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(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】
(24)【登録日】2023-07-25
(45)【発行日】2023-08-02
(54)【発明の名称】磁気ヘッド及び磁気記録装置
(51)【国際特許分類】
G11B 5/31 20060101AFI20230726BHJP
G11B 5/02 20060101ALI20230726BHJP
【ＦＩ】
G11B5/31 A
G11B5/31 D
G11B5/31 Q
G11B5/02 R
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2019163030
(22)【出願日】2019-09-06
(65)【公開番号】P2021044029
(43)【公開日】2021-03-18
【審査請求日】2022-03-14
(73)【特許権者】
【識別番号】000003078
【氏名又は名称】株式会社東芝
(73)【特許権者】
【識別番号】317011920
【氏名又は名称】東芝デバイス＆ストレージ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110004026
【氏名又は名称】弁理士法人ｉＸ
(72)【発明者】
【氏名】高岸 雅幸
(72)【発明者】
【氏名】成田 直幸
(72)【発明者】
【氏名】前田 知幸
(72)【発明者】
【氏名】岩崎 仁志
(72)【発明者】
【氏名】首藤 浩文
(72)【発明者】
【氏名】永澤 鶴美
【審査官】中野 和彦
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１２－０１４７９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１１７５０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０９０６４５０８（ＵＳ，Ｂ１）
【文献】特開２０１４－０３２７２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－０４８０００（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ１１Ｂ ５／３１
Ｇ１１Ｂ ５／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
磁極と、第１シールドと、
前記磁極と前記第１シールドとの間に設けられた第１磁性層と、
前記第１磁性層と前記第１シールドとの間に設けられた第２磁性層と、
前記第２磁性層と前記第１シールドとの間に設けられた第３磁性層と、
前記磁極と前記第１磁性層との間に設けられ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ及びＴｉよりなる第１群から選択された少なくとも１つを含む第１中間層と、
前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられ、Ｔａ、Ｉｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｂ、Ｒｈ、及びＰｄよりなる第２群から選択された少なくとも１つを含む第２中間層と、
前記第２磁性層と前記第３磁性層との間に設けられ、前記第１群から選択された少なくとも１つを含む第３中間層と、
前記第３磁性層と前記第１シールドとの間に設けられ、前記第２群から選択された少なくとも１つを含む第４中間層と、
を備え、
前記第１磁性層は、第１飽和磁束密度と、前記磁極から前記第１シールドに向かう第１方向に沿う第１厚さと、を有し、
前記第２磁性層は、第２飽和磁束密度と、前記第１方向に沿う第２厚さと、を有し、
前記第１飽和磁束密度と前記第１厚さとの第１積は、前記第２飽和磁束密度と前記第２厚さとの第２積よりも小さく、
前記第３磁性層は、第３飽和磁束密度と、前記第１方向に沿う第３厚さと、を有し、
前記第１積は、前記第３飽和磁束密度と前記第３厚さとの第３積よりも大きい、磁気ヘッド。
【請求項2】
前記第１中間層は、前記第１磁性層と接し、前記第２中間層は、前記第１磁性層及び前記第２磁性層と接し、
前記第３中間層は、前記第２磁性層及び前記第３磁性層と接し、
前記第４中間層は、前記第３磁性層と接した、請求項１記載の磁気ヘッド。
【請求項3】
前記第１中間層は、前記磁極と接した、請求項２記載の磁気ヘッド。
【請求項4】
前記第４中間層は、前記第１シールドと接した、請求項３記載の磁気ヘッド。
【請求項5】
前記第１磁性層、前記第２磁性層及び前記第３磁性層を含む積層体に前記第１磁性層から前記第３磁性層への第１向きを有する第１電流を流したときに前記積層体は第１電気抵抗を有し、前記積層体に前記第１向きを有する第２電流を流したときに前記積層体は第２電気抵抗を有し、前記第２電流は前記第１電流よりも大きく、
前記積層体に前記第１向きを有する第３電流を流したときに前記積層体は第３電気抵抗を有し、前記第３電流は前記第２電流よりも大きく、
前記第２電気抵抗は、前記第１電気抵抗よりも高く、前記第３電気抵抗よりも高い、請求項１～４のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【請求項6】
磁極と、第１シールドと、
前記磁極と前記第１シールドとの間に設けられた第１磁性層と、
前記第１磁性層と前記第１シールドとの間に設けられた第２磁性層と、
前記第２磁性層と前記第１シールドとの間に設けられた第３磁性層と、
前記磁極と前記第１磁性層との間に設けられ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ及びＴｉよりなる第１群から選択された少なくとも１つを含む第１中間層と、
前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられ、Ｔａ、Ｉｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｂ、Ｒｈ、及びＰｄよりなる第２群から選択された少なくとも１つを含む第２中間層と、
前記第２磁性層と前記第３磁性層との間に設けられ、前記第１群から選択された少なくとも１つを含む第３中間層と、
前記第３磁性層と前記第１シールドとの間に設けられ、前記第２群から選択された少なくとも１つを含む第４中間層と、
を備え、
前記第１磁性層、前記第２磁性層及び前記第３磁性層を含む積層体に前記第１磁性層から前記第３磁性層への第１向きを有する第１電流を流したときに前記積層体は第１電気抵抗を有し、
前記積層体に前記第１向きを有する第２電流を流したときに前記積層体は第２電気抵抗を有し、前記第２電流は前記第１電流よりも大きく、
前記積層体に前記第１向きを有する第３電流を流したときに前記積層体は第３電気抵抗を有し、前記第３電流は前記第２電流よりも大きく、
前記第２電気抵抗は、前記第１電気抵抗よりも高く、前記第３電気抵抗よりも高い、磁気ヘッド。
【請求項7】
請求項１～６のいずれか１つに記載の磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドにより情報が記録される磁気記録媒体と、
を備えた磁気記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、磁気ヘッド及び磁気記録装置に関する。
【背景技術】
【0002】
磁気ヘッドを用いて、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの磁気記憶媒体に情報が記録される。磁気ヘッド及び磁気記録装置において、記録密度の向上が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１０－４００６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の実施形態は、記録密度の向上が可能な磁気ヘッド及び磁気記録装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の実施形態によれば、磁気ヘッドは、磁極、第１シールド、第１磁性層、第２磁性層、第３磁性層、第１中間層、第２中間層、第３中間層及び第４中間層を含む。前記第１磁性層は、前記磁極と前記第１シールドとの間に設けられる。前記第２磁性層は、前記第１磁性層と前記第１シールドとの間に設けられる。前記第３磁性層は、前記第２磁性層と前記第１シールドとの間に設けられる。前記第１中間層は、前記磁極と前記第１磁性層との間に設けられ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ及びＴｉよりなる第１群から選択された少なくとも１つを含む。前記第２中間層は、前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられ、Ｔａ、Ｉｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｂ、Ｒｈ、Ｐｄ及びＰｄよりなる第２群から選択された少なくとも１つを含む。前記第３中間層は、前記第２磁性層と前記第３磁性層との間に設けられ、前記第１群から選択された少なくとも１つを含む。前記第４中間層は、前記第３磁性層と前記第１シールドとの間に設けられ、前記第２群から選択された少なくとも１つを含む。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【発明を実施するための形態】
【0007】
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、各部分の厚さと幅との関係、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。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、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。
【0008】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式的断面図である。
図２は、第１実施形態に係る磁気記録装置を例示する模式的斜視図である。
図３は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式的断面図である。
図１は、図３の一部の拡大図である。
図１は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式的断面図である。
図２は、第１実施形態に係る磁気記録装置を例示する模式的斜視図である。
図３は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式的断面図である。
図１は、図３の一部の拡大図である。
【0009】
図２に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド１１０は、磁気記録媒体８０と共に用いられる。実施形態に係る磁気記録装置２１０は、磁気ヘッド１１０及び磁気記録媒体８０を含む。この例では、磁気ヘッド１１０は、記録部６０及び再生部７０を含む。磁気ヘッド１１０の記録部６０により、磁気記録媒体８０に情報が記録される。再生部７０により、磁気記録媒体８０に記録された情報が再生される。
【0010】
磁気記録媒体８０は、例えば、媒体基板８２と、媒体基板８２の上に設けられた磁気記録層８１と、を含む。磁気記録層８１の磁化８３が記録部６０により制御される。
【0011】
再生部７０は、例えば、第１再生磁気シールド７２ａ、第２再生磁気シールド７２ｂ、及び磁気再生素子７１を含む。磁気再生素子７１は、第１再生磁気シールド７２ａと第２再生磁気シールド７２ｂとの間に設けられる。磁気再生素子７１は、磁気記録層８１の磁化８３に応じた信号を出力可能である。
【0012】
図２に示すように、磁気ヘッド１１０の記録部６０は、磁極３０、第１シールド３１、及び積層体２０を含む。積層体２０は、磁極３０と第１シールド３１との間に設けられる。
【0013】
図２に示すように、磁気記録媒体８０は、媒体移動方向８５の方向に、磁気ヘッド１１０に対して相対的に移動する。磁気ヘッド１１０により、任意の位置において、磁気記録層８１の磁化８３に対応する情報が制御される。磁気ヘッド１１０により、任意の位置において、磁気記録層８１の磁化８３に対応する情報が再生される。
【0014】
図３に示すように、磁気ヘッド１１０において、コイル３０ｃが設けられる。記録回路３０Ｄから、コイル３０ｃに記録電流Ｉｗが供給される。磁極３０から、記録電流Ｉｗに応じた記録磁界が磁気記録媒体８０に印加される。磁極３０は、例えば、主磁極である。第１シールド３１は、例えば、補助磁極である。磁極３０及び第１シールド３１により磁気回路が形成される。
【0015】
図３に示すように、磁極３０は、媒体対向面３０Ｆを含む。媒体対向面３０Ｆは、例えば、ＡＢＳ（Air Bearing Surface）である。媒体対向面３０Ｆは、例えば、磁気記録媒体８０に対向する。
【0016】
媒体対向面３０Ｆに対して垂直な方向をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向及びＸ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向とする。
【0017】
Ｚ軸方向は、例えば、ハイト方向である。Ｘ軸方向は、例えば、ダウントラック方向である。Ｙ軸方向は、例えば、クロストラック方向である。
【0018】
図３に示すように、電気回路２０Ｄが、積層体２０に電気的に接続される。この例では、積層体２０は、磁極３０及び第１シールド３１と電気的に接続される。磁気ヘッド１１０に、第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２が設けられる。第１端子Ｔ１は、配線Ｗ１及び磁極３０を介して積層体２０と電気的に接続される。第２端子Ｔ２は、配線Ｗ２及び第１シールド３１を介して積層体２０と電気的に接続される。電気回路２０Ｄから、例えば、電流（例えば、直流電流でも良い）が積層体２０に供給される。電流が積層体２０に流れたときに、積層体２０から交流磁界（回転磁界）が発生する。交流磁界は、例えば、高周波磁界である。交流磁界が、磁気記録媒体８０の一部に印加される。例えば、交流磁界が印加された磁気記録媒体８０の一部において、磁気共鳴が生じ、磁化８３の向きが変化し易くなる。磁気ヘッド１１０において、例えば、ＭＡＭＲ（Microwave Assisted Magnetic Recording）が行われる。
【0019】
図３に示すように、記録部６０において、第２シールド３２が設けられても良い。第２シールド３２と第１シールド３１との間に磁極３０が設けられる。第１シールド３１、第２シールド３２及び磁極３０の周りに、絶縁部３０ｉが設けられる。
【0020】
図１に示すように、磁気ヘッド１１０の記録部６０は、磁極３０、第１磁性層２１、第２磁性層２２、第３磁性層２３、第１中間層４１、第２中間層４２、第３中間層４３及び第４中間層４４を含む。
【0021】
積層体２０は、例えば、第１磁性層２１、第２磁性層２２及び第３磁性層２３を含む。積層体２０は、例えば第１磁性層２１、第２磁性層２２及び第３磁性層２３に加えて、第２中間層４２及び第３中間層４３を含む。積層体２０は、第１中間層４１をさらに含んでも良い。積層体２０は、第４中間層４４をさらに含んでも良い。
【0022】
第１磁性層２１は、磁極３０と第１シールド３１との間に設けられる。第２磁性層２２は、第１磁性層２１と第１シールド３１との間に設けられる。第３磁性層２３は、第２磁性層２２と第１シールド３１との間に設けられる。
【0023】
第１中間層４１は、磁極３０と第１磁性層２１との間に設けられる。第２中間層４２は、第１磁性層２１と第２磁性層２２との間に設けられる。第３中間層４３は、第２磁性層２２と第３磁性層２３との間に設けられる。第４中間層４４は、第３磁性層２３と第１シールド３１との間に設けられる。第１～第４中間層４１～４４は、非磁性である。
【0024】
第１中間層４１は、例えば、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ及びＴｉよりなる第１群から選択された少なくとも１つを含む。第２中間層４２は、Ｔａ、Ｉｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｂ、Ｒｈ、Ｐｄ及びＰｄよりなる第２群から選択された少なくとも１つを含む。第３中間層４３は、上記の第１群から選択された少なくとも１つを含む。第４中間層４４は、上記の第２群から選択された少なくとも１つを含む。
【0025】
Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ及びＴｉよりなる第１群の材料は、例えば、スピンを効率良く伝達させる機能を有すると考えられる。第１群の材料は、例えば、スピン良導体である。Ｔａ、Ｉｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｂ、Ｒｈ、及びＰｄよりなる第２群の材料は、スピンを伝達させ難くする機能を有すると考えられる。第２群の材料は、例えば、スピン不導体である。
【0026】
このような構成において、電流が積層体２０に流れたときに、積層体２０から交流磁界が発生する。
【0027】
図１に示すように、磁極３０から第１シールド３１に向かう方向を第１方向Ｄ１とする。第１方向Ｄ１は、積層体２０の積層方向に対応する。１つの例において、第１方向Ｄ１は、媒体対向面３０Ｆに対して傾斜している。第１方向Ｄ１と媒体対向面３０Ｆとの間の角度を角度θ１とする。角度θ１は、例えば、１５度以上３０度以下である。角度θ１は、０度でも良い。
【0028】
図１に示すように、第１磁性層２１は、磁極３０から第１シールド３１に向かう第１方向Ｄ１に沿う第１厚さｔ２１を有する。第２磁性層２２は、第１方向Ｄ１に沿う第２厚さｔ２２を有する。第３磁性層２３は、第１方向Ｄ１に沿う第３厚さｔ２３を有する。第１方向Ｄ１は、例えば、Ｘ軸方向に沿う。
【0029】
図１に示すように、第１中間層４１は、第１方向Ｄ１に沿う厚さｔ４１を有する。第２中間層４２は、第１方向Ｄ１に沿う厚さｔ４２を有する。第３中間層４３は、第１方向Ｄ１に沿う厚さｔ４３を有する。第４中間層４４は、第１方向Ｄ１に沿う厚さｔ４４を有する。
【0030】
例えば、積層体２０からの発生した交流磁界は、正回転（例えば、反時計回り）の磁界と、負回転（例えば時計回り）の磁界と、を有する場合がある。例えば、正回転の磁界は、磁極３０からの記録磁界をアシストする作用を有し、負回転の磁界は、磁極３０からの記録磁界を弱める作用を有すると考えられる。以下、上記の中間層の材料を変えたときの、積層体２０から発生する交流磁界における正回転及び負回転の磁界の変化の例のシミュレーション結果の例について説明する。
【0031】
図４及び図５は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。
図４は、参考例の磁気ヘッド１１８に対応する。磁気ヘッド１１８においては、磁極３０と第１シールド３１との間に、第１磁性層２１及び第２磁性層２２が設けられ、第３磁性層２３が設けられない。磁気ヘッド１１８においては、磁極３０と第１磁性層２１との間の第１中間層４１は、上記の第２群の材料を含む。第１磁性層２１と第２磁性層２２のとの間の第２中間層４２は、上記の第１群の材料を含む。第２磁性層２２と第１シールド３１との間の中間層は、上記の第２群の材料を含む。
図４は、参考例の磁気ヘッド１１８に対応する。磁気ヘッド１１８においては、磁極３０と第１シールド３１との間に、第１磁性層２１及び第２磁性層２２が設けられ、第３磁性層２３が設けられない。磁気ヘッド１１８においては、磁極３０と第１磁性層２１との間の第１中間層４１は、上記の第２群の材料を含む。第１磁性層２１と第２磁性層２２のとの間の第２中間層４２は、上記の第１群の材料を含む。第２磁性層２２と第１シールド３１との間の中間層は、上記の第２群の材料を含む。
【0032】
図５は、実施形態に係る磁気ヘッド１１０に対応する。磁気ヘッド１１０において、第１中間層４１及び第３中間層４３は、上記の第１群の材料を含み、第２中間層４２及び第４中間層４４は、上記の第２群の材料を含む。
【0033】
図４及び図５は、磁極３０のＹ軸方向の中心を通りＸ軸方向に沿う線上の回転磁界の強度の特性を例示している。図４及び図５の横軸は、Ｘ軸方向における位置ｐｘ（ｎｍ）である。位置ｐｘが０の位置は、磁極３０の第１シールド３１に対向する側の端の位置に対応する。図４及び図５の縦軸は、回転磁界強度Ｈｒ（Ｏｅ）である。図４及び図５には、正の回転磁界の強度Ｈｐと、負の回転磁界の強度Ｈｎと、が例示されている。
【0034】
磁気ヘッド１１８のシミュレーションのモデルにおいて、第１磁性層２１の物性値として、Ｆｅ６０Ｃｏ４０の物性値が用いられる。第１磁性層２１の飽和磁化Ｍｓは、２．４Ｔである。第１磁性層２１の第１厚さｔ２１は、９ｎｍである。第２磁性層２２の物性値として、Ｎ７０Ｆｅ３０の物性値が用いられる。第２磁性層２２において、飽和磁化Ｍｓは、１Ｔである。第２磁性層２２の第２厚さｔ２２は、３ｎｍである。磁極３０と第１シールド３１との間の領域ｇ１（図４参照）の距離は、２４ｎｍである。
【0035】
磁気ヘッド１１０のシミュレーションのモデルにおいて、第１磁性層２１の物性値として、Ｆｅ６０Ｃｏ４０の物性値が用いられる。第１磁性層２１の飽和磁化Ｍｓは、２．４Ｔである。第１磁性層２１の第１厚さｔ２１は、６ｎｍである。第２磁性層２２の物性値として、Ｆｅ６０Ｃｏ４０の物性値が用いられる。第２磁性層２２において、飽和磁化Ｍｓは、２．４Ｔである。第２磁性層２２の第２厚さｔ２２は、９ｎｍである。第３磁性層２３の物性値として、Ｎ７０Ｆｅ３０の物性値が用いられる。第３磁性層２３の飽和磁化Ｍｓは、１Ｔである。第３磁性層２３の第３厚さｔ２３は、３ｎｍである。第１中間層４１の厚さｔ４１は、３ｎｍである。第２中間層４２の厚さｔ４２は、３ｎｍである。第３中間層４３の厚さｔ４３は、３ｎｍである。第４中間層４４の厚さｔ４４は、３ｎｍである。磁極３０と第１シールド３１との間の領域ｇ１（図４参照）の距離は、３０ｎｍである。
【0036】
図４に示すように、磁気ヘッド１１８においては、磁極３０と第１シールド３１との間の領域ｇ１において、正の回転磁界の強度Ｈｐは、負の回転磁界の強度Ｈｎと同じ程度である。領域ｇ１の第１シールド３１に近い部分では、負の回転磁界の強度Ｈｎは、正の回転磁界の強度Ｈｐよりも高い。磁気ヘッド１１８においては、磁気記録媒体８０の内で、磁極３０と対向した後に第１シールド３１と対向する位置では、負の回転磁界の影響を大きく受けるため、磁極３０からの記録磁界が弱められ、回転磁界によるアシスト効果が十分に得られない。
【0037】
これに対して、図５に示すように、磁気ヘッド１１０においては、磁極３０と第１シールド３１との間の領域ｇ１において、正の回転磁界の強度Ｈｐは、負の回転磁界の強度Ｈｎよりも高い。特に、領域ｇ１の第１シールド３１に近い部分では、正の回転磁界の強度Ｈｐは、負の回転磁界の強度Ｈｎと比べて、著しく高い。磁気ヘッド１１０においては、磁気記録媒体８０の内で、磁極３０と対向した後に第１シールド３１と対向する位置では、強度が高い正の回転磁界により、磁極３０からの記録磁界を効果的にアシストできる。
【0038】
図４に示すように、磁気ヘッド１１８における正の回転磁界の強度Ｈｐの最大値は、約２６０Ｏｅである。これに対して、磁気ヘッド１１０における正の回転磁界の強度Ｈｐの最大値は、約４２０Ｏｅである。このように、磁気ヘッド１１０においては、高い、正の回転磁界の強度Ｈｐが得られる。
【0039】
このように、第１～第３磁性層２１～２３が設けられ、第１中間層４１及び第３中間層４３が上記の第１群の材料を含み、第２中間層４２及び第４中間層４４が上記の第２群の材料を含む磁気ヘッド１１０においては、参考例の磁気ヘッド１１８と比べて、良好な特性が得られることが分かった。
【0040】
上記のように、積層体２０から発生する回転磁界により記録磁界が弱まる場合がある。実施形態によれば、回転磁界により記録磁界が弱まること、が抑制される。実施形態によれば、良好なＭＡＭＲを実施することができる。実施形態によれば、記録密度の向上が可能な磁気ヘッドが提供できる。
【0041】
図６は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。
図６は、上記の磁気ヘッド１１０及び磁気ヘッド１１８について、バイアス電流密度を変えたときのＳＮＲの改善特性のシミュレーション結果の例を示している。図６の横軸は、積層体２０に供給されるバイアス電流の電流密度ＪＢ（×１０８Ａ／ｃｍ２）である。図６の縦軸は、ＳＮＲ（Signal-Nose-Ratio）の改善効果に関するパラメータＰＳＮＲである。パラメータＰＳＮＲは、バイアス電流密度が０の時の記録時間が２ＴにおけるＳＮＲ（Signal-Nose-Ratio）を基準にしたときの、バイアス電流密度が電流密度ＪＢである時の記録時間が２ＴにおけるＳＮＲに対応する。この例では、線記録密度は２３００ｋＦＣＩである。
図６は、上記の磁気ヘッド１１０及び磁気ヘッド１１８について、バイアス電流密度を変えたときのＳＮＲの改善特性のシミュレーション結果の例を示している。図６の横軸は、積層体２０に供給されるバイアス電流の電流密度ＪＢ（×１０８Ａ／ｃｍ２）である。図６の縦軸は、ＳＮＲ（Signal-Nose-Ratio）の改善効果に関するパラメータＰＳＮＲである。パラメータＰＳＮＲは、バイアス電流密度が０の時の記録時間が２ＴにおけるＳＮＲ（Signal-Nose-Ratio）を基準にしたときの、バイアス電流密度が電流密度ＪＢである時の記録時間が２ＴにおけるＳＮＲに対応する。この例では、線記録密度は２３００ｋＦＣＩである。
【0042】
図６に示すように、電流密度ＪＢが約２×１０８ｃｍ２以上において、磁気ヘッド１１０におけるパラメータＰＳＮＲは、磁気ヘッド１１８におけるパラメータＰＳＮＲよりも大きい。例えば、電流密度ＪＢが約３×１０８ｃｍ２の時、磁気ヘッド１１０においては、磁気ヘッド１１８に対して、２．６ｄＢのＳＮＲの改善効果が得られる。実施形態において、積層体２０に流れる電流の電流密度ＪＢは、２×１０８ｃｍ２以上であることが好ましい。
【0043】
第３磁性層２３は、例えば、スピン注入層として機能すると考えられる。第２磁性層２２は、例えば、発振層として機能すると考えられる。第１磁性層２１は、例えば、負回転の磁界を抑制する機能を有すると考えられる。
【0044】
図７（ａ）～図７（ｃ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。
これらの図の横軸は時間ｔｍ（ｎｓ）である。これらの図の縦軸は、磁化Ｍｘを示す。図７（ａ）は、第１磁性層２１の磁化Ｍｘ（２１）、及び、第２磁性層２２の磁化Ｍｘ（２２）を示している。図７（ｂ）は、第３磁性層２３の磁化Ｍｘ（２３）を示している。図７（ｃ）は、磁極３０の磁化Ｍｘ（３０）を示している。これらの図において、バイアス電流の電流密度ＪＢは、３×１０８Ａ／ｃｍ２である。
これらの図の横軸は時間ｔｍ（ｎｓ）である。これらの図の縦軸は、磁化Ｍｘを示す。図７（ａ）は、第１磁性層２１の磁化Ｍｘ（２１）、及び、第２磁性層２２の磁化Ｍｘ（２２）を示している。図７（ｂ）は、第３磁性層２３の磁化Ｍｘ（２３）を示している。図７（ｃ）は、磁極３０の磁化Ｍｘ（３０）を示している。これらの図において、バイアス電流の電流密度ＪＢは、３×１０８Ａ／ｃｍ２である。
【0045】
図７（ａ）に示すように、第１磁性層２１の磁化Ｍｘ（２１）、及び第２磁性層２２の磁化Ｍｘ（２２）は、安定して発振している。第１磁性層２１の磁化Ｍｘ（２１）の位相は、第２磁性層２２の磁化Ｍｘ（２２）の位相と逆である。例えば、第１磁性層２１は、第２磁性層２２と静磁気的に結合して、第２磁性層２２の発振を促進すると考えられる。
【0046】
図８は、第１実施形態に係る磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。
図８は、図７（ａ）～図７（ｃ）の振動特性をフーリエ変換した結果を例示している。図８の横軸は、周波数ｆ１（ＧＨｚ）である。縦軸は、磁化Ｍｘの絶対値ＡＭｘである。図８に示すように、磁化Ｍｘの絶対値ＡＭｘは、鋭いピークを有する。安定した発振が得られる。
図８は、図７（ａ）～図７（ｃ）の振動特性をフーリエ変換した結果を例示している。図８の横軸は、周波数ｆ１（ＧＨｚ）である。縦軸は、磁化Ｍｘの絶対値ＡＭｘである。図８に示すように、磁化Ｍｘの絶対値ＡＭｘは、鋭いピークを有する。安定した発振が得られる。
【0047】
図９は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。
図９は、第１磁性層２１の第１厚さｔ２１を変えたときのパラメータＰＳＮＲのシミュレーション結果を例示している。図９から分かるように、第１厚さｔ２１が２．５ｎｍ以上８ｎｍ以下のときに、大きなパラメータＰＳＮＲが得られる。実施形態において、第１厚さｔ２１が２．５ｎｍ以上８ｎｍ以下であることが好ましい。実施形態において、第１厚さｔ２１は３ｎｍ以上７．５ｎｍ以下でも良い。より大きいパラメータＰＳＮＲが得られる。
図９は、第１磁性層２１の第１厚さｔ２１を変えたときのパラメータＰＳＮＲのシミュレーション結果を例示している。図９から分かるように、第１厚さｔ２１が２．５ｎｍ以上８ｎｍ以下のときに、大きなパラメータＰＳＮＲが得られる。実施形態において、第１厚さｔ２１が２．５ｎｍ以上８ｎｍ以下であることが好ましい。実施形態において、第１厚さｔ２１は３ｎｍ以上７．５ｎｍ以下でも良い。より大きいパラメータＰＳＮＲが得られる。
【0048】
実施形態において、例えば、第１中間層４１は、第１磁性層２１と接する。例えば、第２中間層４２は、第１磁性層２１及び第２磁性層２２と接する。例えば、第３中間層４３は、第２磁性層２２及び第３磁性層２３と接する。例えば、第４中間層４４は、第３磁性層２３と接する。例えば、第１中間層４１は、磁極３０と接する。例えば、第４中間層４４は、第１シールド３１と接する。
【0049】
１つの例において、第１磁性層２１の第１厚さｔ２１は、第２磁性層２２の第２厚さｔ２２よりも薄い。第１厚さｔ２１は、第３磁性層２３の第３厚さｔ２３よりも厚い。
【0050】
既に説明したように、第１厚さｔ２１は、例えば、２．５ｎｍ以上８ｎｍ以下である。
【0051】
第２厚さｔ２２は、例えば、５ｎｍを超え１５ｎｍ以下である。第２厚さｔ２２は、約９ｎｍである。
【0052】
第３厚さｔ２３は、例えば、１ｎｍ以上５ｎｍ未満である。第３厚さｔ２３は、約３ｎｍである。
【0053】
第１磁性層２１は、第１飽和磁束密度を有する。第２磁性層２２は、第２飽和磁束密度を有する。第３磁性層２３は、第３飽和磁束密度を有する。
【0054】
第１飽和磁束密度と第１厚さｔ２１との第１積は、第２飽和磁束密度と第２厚さｔ２１との第２積よりも小さい。第１積は、第３飽和磁束密度と第３厚さｔ２３との第３積よりも大きい。このような関係により、例えば、第１磁性層２１と第２磁性層２２との間の静磁気結合が容易になる。例えば、第２磁性層２２の発振が促進される。例えば、負回転磁界の発生が抑制される。
【0055】
厚さｔ４１は、例えば、１ｎｍ以上４ｎｍ以下である。厚さｔ４２は、例えば、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である。厚さｔ４３は、例えば、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である。厚さｔ４４は、例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。厚さｔ４１が４ｎｍ以下であることで、第１磁性層２１の発振が安定する。例えば、大きなパラメータＰＳＮＲが得やすくなる。
【0056】
実施形態において、第１～第３磁性層２１～２３の少なくともいずれかは、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。
【0057】
実施形態において、積層体２０の厚さは２５ｎｍ以下であることが好ましい。これにより、例えば、良好な記録磁界傾度が得られる。
【0058】
以下、積層体２０に電流を流したときの積層体２０の特性のシミュレーション結果の例について説明する。
【0059】
図１０は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。
図１０は、磁気ヘッド１１０に対応する。図１０の横軸は、積層体２０に流れる電流Ｉｄ１に対応する。これらの図の縦軸は、積層体２０の電気抵抗Ｒｃに対応する。電流Ｉｄ１は、例えば、第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２を含む電流経路に流れる電流に対応する。電流Ｉｄ１は、第１磁性層２１から第３磁性層２３への第１向きを有する。第１向きは、例えば、第１端子Ｔ１から第２端子Ｔ２への向きに対応する。第１向きは、例えば、配線Ｗ１から配線Ｗ２への向きに対応する。電子流は、電流Ｉｄ１とは逆の向きに流れる。
図１０は、磁気ヘッド１１０に対応する。図１０の横軸は、積層体２０に流れる電流Ｉｄ１に対応する。これらの図の縦軸は、積層体２０の電気抵抗Ｒｃに対応する。電流Ｉｄ１は、例えば、第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２を含む電流経路に流れる電流に対応する。電流Ｉｄ１は、第１磁性層２１から第３磁性層２３への第１向きを有する。第１向きは、例えば、第１端子Ｔ１から第２端子Ｔ２への向きに対応する。第１向きは、例えば、配線Ｗ１から配線Ｗ２への向きに対応する。電子流は、電流Ｉｄ１とは逆の向きに流れる。
【0060】
図１０に示すように、磁気ヘッド１１０において、電流Ｉｄ１の大きさが増大すると、一旦上昇し、その後、低下する。例えば、積層体２０に上記の第１向きを有する第１電流Ｉ１を流したときに、積層体２０は第１電気抵抗Ｒ１を有する。積層体２０に第１向きを有する第２電流Ｉ２を流したときに、積層体２０は第２電気抵抗Ｒ２を有する。第２電流Ｉ２は、第１電流Ｉ１よりも大きい。積層体２０に第１向きを有する第３電流Ｉ３を流したときに、積層体２０は第３電気抵抗Ｒ３を有する。第３電流Ｉ３は、第２電流Ｉ２よりも大きい。図１０に示すように、第２電気抵抗Ｒ２は、第１電気抵抗Ｒ１よりも高く、第３電気抵抗Ｒ３よりも高い。
【0061】
この例のように、磁気ヘッド１１０において、電気抵抗Ｒｃが３段階で変化する場合がある。このような電気抵抗Ｒｃの変化は、磁性層の磁化の向きの変化に対応していると推定できる。以下、磁気ヘッド１１０における磁化の状態の例について説明する。
【0062】
図１１（ａ）～図１１（ｄ）は、磁気ヘッドの特性を例示する模式図である。
図１１（ａ）～図１１（ｄ）は、磁気ヘッド１１０に対応する。図１１（ａ）は、積層体２０に電流が流れない状態ＳＴ０に対応する。図１１（ｂ）は、積層体２０に第１電流Ｉ１が供給される第１状態ＳＴ１に対応する。図１１（ｃ）は、積層体２０に第２電流Ｉ２が供給される第２状態ＳＴ２に対応する。図１１（ｄ）は、積層体２０に第３電流Ｉ３が供給される第３状態ＳＴ３に対応する。
図１１（ａ）～図１１（ｄ）は、磁気ヘッド１１０に対応する。図１１（ａ）は、積層体２０に電流が流れない状態ＳＴ０に対応する。図１１（ｂ）は、積層体２０に第１電流Ｉ１が供給される第１状態ＳＴ１に対応する。図１１（ｃ）は、積層体２０に第２電流Ｉ２が供給される第２状態ＳＴ２に対応する。図１１（ｄ）は、積層体２０に第３電流Ｉ３が供給される第３状態ＳＴ３に対応する。
【0063】
図１１（ａ）に示すように、磁気ヘッド１１０において、状態ＳＴ０において、磁極３０の磁化３０Ｍ、第１磁性層２１の磁化２１Ｍ、第２磁性層２２の磁化２２Ｍ、及び、第３磁性層２３の磁化２３Ｍは、互いに、「平行」である。図１１（ｂ）に示すように、第１状態ＳＴ１において、磁化２３Ｍが反転する。図１１（ｃ）に示すように、第２状態ＳＴ２において、磁化２１Ｍが反転する。図１１（ｄ）に示すように、第３状態ＳＴ３において、磁化２１Ｍ及び磁化２２Ｍが反平行であり、磁化３０Ｍ及び磁化２３Ｍと交差する。第３状態ＳＴ３において、例えば、磁化３０Ｍ及び磁化２３Ｍが発振する。これにより、積層体２０から交流磁界が発生し、この交流磁界が有効に利用される。
【0064】
磁気ヘッド１１０におけるこのような磁化の変化が、図１０に例示した電気抵抗Ｒｃの変化に関係していると考えられる。
【0065】
実施形態においては、磁気ヘッド１１０により情報が磁気記録媒体８０に記録されるときに、磁極３０から第１シールド３１への電流が流れる。これにより、交流磁界（例えば高周波磁界）が生じる。例えば、磁極３０から記録磁界が発生し、磁極３０から第１シールド３１への電流が流れたときに、積層体２０から交流磁界が発生する。記録磁界は、積層体２０に印加される。
【0066】
（第２実施形態）
第２実施形態は、磁気記録装置２１０に係る。磁気記録装置２１０は、磁気ヘッド１１０と、磁気ヘッド１１０により情報が記録される磁気記録媒体８０と、を含む。以下、実施形態に係る磁気記録装置の例について説明する。磁気記録装置は、磁気記録再生装置でも良い。磁気ヘッドは、記録部と再生部とを含んでも良い。
第２実施形態は、磁気記録装置２１０に係る。磁気記録装置２１０は、磁気ヘッド１１０と、磁気ヘッド１１０により情報が記録される磁気記録媒体８０と、を含む。以下、実施形態に係る磁気記録装置の例について説明する。磁気記録装置は、磁気記録再生装置でも良い。磁気ヘッドは、記録部と再生部とを含んでも良い。
【0067】
図１２は、第２実施形態に係る磁気記録装置の一部を例示する模式的斜視図である。
図１２は、ヘッドスライダを例示している。
磁気ヘッド１１０は、ヘッドスライダ１５９に設けられる。ヘッドスライダ１５９は、例えばＡｌ２Ｏ３／ＴｉＣなどを含む。ヘッドスライダ１５９は、磁気記録媒体の上を、浮上または接触しながら、磁気記録媒体に対して相対的に運動する。
図１２は、ヘッドスライダを例示している。
磁気ヘッド１１０は、ヘッドスライダ１５９に設けられる。ヘッドスライダ１５９は、例えばＡｌ２Ｏ３／ＴｉＣなどを含む。ヘッドスライダ１５９は、磁気記録媒体の上を、浮上または接触しながら、磁気記録媒体に対して相対的に運動する。
【0068】
ヘッドスライダ１５９は、例えば、空気流入側１５９Ａ及び空気流出側１５９Ｂを有する。磁気ヘッド１１０は、ヘッドスライダ１５９の空気流出側１５９Ｂの側面などに配置される。これにより、磁気ヘッド１１０は、磁気記録媒体の上を浮上または接触しながら磁気記録媒体に対して相対的に運動する。
【0069】
図１３は、第２実施形態に係る磁気記録装置を例示する模式的斜視図である。
図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、第２実施形態に係る磁気記録装置の一部を例示する模式的斜視図である。
図１３に示すように、実施形態に係る磁気記録装置１５０においては、ロータリーアクチュエータが用いられる。記録用媒体ディスク１８０は、スピンドルモータ１８０Ｍに装着される。記録用媒体ディスク１８０は、スピンドルモータ１８０Ｍにより矢印ＡＲの方向に回転する。スピンドルモータ１８０Ｍは、駆動装置制御部からの制御信号に応答する。本実施形態に係る磁気記録装置１５０は、複数の記録用媒体ディスク１８０を備えても良い。磁気記録装置１５０は、記録媒体１８１を含んでもよい。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。例えば、磁気記録装置１５０は、ハイブリッドＨＤＤ（Hard Disk Drive）でも良い。
図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、第２実施形態に係る磁気記録装置の一部を例示する模式的斜視図である。
図１３に示すように、実施形態に係る磁気記録装置１５０においては、ロータリーアクチュエータが用いられる。記録用媒体ディスク１８０は、スピンドルモータ１８０Ｍに装着される。記録用媒体ディスク１８０は、スピンドルモータ１８０Ｍにより矢印ＡＲの方向に回転する。スピンドルモータ１８０Ｍは、駆動装置制御部からの制御信号に応答する。本実施形態に係る磁気記録装置１５０は、複数の記録用媒体ディスク１８０を備えても良い。磁気記録装置１５０は、記録媒体１８１を含んでもよい。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。例えば、磁気記録装置１５０は、ハイブリッドＨＤＤ（Hard Disk Drive）でも良い。
【0070】
ヘッドスライダ１５９は、記録用媒体ディスク１８０に記録する情報の、記録及び再生を行う。ヘッドスライダ１５９は、薄膜状のサスペンション１５４の先端に設けられる。ヘッドスライダ１５９の先端付近に、実施形態に係る磁気ヘッドが設けられる。
【0071】
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１５９の媒体対向面（ＡＢＳ）で発生する圧力と、がバランスする。ヘッドスライダ１５９の媒体対向面と、記録用媒体ディスク１８０の表面と、の間の距離が、所定の浮上量となる。実施形態において、ヘッドスライダ１５９は、記録用媒体ディスク１８０と接触しても良い。例えば、接触走行型が適用されても良い。
【0072】
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、ボビン部などを有する。ボビン部は、駆動コイルを保持する。アーム１５５の他端には、ボイスコイルモータ１５６が設けられる。ボイスコイルモータ１５６は、リニアモータの一種である。ボイスコイルモータ１５６は、例えば、駆動コイル及び磁気回路を含む。駆動コイルは、アーム１５５のボビン部に巻かれる。磁気回路は、永久磁石及び対向ヨークを含む。永久磁石と対向ヨークとの間に、駆動コイルが設けられる。サスペンション１５４は、一端と他端とを有する。磁気ヘッドは、サスペンション１５４の一端に設けられる。アーム１５５は、サスペンション１５４の他端に接続される。
【0073】
アーム１５５は、ボールベアリングによって保持される。ボールベアリングは、軸受部１５７の上下の２箇所に設けられる。アーム１５５は、ボイスコイルモータ１５６により回転及びスライドが可能である。磁気ヘッドは、記録用媒体ディスク１８０の任意の位置に移動可能である。
【0074】
図１４（ａ）は、磁気記録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。
図１４（ｂ）は、ヘッドスタックアセンブリ１６０の一部となる磁気ヘッドアセンブリ（ヘッドジンバルアセンブリ：ＨＧＡ）１５８を例示する斜視図である。
図１４（ｂ）は、ヘッドスタックアセンブリ１６０の一部となる磁気ヘッドアセンブリ（ヘッドジンバルアセンブリ：ＨＧＡ）１５８を例示する斜視図である。
【0075】
図１４（ａ）に示すように、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から延びる。支持フレーム１６１の延びる方向は、ヘッドジンバルアセンブリ１５８の延びる方向とは逆である。支持フレーム１６１は、ボイスコイルモータ１５６のコイル１６２を支持する。
【0076】
図１４（ｂ）に示すように、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。
【0077】
サスペンション１５４の先端には、ヘッドスライダ１５９が設けられる。ヘッドスライダ１５９に、実施形態に係る磁気ヘッドが設けられる。
【0078】
実施形態に係る磁気ヘッドアセンブリ（ヘッドジンバルアセンブリ）１５８は、実施形態に係る磁気ヘッドと、磁気ヘッドが設けられたヘッドスライダ１５９と、サスペンション１５４と、アーム１５５と、を含む。ヘッドスライダ１５９は、サスペンション１５４の一端に設けられる。アーム１５５は、サスペンション１５４の他端と接続される。
【0079】
サスペンション１５４は、例えば、信号の記録及び再生用のリード線（図示しない）を有する。サスペンション１５４は、例えば、浮上量調整のためのヒーター用のリード線（図示しない）を有しても良い。サスペンション１５４は、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）を有しても良い。これらのリード線と、磁気ヘッドに設けられた複数の電極と、が電気的に接続される。
【0080】
磁気記録装置１５０において、信号処理部１９０が設けられる。信号処理部１９０は、磁気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は、信号処理部１９０の入出力線は、例えば、ヘッドジンバルアセンブリ１５８の電極パッドに接続され、磁気ヘッドと電気的に接続される。
【0081】
本実施形態に係る磁気記録装置１５０は、磁気記録媒体と、実施形態に係る磁気ヘッドと、可動部と、位置制御部と、信号処理部と、を含む。可動部は、磁気記録媒体と磁気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する。位置制御部は、磁気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。信号処理部は、磁気ヘッドを用いた磁気記録媒体への信号の記録及び再生を行う。
【0082】
例えば、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、例えば、ヘッドスライダ１５９を含む。上記の位置制御部は、例えば、ヘッドジンバルアセンブリ１５８を含む。
【0083】
実施形態は、以下の構成（例えば技術案）を含んでも良い。
（構成１）
磁極と、
第１シールドと、
前記磁極と前記第１シールドとの間に設けられた第１磁性層と、
前記第１磁性層と前記第１シールドとの間に設けられた第２磁性層と、
前記第２磁性層と前記第１シールドとの間に設けられた第３磁性層と、
前記磁極と前記第１磁性層との間に設けられ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ及びＴｉよりなる第１群から選択された少なくとも１つを含む第１中間層と、
前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられ、Ｔａ、Ｉｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｂ、Ｒｈ、及びＰｄよりなる第２群から選択された少なくとも１つを含む第２中間層と、
前記第２磁性層と前記第３磁性層との間に設けられ、前記第１群から選択された少なくとも１つを含む第３中間層と、
前記第３磁性層と前記第１シールドとの間に設けられ、前記第２群から選択された少なくとも１つを含む第４中間層と、
を備えた、磁気ヘッド。
（構成１）
磁極と、
第１シールドと、
前記磁極と前記第１シールドとの間に設けられた第１磁性層と、
前記第１磁性層と前記第１シールドとの間に設けられた第２磁性層と、
前記第２磁性層と前記第１シールドとの間に設けられた第３磁性層と、
前記磁極と前記第１磁性層との間に設けられ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ及びＴｉよりなる第１群から選択された少なくとも１つを含む第１中間層と、
前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられ、Ｔａ、Ｉｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｂ、Ｒｈ、及びＰｄよりなる第２群から選択された少なくとも１つを含む第２中間層と、
前記第２磁性層と前記第３磁性層との間に設けられ、前記第１群から選択された少なくとも１つを含む第３中間層と、
前記第３磁性層と前記第１シールドとの間に設けられ、前記第２群から選択された少なくとも１つを含む第４中間層と、
を備えた、磁気ヘッド。
【0084】
（構成２）
前記第１磁性層は、第１飽和磁束密度と、前記磁極から前記第１シールドに向かう第１方向に沿う第１厚さと、を有し、
前記第２磁性層は、第２飽和磁束密度と、前記第１方向に沿う第２厚さと、を有し、
前記第１飽和磁束密度と前記第１厚さとの第１積は、前記第２飽和磁束密度と前記第２厚さとの第２積よりも小さい、構成１記載の磁気ヘッド。
前記第１磁性層は、第１飽和磁束密度と、前記磁極から前記第１シールドに向かう第１方向に沿う第１厚さと、を有し、
前記第２磁性層は、第２飽和磁束密度と、前記第１方向に沿う第２厚さと、を有し、
前記第１飽和磁束密度と前記第１厚さとの第１積は、前記第２飽和磁束密度と前記第２厚さとの第２積よりも小さい、構成１記載の磁気ヘッド。
【0085】
（構成３）
前記第３磁性層は、第３飽和磁束密度と、前記第１方向に沿う第３厚さと、を有し、
前記第１積は、前記第３飽和磁束密度と前記第３厚さとの第３積よりも大きい、構成２記載の磁気ヘッド。
前記第３磁性層は、第３飽和磁束密度と、前記第１方向に沿う第３厚さと、を有し、
前記第１積は、前記第３飽和磁束密度と前記第３厚さとの第３積よりも大きい、構成２記載の磁気ヘッド。
【0086】
（構成４）
前記磁極から前記第１シールドに向かう第１方向に沿う前記第１磁性層の第１厚さは、前記第１方向に沿う前記第２磁性層の第２厚さよりも薄い、構成１記載の磁気ヘッド。
前記磁極から前記第１シールドに向かう第１方向に沿う前記第１磁性層の第１厚さは、前記第１方向に沿う前記第２磁性層の第２厚さよりも薄い、構成１記載の磁気ヘッド。
【0087】
（構成５）
前記第１厚さは、前記第１方向に沿う前記第３磁性層の第３厚さよりも厚い、構成４記載の磁気ヘッド。
前記第１厚さは、前記第１方向に沿う前記第３磁性層の第３厚さよりも厚い、構成４記載の磁気ヘッド。
【0088】
（構成６）
前記磁極から前記第１シールドに向かう第１方向に沿う前記第１磁性層の第１厚さは、２．５ｎｍ以上８ｎｍ以下である、構成１記載の磁気ヘッド。
前記磁極から前記第１シールドに向かう第１方向に沿う前記第１磁性層の第１厚さは、２．５ｎｍ以上８ｎｍ以下である、構成１記載の磁気ヘッド。
【0089】
（構成７）
前記第１方向に沿う前記第２磁性層の第２厚さは、５ｎｍを越え１５ｎｍ以下である、構成６記載の磁気ヘッド。
前記第１方向に沿う前記第２磁性層の第２厚さは、５ｎｍを越え１５ｎｍ以下である、構成６記載の磁気ヘッド。
【0090】
（構成８）
前記第１方向に沿う前記第３磁性層の第３厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ未満である、構成６または７に記載の磁気ヘッド。
前記第１方向に沿う前記第３磁性層の第３厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ未満である、構成６または７に記載の磁気ヘッド。
【0091】
（構成９）
前記第１方向に沿う前記第１中間層の厚さは、１ｎｍ以上４ｎｍ以下である、構成６～８のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第１方向に沿う前記第１中間層の厚さは、１ｎｍ以上４ｎｍ以下である、構成６～８のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0092】
（構成１０）
前記第１方向に沿う前記第２中間層の厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である、構成６～９のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第１方向に沿う前記第２中間層の厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である、構成６～９のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0093】
（構成１１）
前記第１方向に沿う前記第３中間層の厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である、構成６～１０のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第１方向に沿う前記第３中間層の厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である、構成６～１０のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0094】
（構成１２）
前記第１方向に沿う前記第４中間層の厚さは、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下である、構成６～１１のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第１方向に沿う前記第４中間層の厚さは、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下である、構成６～１１のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0095】
（構成１３）
前記第１磁性層、前記第２中間層、前記第２磁性層、前記第３中間層及び前記第３磁性層を含む積層体の前記第１方向に沿う長さは、２５ｎｍ以下である、構成６～１２のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第１磁性層、前記第２中間層、前記第２磁性層、前記第３中間層及び前記第３磁性層を含む積層体の前記第１方向に沿う長さは、２５ｎｍ以下である、構成６～１２のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0096】
（構成１４）
前記第１磁性層、前記第２中間層、前記第２磁性層、前記第３中間層及び前記第３磁性層を含む積層体に流れる電流の電流密度は、２×１０８ｃｍ２以上である、構成１～１２のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第１磁性層、前記第２中間層、前記第２磁性層、前記第３中間層及び前記第３磁性層を含む積層体に流れる電流の電流密度は、２×１０８ｃｍ２以上である、構成１～１２のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0097】
（構成１５）
前記第１中間層は、前記第１磁性層と接し、
前記第２中間層は、前記第１磁性層及び前記第２磁性層と接し、
前記第３中間層は、前記第２磁性層及び前記第３磁性層と接し、
前記第４中間層は、前記第３磁性層と接した、構成１～１４のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第１中間層は、前記第１磁性層と接し、
前記第２中間層は、前記第１磁性層及び前記第２磁性層と接し、
前記第３中間層は、前記第２磁性層及び前記第３磁性層と接し、
前記第４中間層は、前記第３磁性層と接した、構成１～１４のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0098】
（構成１６）
前記第１中間層は、前記磁極と接した、構成１５記載の磁気ヘッド。
前記第１中間層は、前記磁極と接した、構成１５記載の磁気ヘッド。
【0099】
（構成１７）
前記第４中間層は、前記第１シールドと接した、構成１６記載の磁気ヘッド。
前記第４中間層は、前記第１シールドと接した、構成１６記載の磁気ヘッド。
【0100】
（構成１８）
前記第１磁性層、前記第２磁性層及び前記第３磁性層を含む積層体に前記第１磁性層から前記第３磁性層への第１向きを有する第１電流を流したときに前記積層体は第１電気抵抗を有し、
前記積層体に前記第１向きを有する第２電流を流したときに前記積層体は第２電気抵抗を有し、前記第２電流は前記第１電流よりも大きく、
前記積層体に前記第１向きを有する第３電流を流したときに前記積層体は第３電気抵抗を有し、前記第３電流は前記第２電流よりも大きく、
前記第２電気抵抗は、前記第１電気抵抗よりも高く、前記第３電気抵抗よりも高い、構成１～１７のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第１磁性層、前記第２磁性層及び前記第３磁性層を含む積層体に前記第１磁性層から前記第３磁性層への第１向きを有する第１電流を流したときに前記積層体は第１電気抵抗を有し、
前記積層体に前記第１向きを有する第２電流を流したときに前記積層体は第２電気抵抗を有し、前記第２電流は前記第１電流よりも大きく、
前記積層体に前記第１向きを有する第３電流を流したときに前記積層体は第３電気抵抗を有し、前記第３電流は前記第２電流よりも大きく、
前記第２電気抵抗は、前記第１電気抵抗よりも高く、前記第３電気抵抗よりも高い、構成１～１７のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0101】
（構成１９）
前記磁極から記録磁界が発生し、前記磁極から前記第１シールドへの電流が流れたときに、前記第１磁性層、前記第２磁性層及び前記第３磁性層を含む積層体から交流磁界が発生する、構成１～１７のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記磁極から記録磁界が発生し、前記磁極から前記第１シールドへの電流が流れたときに、前記第１磁性層、前記第２磁性層及び前記第３磁性層を含む積層体から交流磁界が発生する、構成１～１７のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0102】
（構成２０）
構成１～１９のいずれか１つに記載の磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドにより情報が記録される磁気記録媒体と、
を備えた磁気記録装置。
構成１～１９のいずれか１つに記載の磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドにより情報が記録される磁気記録媒体と、
を備えた磁気記録装置。
【0103】
実施形態によれば、記録密度の向上が可能な磁気ヘッド及び磁気記録装置が提供できる。
【0104】
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。
【0105】
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、磁気ヘッドに含まれる磁極、第１シールド、第２シールド、積層体、磁性層、中間層及び配線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。
【0106】
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。
【0107】
その他、本発明の実施の形態として上述した磁気ヘッド及び磁気記録装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての磁気ヘッド及び磁気記録装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【0108】
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。
【0109】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0110】
２０…積層体、 ２０Ｄ…電気回路、 ２１～２３…第１～第３磁性層、 ２１Ｍ～２３Ｍ…磁化、 ３０…磁極、 ３０Ｄ…記録回路、 ３０Ｆ…媒体対向面、 ３０Ｍ…磁化、 ３０ｃ…コイル、 ３０ｉ…絶縁部、 ３１、３２…第１、第２シールド、 ４１～４４…第１～第４中間層、 ６０…記録部、 ７０…再生部、 ７１…磁気再生素子、 ７２ａ、７２ｂ…第１、第２再生磁気シールド、 ８０…磁気記録媒体、 ８１…磁気記録層、 ８２…媒体基板、 ８３…磁化、 ８５…媒体移動方向、 θ１…角度、 １１０、１１８…磁気ヘッド、 １５０…磁気記録装置、 １５４…サスペンション、 １５５…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、 １５９…ヘッドスライダ、 １５９Ａ…空気流入側、 １５９Ｂ…空気流出側、 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、 １８０Ｍ…スピンドルモータ、 １８１…記録媒体、 １９０…信号処理部、 ２１０…磁気記録装置、 ＡＭｘ…絶対値、 ＡＲ…矢印、 Ｄ１…第１方向、 Ｈｎ、Ｈｐ…強度、 Ｈｒ…回転磁界強度、 Ｉ１～Ｉ３…第１～第３電流、 Ｉｄ１…電流、 Ｉｗ…記録電流、 ＪＢ…電流密度、 Ｍｘ…磁化、 ＰＳＮＲ…パラメータ、 Ｒ１～Ｒ３…第１～第３電気抵抗、 Ｒｃ…電気抵抗、 ＳＴ０…状態、 ＳＴ１～ＳＴ３…第１～第３状態、 Ｔ１、Ｔ２…第１、第２端子、 Ｗ１、Ｗ２…配線、 ｆ１…周波数、 ｇ１…領域、 ｐｘ…位置、 ｔ２１～ｔ２３…第１～第３厚さ、 ｔ４１～ｔ４４…厚さ、 ｔｍ…時間
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】