド。

【請求項11】

Ｗ_ｗｇに平行な前記反射層の幅Ｗ_ｒｌが０．２Ｗ_ｗｇより大きい、請求項９に記載のＴＡＲヘッド。

【請求項12】

Ｗ_ｒｌが１．４Ｗ_ｗｇより大きい、請求項１１に記載のＴＡＲヘッド。

【請求項13】

前記反射層にほぼ平行な方向に向けられている帰還磁極層をさらに含み、前記反射層は前記帰還磁極層上に支持される、請求項９に記載のＴＡＲヘッド。

【請求項14】

前記反射層がＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｆｅ、ＣｏおよびＮｉの１つ以上を含む金属または金属合金から形成されることを含む請求項９に記載のＴＡＲヘッド。

【請求項15】

前記ＮＦＴ層出力端がほぼ三角形状であり、前記書き込み磁極先端に対向する頂点を有する、請求項９に記載のＴＡＲヘッド。

【請求項16】

Ｎ＝２である、請求項９に記載のＴＡＲヘッド。

【請求項17】

請求項９に記載のＴＡＲヘッドと、
光を前記光導波路層に差し向けるレーザーと、
磁気記録層を有する磁気記録ディスクと、
を有する熱アシスト記録（ＴＡＲ）ディスク・ドライブ。

【請求項18】

前記磁気記録層が磁性材料の離散的アイランドを含むほぼ同心円状トラックにパターン化される、請求項１７に記載のＴＡＲディスク・ドライブ。

【請求項19】

記録層対向表面を有するヘッド・キャリアと、
前記記録層対向表面に先端を有する前記ヘッド・キャリア上の書き込み磁極層と、
前記書き込み磁極層にほぼ平行な方向に向けられている前記ヘッド・キャリア上の近接場変換器（ＮＦＴ）層であって、前記ＮＦＴ層は前記記録層対向表面に出力端を有する、ＮＦＴ層と、
前記ＮＦＴ層にほぼ平行な方向に向けられている前記ヘッド・キャリア上に配置され、レーザー光を前記ＮＦＴ層に導く光導波路層であって、前記ＮＦＴ層は前記光導波路層と前記書き込み磁極層との間に配置される、光導波路層と、
前記光導波路層にほぼ平行な方向に向けられている反射層であって、前記光導波路層は前記反射層と前記ＮＦＴ層との間に配置される、反射層と、
前記光導波路層と前記反射層との間および前記光導波路層と前記ＮＦＴ層との間の電気的絶縁材料と、
を有し、
前記光導波路層が、前記記録層対向表面に平行な平面において厚さＴ_ｗｇおよびＴ_ｗｇに垂直な幅Ｗ_ｗｇを有し、Ｗ_ｗｇに平行な前記反射層の幅Ｗ_ｒｌが０．２Ｗ_ｗｇより大きい、磁気記録層書き込み用熱アシスト記録（ＴＡＲ）ヘッド。

【請求項20】

Ｗ_ｒｌが１．４Ｗ_ｗｇより大きい、請求項１９に記載のＴＡＲヘッド。

【請求項21】

記録層対向表面を有するヘッド・キャリアと、
前記記録層対向表面に先端を有する前記ヘッド・キャリア上の書き込み磁極層と、
前記書き込み磁極層にほぼ平行な方向に向けられている前記ヘッド・キャリア上の近接場変換器（ＮＦＴ）層であって、前記ＮＦＴ層は前記記録層対向表面に出力端を有する、ＮＦＴ層と、
前記ＮＦＴ層にほぼ平行な方向に向けられている前記ヘッド・キャリア上に配置され、レーザー光を前記ＮＦＴ層に導く光導波路層であって、前記ＮＦＴ層は前記光導波路層と前記書き込み磁極層との間に配置される、光導波路層と、
前記光導波路層にほぼ平行な方向に向けられている反射層であって、前記光導波路層は前記反射層と前記ＮＦＴ層との間に配置される、反射層と、
前記反射層にほぼ平行な方向に向けられている帰還磁極層であって、前記反射層が当該帰還磁極層上に支持される、帰還磁極層と、
前記光導波路層と前記反射層との間および前記光導波路層と前記ＮＦＴ層との間の電気的絶縁材料と、
を有する、磁気記録層書き込み用熱アシスト記録（ＴＡＲ）ヘッド。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、概してディス上の磁気記録層が高温状態にあるときにデータを記録する熱アシスト記録（ＴＡＲ）ディスク・ドライブに関し、より具体的には改良型ＴＡＲヘッドに関する。

【背景技術】

【0002】

在来の磁気記録においては、記録媒体中の蓄積磁化の熱的不安定性のために記録データの喪失が生ずることがある。これを回避するために、高い磁気結晶異方性（Ｋｕ）を有する媒体が必要である。しかし、Ｋｕを高めると媒体の飽和保磁力も上昇し、それが書き込みヘッドの書き込み磁場能力を超えることがある。記録層の磁気材料の飽和保磁力は温度に依存することが分かっているので、温度安定性問題について提案されている解決方法の１つは、ヒート・アシスト磁気記録（ＨＡＭＲ）とも呼ばれる熱アシスト記録（ＴＡＲ）である。この方法では、高Ｋ_ｕ磁気録材料を書き込み中に局部的に加熱することにより書き込みが生ずるのに十分な程度に飽和保磁力を下げるが、このとき飽和保磁力／異方性はディスク・ドライブの周囲温度（すなわち、常温すなわち約１５〜３０℃の「室」温）において記録ビットの熱的安定性にとって十分な程度に保たれる。ある種の提案ＴＡＲシステムでは、磁気記録材料は、キュリー温度付近またはそれを超える温度に加熱される。次に、記録されたデータを通常の磁気抵抗読み取りヘッドにより室温で読み戻す。ＴＡＲディスク・ドライブは、磁気記録材料がディスク上の連続層である通常の連続媒体と磁気記録材料が離散的なデータのアイランドすなわち「ビット群」にパターン化されているビット・パターン媒体化（ＢＰＭ）の両方について提案されている。

【0003】

提案されているＴＡＲディスク・ドライブの一タイプでは、ディスク上の記録材料を加熱するためにレーザー光源および近接場変換器（ＮＦＴ）に結合されている光導波路を使用する。「近接場」変換器は、サブ波長特性を有する素子経由で光が伝播され、かつ、第１の要素からサブ波長の距離に配置される磁気記録媒体のような基板などの第２の要素に光が結合される「近接場光学素子」を指す。ＮＦＴは、一般的に、磁気ヘッドを浮上させるスライダの空気浮上表面（ＡＢＳ）に配置される。このスライダは、読み取り／書き取りヘッドを支持するとともに、ディスク表面上に載って縦列進行する。

【0004】

ほぼ三角形の出力端を有するＮＦＴは、ともに本出願と同一譲受人に譲渡されている特許文献１および特許文献２において記述されている。このＮＦＴでは、導波路の表面に生成されたエバネセント波がＮＦＴ７４の表面上に励起された表面プラズモンに結合し、そして、強力な光近接場が三角形出力端の頂点に生成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】米国公開特許出願第２０１１００９６６３９号明細書

【特許文献2】米国公開特許出願第２０１１０１７０３８１号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

必要なレーザー出力を低減できるようにＴＡＲヘッドのＮＦＴの効率を改善することが求められている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、ＴＡＲディスクのデータ・トラックにデータを記録する熱アシスト記録（ＴＡＲ）ヘッドに関する。空気浮上スライダは、近接場変換器（ＮＦＴ）およびレーザー光をＮＦＴに導く光導波路を支持する。ＮＦＴは、書き込み磁極と光導波路との間にトラックに沿った方向に配置されるスライダの空気浮上表面（ＡＢＳ）に出力端を備えている。反射層は、ＮＦＴと反対の導波路側に配置される。導波路により伝播される散乱された光は、反射層によりＮＦＴに反射により戻される。反射光の位相がＮＦＴ中のプラズマ発振の位相と合致するように反射層とＮＦＴの中心との間のトラックに沿った方向の距離が調整されると、光近接場の強度が増大する。これによりレーザー光出力の低減が可能になる。この最適距離は、０．８Ｎ＊λ／（２ｎ）〜１．２Ｎ＊λ／（２ｎ）である。ただし、Ｎは整数、λはレーザー光の波長、ｎは導波路および中間絶縁材料の屈折率の平均である。

【0008】

本発明の性質および利点のより完全な理解のために、以下の詳細な説明および添付図面を参照されたい。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本発明による熱アシスト記録（ＴＡＲ）ディスク・ドライブの平面図である。

【図2】図２は、この発明によるＴＡＲディスク・ドライブにおいて使用される空気浮上スライダおよびＴＡＲディスクの一部の断面図を示す。ただし、非常に細かい部分を示すことが困難であるため縮尺は一様ではない。

【図3A】図３Ａは、本発明によるＴＡＲヘッドの書き込み磁極、近接場変換器（ＮＦＴ）、導波路、反射層および帰還磁極を構成する材料の層を示すスライダの側面断面図である。

【図3B】図３Ｂは、本発明による書き込み磁極、ＮＦＴ、導波路および反射層を構成する材料の層の透視図である。

【図3C】図３Ｃは、本発明によるＴＡＲヘッドの導波路、ＮＦＴ出力端、書き込み磁極先端および反射層の相対的方向を示すスライダ空気浮上表面（ＡＢＳ）の一部の図である。

【図4A】図４Ａは、反射層とＮＦＴの厚さの中心との間のトラックに沿った方向の距離の関数としての光近接場強度のグラフである。

【図4B】図４Ｂは、反射層の高さ（Ｈ_ｒｌ）の関数としての光近接場強度のグラフである。

【図4C】図４Ｃは、反射層の幅（Ｗ_ｒｌ）の関数としての光近接場強度のグラフである。

【図5A】図５Ａは、本発明によるＴＡＲヘッドのＮＦＴ出力端において使用される他の形状、特にＣ字状の開口部を示す。

【図5B】図５Ｂは、本発明によるＴＡＲヘッドのＮＦＴ出力端において使用される他の形状、蝶ネクタイ形の開口部を示す。

【図5C】図５Ｃは、本発明によるＴＡＲヘッドのＮＦＴ出力端において使用される他の形状、Ｅ字状のアンテナを示す。

【図5D】図５Ｄは、本発明によるＴＡＲヘッドのＮＦＴ出力端において使用される他の形状、蝶ネクタイ形のアンテナを示す。

【図5E】図５Ｅは、本発明によるＴＡＲヘッドのＮＦＴ出力端において使用される他の形状、アイスキャンディ形のアンテナを示す。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図１は、本発明による熱アシスト記録（ＴＡＲ）ディスク・ドライブ１００の平面図である。図１において、ＴＡＲディスク・ドライブ１００は、磁気記録層３１を有するディスク２００とともに描かれており、磁気記録層３１は、半径方向に離隔配置されている円形トラック１１８中に置かれている磁化可能材料の離散データ・アイランド３０にパターン化されている。ディスク２００の内径および外径に近いいくつかの代表的アイランド３０および代表的トラック１１８のみ示されている。しかしながら、図１の離散データ・アイランド３０とともに示されているビット・パターン化媒体（ＢＰＭ）の代わりに、ＴＡＲディスク・ドライブは、記録層３１が磁化可能材料の通常の連続磁気記録層であるディスクを代わりに使用することもできる。

【0011】

ドライブ１００は、アクチュエータ１３０および磁気記録ディスク２００を回転させるドライブ・モータを支持するハウジングまたはベース１１２を備えている。アクチュエータ１３０は、剛体アーム１３１を有し、かつ、矢印１３３により示されるようにピボット１３２の周りで回転するボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）ロータリ・アクチュエータとすることができる。ヘッド・サスペンション・アセンブリは、アクチュエータ・アーム１３１の端部に取り付けられた一端を有するサスペンション１３５および空気浮上スライダ１２０などのサスペンション１３５の他端に取り付けられたヘッド・キャリアを含んでいる。サスペンション１３５は、スライダ１２０をディスク２００の表面に非常に近い位置に保持することを可能にし、かつ、それがディスク２００の矢印２０の方向の回転により生成される空気支持面上で「ピッチ（pitch：前後方向での傾斜）」および「ロール(roll：左右方向での傾斜)」することを可能にする。スライダ１２０は、磁気抵抗読み取りヘッド、誘導書き込みヘッド、近接場変換器（ＮＦＴ）および光導波路を含むＴＡＲヘッド（示されていない）を支持する。ＴＡＲ光源として波長７８０〜９８０ｎｍの半導体レーザー９０を使用してもよい。これは、スライダ１２０の頂部に支持されるように描かれている。別案として、このレーザーは、サスペンション１３５上に配置し、光チャネルによりスライダ１２０と結合することもできる。ディスク２００が矢印２０の方向に回転するとき、アクチュエータ１３０の運動によりスライダ１２０上のＴＡＲヘッドはディスク２００上の種々のデータ・トラック１１８にアクセスすることができる。スライダ１２０は、一般的にアルミナ／チタニウム−カーバイド（Ａｌ_２Ｏ_３／ＴｉＣ）の合成物などの複合材料から形成されている。図１にはただ１つのディスク表面が関連スライダおよび読み取り／書き込みヘッドとともに示されているが、一般的に複数のディスクがスピンドル・モータにより回転されるハブ上にスタックされ、各ディスクの各表面に、それぞれ、別のスライダおよびＴＡＲヘッドが関係する。

【0012】

以下の図面では、Ｘ方向はスライダの空気浮上表面（ＡＢＳ）に垂直な方向を示し、Ｙ方向はトラックの幅すなわちトラックを横断する方向を示し、Ｚはトラックに沿った方向を示す。図２は、本発明によるＴＡＲヘッドの構成例を示す断面略図である。図２において、ディスク２００は、磁化領域すなわち「ビット群」３４を有する磁化可能材料の通常の連続磁気記録層である記録層３１を有するものとして描かれている。空気浮上スライダ１２０はサスペンション１３５により支持されている。空気浮上スライダ１２０は、また、ディスク２００に対向し、かつ、磁気書き込みヘッド５０、読み取りヘッド６０、および磁気的透過性読み取りヘッド・シールドＳ１およびＳ２を支持するＡＢＳを備えている。記録磁界は、コイル５６、コイル５６により生成される磁束を送り込む磁極５３、主磁極５２、および帰還磁極５４から構成される書き込みヘッド５０により生成される。コイル５６により生成される磁界は、磁極５３を経て光近接場変換器（ＮＦＴ）７４の近傍に配置される主磁極５２に送り込まれる。記録時、ディスク２００の記録層３１は、ＮＦＴ７４により生成される光近接場により加熱され、これと同時に主磁極５２により生成された記録磁界を適用することにより領域すなわち「ビット３４」が磁化され、したがって記録層３１に書き込まれる。ディスク２００は、任意選択で、書き込み磁極５２からの磁束を帰還磁極５４に向かわせるために記録層３１の下に軟磁気的透過性下層（ＳＵＬ）を含んでもよい。

【0013】

光近接場がＮＦＴ７４により生成されると、散乱光もＮＦＴ７４から生成される。反射層９５は、ＮＦＴ７４の反対の導波路７３側に配置されている。導波路７３により伝播される散乱光は、反射層９５により反射されてＮＦＴ７４に戻る。反射層９５とＮＦＴ７４との間のトラックに沿った方向（Ｚ軸）距離が調整されて反射光の位相がＮＦＴ７４のプラズマ振動の位相と一致するとき、光近接場の強度が増大する。これは、レーザー出力の低減を可能にする。

【0014】

半導体レーザー９０は、スライダ１２０の最上部の表面に搭載されている。レーザー９０からの光をＮＦＴ７４に導く光導波路７３は、スライダ１２０の内部に形成されている。導波路７３のコア材料の屈折率をクラッディング材料の屈折率より大きいことを保証する材料を導波路７３のために使用することができる。たとえば、Ａｌ_２Ｏ_３をクラッディング材料として使用し、ＴｉＯ_２、Ｔ_２Ｏ_５およびＳｉＯ_ｘＮ_ｙをコア材料として使用することができる。別案として、ＳｉＯ_２をクラッディング材料として使用し、Ｔａ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２、ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ、またはＧｅドープＳｉＯ_２をコア材料として使用することもできる。光をＮＦＴ７４に導く導波路７３は、単一モード導波路とすることが好ましい。多モード導波路はモード間干渉のために出力変動を引き起こすことがあるので、好ましくない。

【0015】

図３Ａは、書き込み磁極５２、ＮＦＴ７４、導波路７３、反射層９５および帰還磁極５４を構成する材料の層を、ディスク２００および記録層３１との関係において示すスライダ１２０の側面断面図である。図３Ａにおいて、スライダ１２０の斜影のない領域は、一般的にアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）のような絶縁材料から形成される。書き込み磁極５２は、一般的にＦｅＣｏのような高能率磁性材料の層であり、ＡＢＳに磁極先端５２ａを備えている。導波路７３は、書き込み磁極５２の層にほぼ平行なコア材料の層であり、ＡＢＳに垂直な長さを有し、ＡＢＳにおける端部７３ａを有し、ＮＦＴ７４を構成している材料の層に対向し、かつ、それに平行なほぼ平坦な表面７３ｂを有している。ＮＦＴ７４の層は導電性低損失金属（Ａｕが望ましいが、Ａｇ、ＡｌまたはＣｕでもよい）である。ＮＦＴ７４の層は、導波路７３の層および書き込み磁極５２の層にほぼ平行であり、かつ、導波路７３層と書き込み磁極５２層との間にそれらから離隔して配置されている。ＮＦＴ７４層は、導波路表面７３ｂに対向し、それに平行であり、かつ、それから離隔して配置されている表面７４ａを有している。ＮＦＴ７４層は、ＡＢＳに出力端８０を有し、また、ＡＢＳから入力縁７４ｂ（これは、ＡＢＳから引っ込んでいる）までの高さＨ_ｎｆｔを有している。光が導波路７３に入射されたときに、エバネセント波が導波路表面７３ｂに生成され、かつ、ＮＦＴ７４の表面７４ａに励起されている表面プラズモンに結合される。矢印２３は導波路７３中の光の伝播方向を示し、矢印２４は光の偏光の方向を示している。表面プラズモンは、ＮＦＴ出力端８０に伝播する。

【0016】

一形式のＮＦＴでは、出力端８０は、書き込み磁極先端５２ａに対向する頂点８０ａおよび導波路表面７３ｂに対向する後縁８０ｂを有するほぼ三角形状のアンテナである。頂点８０ａにおいて、光近接場スポットが、出力端頂点８０ａと書き込み磁極先端５２ａとの間のＡＢＳにおける空間に生成される。書き込み磁極先端５２ａは、この光学スポットに磁界を印加する。１つの例では、頂点８０ａと書き込み磁極先端５２ａとの間の距離Ｓは、約２０ｎｍである。

【0017】

図３Ａに示すように、反射層９５は、帰還磁極５４上に形成されている。しかし、反射層９５は、帰還磁極５４から離隔し、たとえば、アルミナを帰還磁極５４と反射層９５との間に配置することもできる。反射層９５は、たとえば、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｆｅ、ＣｏおよびＮｉの１つ以上の金属または金属合金とすることができる。反射層９５は、種々の屈折率を有する複数の層の誘電材料とすることもできる。ディスクがＳＵＬを含む場合、書き込み磁極５２と帰還磁極５４のトラックに沿った距離は、強い磁界を生成するように十分小さくしなければならない。これにより、反射層９５は約３０〜１００ｎｍのトラックに沿った方向（Ｚ軸）の厚さを有するようになる。ディスクがＳＵＬを含まない場合、反射層９５の厚さは、これより長く、たとえば約２００ｎｍとなってもよい。反射層９５は、ＡＢＳに垂直な方向に（Ｘ軸）高さＨ_ｒｌを有するが、この値はＨ_ｎｆｔ未満とすることが好ましい。反射層９５とＮＦＴ７４の厚さの中心との間のトラックに沿った方向（Ｚ軸）の距離Ｄを調整して反射光の位相をＮＦＴ７４中のプラズマ振動の位相に一致させると、光近接場の強度が増大する。Ｄの最適距離はＮ＊λ／（２ｎ）である。ただしＮは整数（１、２、３、４、．．．）、λはレーザー光の波長、ｎは反射層９５とＮＦＴ７４との間の材料、すなわち導波路７３と絶縁材料（一般的にアルミナ）の屈折率の平均である。

【0018】

図３Ｂは、書き込み磁極５２、ＮＦＴ７４、導波路７３および反射層９５を構成する材料の層の透視図である。図３Ｃは、導波路端７３ａ、ＮＦＴ出力端８０、書き込み磁極先端５２ａ、反射層端９５ａおよび帰還磁極端５４ａの相対的向きを示すＡＢＳの一部の図である。導波路は、トラックに沿った方向に厚さＴ_ｗｇおよびトラック横断方向に幅Ｗ_ｗｇを有し、また、反射層９５は、トラック横断方向に幅Ｗ_ｒｌを有している。出力端８０は、ＡＢＳにおいてほぼ三角形をなしており、書き込み磁極先端５２ａに対向する頂点８０ａおよび導波路表面７３ｂに対向し、かつ、トラック横断方向（Ｙ軸）に頂点８０ａより広い後縁８０ｂを有している。したがって、出力端８０は、ＡＢＳに位置する後縁８０ｂを有し、後縁８０ｂは、導波路経由で到来する入射光の偏光方向（図３Ａの矢印２４）に垂直であり、かつ、光近接場が生成される頂点８０ａに向かって漸減する。短い線８０ｃは、出力端頂点８０ａに生成された光スポットを表している。

【0019】

図４Ａは、光近接場強度と距離Ｄの関係を示している。この例では、導波路は、Ｔａ_２Ｏ_５のコア、２００ｎｍの厚さＴ_ｗｇおよび５００ｎｍの幅Ｗ_ｗｇを有している。反射層９５の高さＨ_ｒｌおよび幅Ｗ_ｒｌは、それぞれ、５００ｎｍおよび１μｍであり、レーザー光の波長λは８３０ｎｍであった。ＮＦＴ７４の高さＨ_ｎｆｔは、８５０ｎｍであった。強度は、反射層のない場合の強度に規準化された。図示のとおり、強度は、Ｄが４６０ｎｍのときに最大に達し、かつ、距離が４６０ｎｍ＋／−１００ｎｍ（約＋／−２０％に対応する）のときに強度は１．０より大きかった。Ｄの最適値は、Ｄ＝Ｎ＊λ／（２ｎ）により与えられる。ただし、Ｎは整数（１、２、３、４、．．．）、λはレーザー光の波長、ｎは導波路７３および中間絶縁材料、一般的にアルミナの屈折率の平均である。したがって、この例では、λ＝８３０ｎｍ、Ｄ＝４６０ｎｍ、Ｎ＝２、ｎは約１．８であった。Ｄの最適範囲は、０．８Ｎ＊λ／（２ｎ）〜１．２Ｎ＊λ／（２ｎ）である。Ｎ＝２であるときのＤの最適範囲は、約０．８λ／ｎ〜１．２λ／ｎである。

【0020】

図４Ｂは、最適近接場強度と反射層の高さ（Ｈ_ｒｌ）の関係を示している。この例では、導波路は、Ｔａ_２Ｏ_５のコア、２００ｎｍの厚さＴ_ｗｇおよび５００ｎｍの幅Ｗ_ｗｇを有している。反射層９５の幅Ｗ_ｒｌは、５００ｎｍであった。レーザー光の波長λは８３０ｎｍであり、ＮＦＴ層７４の高さＨ_ｎｆｔは、８５０ｎｍ、距離Ｄは４６０ｎｍであった。強度は、反射層のない場合の強度に規準化された。図示のとおり、高さが１μｍ未満であるとき、強度は１．０を超えた。したがって、高さＨ_ｒｌは、１μｍ未満とすることが好ましい。最適な高さＨ_ｒｌは、ＮＦＴの高さＨ_ｎｆｔに依存する。Ｈ_ｒｌがＨ_ｎｆｔに対して小さすぎる場合、散乱された光のわずかな部分しか反射層により反射されないので、効率の増加は小さい。Ｈ_ｒｌはＮＦＴ高さの２０％（０．２Ｈ_ｎｆｔ）より大きくすることが好ましい。Ｈ_ｒｌが大きすぎる場合、導波路コアの近傍に発生したエバネセント波（クラッディングに浸透する光）は、ＮＦＴに到達する前に反射層により散乱されてしまう。したがって、Ｈ_ｒｌはＮＦＴ高さの１２０％（１．２Ｈ_ｎｆｔ）より小さくすることが好ましい。

【0021】

図４Ｃは、光近接場強度と反射層の幅（Ｗ_ｒｌ）の関係を示している。この例の場合、導波路はＴａ_２Ｏ_５のコア、２００ｎｍの厚さＴ_ｗｇ、および５００ｎｍの幅Ｗ_ｗｇを有している。反射層９５の高さＨ_ｒｌは、５００ｎｍである。レーザー光の波長λは８３０ｎｍ、ＮＦＴ層７４の高さＨ_ｎｆｔは８５０ｎｍであり、かつ、距離Ｄは４６０ｎｍである。強度は、反射層がない場合の強度に規準化した。図示されているように、近接場強度は、幅Ｗ_ｒｌの増大ととともに徐々に増加し、かつ、７００ｎｍで最大に達する。したがって、Ｗ_ｒｌは、導波路の幅Ｗ_ｗｇである５００ｎｍより大きくすることが好ましい。導波路の光スポット・サイズ（トラック横断方向のモード・フィールド直径）は、Ｗ_ｗｇが５００ｎｍのときに約７００ｎｍである。散乱光が発生する領域のサイズは、導波路のモード・フィールド直径にほぼ等しい。したがって、反射層の幅（Ｗ_ｒｌ）は、導波路のモード・フィールド直径（これは一般的に１．４Ｗ_ｗｇである）より大きくすることが好ましい。しかし、Ｗ_ｒｌが１００ｎｍ（これは、この例の場合、幅Ｗ_ｗｇの２０％である）程度に小さい場合でも、依然として１．０より強い強度が達成され得る。

【0022】

本発明は、ＡＢＳにほぼ三角形のアンテナを有するＮＦＴ出力端の場合について説明した。しかし、反射層は、その他の形状の既知アンテナおよび開口部形状の場合にも同じ利益および利点をもたらす。図５Ａ〜図５Ｃは、その他の形状、特にＣ字状開口部（図５Ａ）、蝶ネクタイ形開口部（図５Ｂ）、Ｅ字状アンテナ（図５Ｃ）、蝶ネクタイ形アンテナ（図５Ｄ）、およびＳｅａｇａｔｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙに譲渡された米国特許第７，２７２，０７９ Ｂ２号明細書に示されている「アイスキャンディ」形アンテナ（図５Ｅ）を示す。

【0023】

本発明について、好ましい実施形態を参照しつつ、詳細に図示し、かつ、説明したが、当業者にとって当然のことながら本発明の精神および範囲から逸脱することなく形式および詳細を種々に変更することが可能であろう。したがって、開示された本発明は、単なる例示と考えるべきであり、かつ、添付請求項において指定される範囲においてのみ制限されるものである。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図5E】