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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】2023-10-23
(45)【発行日】2023-10-31
(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 20060101AFI20231024BHJP
G11B 5/02 20060101ALI20231024BHJP
【ＦＩ】
G11B5/31 A
G11B5/31 E
G11B5/02 R
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2020141831
(22)【出願日】2020-08-25
(65)【公開番号】P2022037607
(43)【公開日】2022-03-09
【審査請求日】2022-11-16
(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】岩崎 仁志
(72)【発明者】
【氏名】成田 直幸
(72)【発明者】
【氏名】首藤 浩文
(72)【発明者】
【氏名】高岸 雅幸
(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２０１４－１３０６７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０５９６９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－２２２４８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－０１４７９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－２０７２３８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１１７５０２（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】
第１磁極と、第２磁極と、
前記第１磁極と前記第２磁極との間に設けられた積層体と、
を備え、
前記積層体は、
第１磁性層と、
前記第１磁極と前記第１磁性層との間に設けられた第２磁性層と、
前記第１磁極と前記第２磁性層との間に設けられた第３磁性層と、
前記第２磁性層と前記第１磁性層との間に設けられＣｕを含む第１非磁性層と、
前記第３磁性層と前記第２磁性層との間に設けられた第２非磁性層と、
前記第１磁極と前記第３磁性層との間に設けられた第３非磁性層と、
を含み、
前記第２磁性層は、第１磁性領域及び第２磁性領域を含み、前記第２磁性領域は、前記第２非磁性層と前記第１磁性領域との間にあり、
前記第１磁性領域は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含む第１元素を含み、
前記第２磁性領域は、前記第１元素と、Ｃｒ、Ｖ、Ｍｎ、Ｔｉ及びＳｃよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第２元素と、を含み、
前記第１磁性領域は、前記第２元素を含まない、または、前記第１磁性領域における前記第２元素の濃度は、前記第２磁性領域における前記第２元素の濃度よりも低い、磁気ヘッド。
【請求項2】
前記第１磁性領域における前記第２元素の濃度は、０原子％以上２０原子％未満であり、前記第２磁性領域における前記第２元素の濃度は、２０原子％以上５０％以下である、請求項１記載の磁気ヘッド。
【請求項3】
前記第３磁性層は、前記第１元素及び前記第２元素を含む、請求項１または２に記載の磁気ヘッド。
【請求項4】
前記積層体は、第４磁性層をさらに含み、前記第４磁性層は、前記第１磁極と前記第３非磁性層との間にあり、
前記第３磁性層は、前記第１元素を含み、
前記第３磁性層は、前記第２元素を含まない、または、前記第３磁性層における前記第２元素の濃度は、前記第２磁性領域における前記第２元素の濃度よりも低い、請求項１または２に記載の磁気ヘッド。
【請求項5】
前記積層体は、第４磁性層をさらに含み、前記第４磁性層は、前記第１磁極と前記第３非磁性層との間にあり、
前記第４磁性層は、前記第１元素及び前記第２元素を含み、
前記第３磁性層は、前記第１元素及び前記第２元素を含む、請求項１または２に記載の磁気ヘッド。
【請求項6】
前記積層体を流れる電流は、前記第１磁性層から前記第３磁性層への向きを有する、請求項１～５のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【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、前記積層体に電流を供給可能な電気回路と、
備え、
前記電流は、前記第１磁性層から前記第３磁性層への向きを有する、磁気記録装置。
【請求項8】
磁気記録媒体をさらに備え、前記積層体に流れる前記電流が第１電流のときの前記積層体の電気抵抗は、第１抵抗であり、
前記積層体に流れる前記電流が前記第１電流よりも大きい第２電流のときに、前記積層体の前記電気抵抗は、前記第１抵抗よりも高い第２抵抗であり、
前記積層体に流れる前記電流が前記第１電流と前記第２電流との間の第３電流のときに、前記積層体の前記電気抵抗は発振し、
前記磁気ヘッドを用いて前記磁気記録媒体に情報を記録する記録動作において、前記電気回路は、前記第２電流を前記積層体に供給することが可能である、請求項７記載の磁気記録装置。
【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）などの磁気記録媒体に情報が記録される。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２０１４－１３０６７２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、第１磁極と、第２磁極と、前記第１磁極と前記第２磁極との間に設けられた積層体と、を含む。前記積層体は、第１磁性層と、前記第１磁極と前記第１磁性層との間に設けられた第２磁性層と、前記第１磁極と前記第２磁性層との間に設けられた第３磁性層と、前記第２磁性層と前記第１磁性層との間に設けられＣｕを含む第１非磁性層と、前記第３磁性層と前記第２磁性層との間に設けられた第２非磁性層と、前記第１磁極と前記第３磁性層との間に設けられた第３非磁性層と、を含む。前記第２磁性層は、第１磁性領域及び第２磁性領域を含む。前記第２磁性領域は、前記第２非磁性層と前記第１磁性領域との間にある。前記第１磁性領域は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含む第１元素を含む。前記第２磁性領域は、前記第１元素と、Ｃｒ、Ｖ、Ｍｎ、Ｔｉ及びＳｃよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第２元素と、を含む。前記第１磁性領域は、前記第２元素を含まない、または、前記第１磁性領域における前記第２元素の濃度は、前記第２磁性領域における前記第２元素の濃度よりも低い。
【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断面図である。
図２に示すように、実施形態に係る磁気記録装置２１０は、磁気ヘッド１１０と、電気回路２０Ｄと、を含む。磁気記録装置２１０は、磁気記録媒体８０を含んでも良い。磁気記録装置２１０において、例えば、少なくとも記録動作が行われる。記録動作において、磁気ヘッド１１０を用いて磁気記録媒体８０に情報が記録される。
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断面図である。
図２に示すように、実施形態に係る磁気記録装置２１０は、磁気ヘッド１１０と、電気回路２０Ｄと、を含む。磁気記録装置２１０は、磁気記録媒体８０を含んでも良い。磁気記録装置２１０において、例えば、少なくとも記録動作が行われる。記録動作において、磁気ヘッド１１０を用いて磁気記録媒体８０に情報が記録される。
【0009】
磁気ヘッド１１０は、記録部６０を含む。後述するように、磁気ヘッド１１０は、再生部を含んでも良い。記録部６０は、第１磁極３１と、第２磁極３２と、積層体２０Ｓと、を含む。積層体２０Ｓは、第１磁極３１と第２磁極３２との間に設けられる。
【0010】
例えば、第１磁極３１及び第２磁極３２は、磁気回路を形成する。第１磁極３１は、例えば、主磁極である。第２磁極３２は、例えば、トレーリングシールドである。第１磁極３１がトレーリングシールドで、第２磁極３２が主磁極でも良い。以下では、第１磁極３１が主磁極で、第２磁極３２がトレーリングシールドであるとする。
【0011】
磁気記録媒体８０から磁気ヘッド１１０への方向を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。Ｚ軸方向は、例えばハイト方向に対応する。Ｘ軸方向は、例えば、ダウントラック方向に対応する。Ｙ軸方向は、例えば、クロストラック方向に対応する。ダウントラック方向に沿って、磁気記録媒体８０と磁気ヘッド１１０とが相対的に移動する。磁気記録媒体８０の所望の位置に、磁気ヘッド１１０から生じる磁界（記録磁界）が印加される。磁気記録媒体８０の所望の位置の磁化が、記録磁界に応じた方向に制御される。これにより、磁気記録媒体８０に情報が記録される。
【0012】
第１磁極３１から第２磁極３２への方向を第１方向Ｄ１とする。第１方向Ｄ１は、実質的にＸ軸方向に対応する。第１方向Ｄ１は、Ｘ軸方向に対して、小さい角度で傾斜しても良い。
【0013】
図２に示すように、コイル３０ｃが設けられる。この例では、コイル３０ｃの一部は、第１磁極３１と第２磁極３２との間にある。この例では、シールド３３が設けられている。Ｘ軸方向において、シールド３３と第２磁極３２との間に第１磁極３１がある。コイル３０ｃの別の一部が、シールド３３と第１磁極３１との間にある。これらの複数の要素の間に、絶縁部３０ｉが設けられる。
【0014】
図２に示すように、記録回路３０Ｄから、コイル３０ｃに記録電流Ｉｗが供給される。第１磁極３１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。
【0015】
図２に示すように、第１磁極３１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。媒体対向面３０Ｆは、例えば、Ｘ－Ｙ平面に沿う。
【0016】
図２に示すように、電気回路２０Ｄが、積層体２０Ｓに電気的に接続される。この例では、積層体２０Ｓは、第１磁極３１及び第２磁極３２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、第１配線Ｗ１及び第１磁極３１を介して積層体２０Ｓと電気的に接続される。第２端子Ｔ２は、第２配線Ｗ２及び第２磁極３２を介して積層体２０Ｓと電気的に接続される。電気回路２０Ｄから、例えば、電流Ｉｓ（例えば、直流電流）が積層体２０Ｓに供給される。
【0017】
図１に示すように、積層体２０Ｓは、第１磁性層２１、第２磁性層２２、第３磁性層２３、第１非磁性層４１、第２非磁性層４２及び第３非磁性層４３を含む。
【0018】
第１磁性層２１は、第１磁極３１と第２磁極３２との間にある。第２磁性層２２は、第１磁極３１と第１磁性層２１との間に設けられる。第３磁性層２３は、第１磁極３１と第２磁性層２２との間に設けられる。
【0019】
第１非磁性層４１は、第２磁性層２２と第１磁性層２１との間に設けられる。第１非磁性層４１は、Ｃｕを含む。第１非磁性層４１は、例えばＣｕ層である。
【0020】
第２非磁性層４２は、第３磁性層２３と第２磁性層２２との間に設けられる。第３非磁性層４３は、第１磁極３１と第３磁性層２３との間に設けられる。
【0021】
この例では、第１磁性層２１は、第２磁極３２と接する。第１非磁性層４１は、第２磁性層２２及び第１磁性層２１と接する。第２非磁性層４２は、第３磁性層２３及び第２磁性層２２と接する。第３非磁性層４３は、第１磁極３１及び第３磁性層２３と接する。
【0022】
第２磁性層２２は、第１磁性領域２２ａ及び第２磁性領域２２ｂを含む。第２磁性領域２２ｂは、第２非磁性層４２と第１磁性領域２２ａとの間にある。第１磁性領域２２ａは、第１非磁性層４１側の領域である。第２磁性領域２２ｂは、第２非磁性層４２側の領域である。例えば、第１磁性領域２２ａは、第１非磁性層４１と接する。例えば、第２磁性領域２２ｂは、第２非磁性層４２と接する。
【0023】
第１磁性領域２２ａは、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含む第１元素を含む。第２磁性領域２２ｂは、第１元素及び第２元素を含む。第２元素は、Ｃｒ、Ｖ、Ｍｎ、Ｔｉ及びＳｃよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第２磁性領域２２ｂがこのような材料を含む場合、例えば、第２磁性領域２２ｂは、負のスピン分極を有する。第１磁性領域２２ａは、第２元素を含まない。または、第１磁性領域２２ａにおける第２元素の濃度は、第２磁性領域２２ｂにおける第２元素の濃度よりも低い。第１磁性領域２２ａがこのような材料を含む場合、第１磁性領域２２ａは、正のスピン分極を有する。
【0024】
１つの例において、第１磁性領域２２ａにおける第２元素の濃度は、実質的に０原子％である。例えば、第１磁性領域２２ａにおける第２元素の濃度は、０原子％以上２０原子％未満でも良い。例えば、第２磁性領域２２ｂにおける第２元素の濃度は、２０原子％以上５０％以下である。
【0025】
既に説明したように、電気回路２０Ｄから、電流Ｉｓが積層体２０Ｓに供給される（図２参照）。図１に示すように、積層体２０Ｓを流れる電流ｊｃ１（電流Ｉｓ）は、第１磁性層２１から第３磁性層２３への向きを有する。電子流ｊｅ１は、第３磁性層２３から第１磁性層２１への向きを有する。
【0026】
例えば、積層体２０Ｓに電流ｊｃ１が供給されないときは、第１磁性層２１、第２磁性層２２及び第３磁性層２３の磁化の向きは、第１磁極３１の磁化の向き及び第２磁極３２の磁化の向きと実質的に同じである。第１磁極３１から出た磁界（記録磁界）の一部は、磁気記録媒体８０に向かう。一方、第１磁極３１から出た磁界（記録磁界）の別の一部は、磁気記録媒体８０に向かうことなく、積層体２０Ｓを通過して、第２磁極３２に入る。このため、第１磁極３１から出た記録磁界のうちで磁気記録媒体８０に向かう部分の割合は、少ない。
【0027】
積層体２０Ｓに電流ｊｃ１が供給されると、例えば、積層体２０Ｓの少なくとも一部（例えば第２磁性層２２及び第３磁性層２３の少なくとも一部）の磁化の向きは、第１磁極３１の磁化の向き及び第２磁極３２の磁化の向きに対して反転する。これにより、第１磁極３１から出た磁界（記録磁界）は、積層体２０Ｓに向かい難くなる。このため、第１磁極３１から出た記録磁界のうちで磁気記録媒体８０に向かう部分の割合が、積層体２０Ｓに電流ｊｃ１が供給されない場合に比べて高くなる。第１磁極３１から出た記録磁界が効果的に磁気記録媒体８０に印加される。
【0028】
この現象は、第１磁極３１と第２磁極３２との間の距離（記録ギャップ）が短くなると、より顕著になる。このような積層体２０Ｓを用いることで、記録ギャップが小さくなった場合でも良好な記録が実施できる。実施形態によれば、良好な記録ができる記録ギャップを小さくできる。実施形態によれば、記録密度の向上が可能な磁気記録装置を提供できる。
【0029】
一方、複数の磁性層を含む積層体から発生した高周波磁界を磁気記録媒体８０に印加して、磁気記録媒体８０の磁気特性を局部的に制御して記録を行うＭＡＭＲ（Microwave Assisted Magnetic Recording）がある。ＭＡＭＲにおいては、磁性層の磁化の発振により高周波磁界が発生する。
【0030】
これに対して、実施形態においては、例えば、積層体２０Ｓの少なくとも一部の磁化が第１磁極３１の磁化及び第２磁極３２の磁化に対して反転する。ＭＡＭＲとは異なる動作により、第１磁極３１から出た磁界が磁気記録媒体８０に効率的に印加される。
【0031】
実施形態においては、第２磁性層２２は、第１磁性領域２２ａ及び第２磁性領域２２ｂを含む。このような構成により、より安定して、第１磁極３１から出た記録磁界が効果的に磁気記録媒体８０に印加される。
【0032】
以下、第２磁性層２２が第１磁性領域２２ａ及び第２磁性領域２２ｂを含まない場合についての実験結果の例について説明する。
【0033】
図３は、実験試料を例示する模式的断面図である。
図４は、実験結果を例示するグラフ図である。
図３に示すように、実験試料は、第１磁性層２１、第２磁性層２２及び第１非磁性層４１を含む。第１非磁性層４１は、第１磁性層２１と第２磁性層２２との間にある。第１磁性層２１は、ＦｅＣｏ層である。第１非磁性層４１は、Ｃｕ層である。第１試料においては、第２磁性層２２は、ＦｅＣｒを含む。第２試料においては、第２磁性層２２は、ＦｅＣｏを含む。第１試料においては、第２磁性層２２は、負のスピン分極を有する。第２試料においては、第２磁性層２２は、正のスピン分極を有する。
図４は、実験結果を例示するグラフ図である。
図３に示すように、実験試料は、第１磁性層２１、第２磁性層２２及び第１非磁性層４１を含む。第１非磁性層４１は、第１磁性層２１と第２磁性層２２との間にある。第１磁性層２１は、ＦｅＣｏ層である。第１非磁性層４１は、Ｃｕ層である。第１試料においては、第２磁性層２２は、ＦｅＣｒを含む。第２試料においては、第２磁性層２２は、ＦｅＣｏを含む。第１試料においては、第２磁性層２２は、負のスピン分極を有する。第２試料においては、第２磁性層２２は、正のスピン分極を有する。
【0034】
このような試料に、磁界を印加しつつ、第１端子ＴＭ１から第２端子ＴＭ２への向きを有する電流が供給される。磁界は、第２磁性層２２から第１磁性層２１への向きを有する。第１磁性層２１の磁化の変動と、磁界の強度と、の関係が調べられる。
【0035】
図４の横軸は、磁界の強度Ｈ１である。図４の縦軸は、第１磁性層２１の磁界が変動し始める電流密度ＣＤである。図４に示すように、第１試料ＳＰ１においては、第１磁性層２１の磁界が変動し始める電流密度ＣＤが低い。第２試料ＳＰ２においては、第１磁性層２１の磁界が変動し始める電流密度ＣＤが高い。第１試料ＳＰ１においては、第１磁性層２１の磁化が不安定であると考えられる。
【0036】
第１試料ＳＰ１においては、負の分極を有する第２磁性層２２からの透過スピントランスファトルク（ＳＴＴ）が第１磁性層２１に作用することで、第１磁性層２１の磁化が不安定になると考えられる。
【0037】
実施形態においては、第２磁性層２２に第１磁性領域２２ａ及び第２磁性領域２２ｂが設けられる。第１磁性領域２２ａは、例えば、正のスピン分極を有する。このため、ＳＴＴが第１磁性層２１に作用することが抑制され、第１磁性層２１の磁化は安定する。第１磁性層２１の磁化が安定することで、第１磁性層２１からのＳＴＴにより、例えば、第２磁性層２２及び第３磁性層２３の磁化が安定して反転できると考えられる。これにより、実施形態においては、より安定して、第１磁極３１から出た記録磁界が効果的に磁気記録媒体８０に印加される。記録密度の向上が可能な磁気ヘッドが提供できる。
【0038】
以下、磁化の反転の例について説明する。
図５（ａ）～図５（ｃ）は、実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。
これらの図において、第１磁極３１及び第２磁極３２の磁化は、第１磁極３１から第２磁極３２への向きを有する。
図５（ａ）～図５（ｃ）は、実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。
これらの図において、第１磁極３１及び第２磁極３２の磁化は、第１磁極３１から第２磁極３２への向きを有する。
【0039】
図５（ａ）に示すように、電流ｊｃ１が積層体２０Ｓに供給されないときは、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の磁化は、第１磁極３１及び第２磁極３２の磁化の向き（第１磁極３１から第２磁極３２への向き）と同じである。電子流ｊｅ１の向きは、第２磁極３２から第１磁極３１への向きである。
【0040】
図５（ｂ）に示すように、しきい値以上の電流ｊｃ１が積層体２０Ｓに供給されると、第１磁性領域２２ａからの正透過のスピントランスファトルクＳ１が第１磁性層２１に作用し、第１磁性層２１の磁化２１Ｍは、安定化する。
【0041】
図５（ｃ）に示すように、第１磁性層２１からの正反射のスピントランスファトルクＳ２により、第２磁性層２２の磁化２２Ｍが反転する。反転した磁化２１Ｍからの負反射のスピントランスファトルクＳ３により、第３磁性層２３の磁化２３Ｍが反転する。このように、例えば、第２磁性層２２の磁化２２Ｍ、及び、第３磁性層２３の磁化２３Ｍが、第１磁極３１及び第２磁極３２の磁化に対して、安定して反転する。これにより、第１磁極３１から出た記録磁界が効果的に磁気記録媒体８０に印加される。記録密度の向上が可能な磁気ヘッドが提供できる。記録性能が向上する。
【0042】
実施形態において、第１磁性層２１は、例えば、Ｆｅ及びＣｏを含む。第１磁性層２１は、例えば、正のスピン分極を有する。
【0043】
磁気ヘッド１１０において、第３磁性層２３は、例えば、上記の第１元素及び上記の第２元素を含む。第３磁性層２３は、例えば、負のスピン分極を有する。後述するように、第３磁性層２３は、正のスピン分極を有しても良い。
【0044】
既に説明したように、第１非磁性層４１は、Ｃｕを含む。これにより、スピントランスファトルクが効率良く伝達できる。
【0045】
第２非磁性層４２は、例えば、Ｃｕを含む。第２非磁性層４２は、Ｃｕと、上記の第２元素と、を含んでも良い。
【0046】
図１の例においては、第３非磁性層４３は、例えば、Ｔａ、Ｒｕ及びＣｒよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。
【0047】
図１に示すように、磁気ヘッド１１０において、第１磁性層２１は、厚さｔ２１を有する。第１磁性領域２２ａは、厚さｔ２２ａを有する。第２磁性領域２２ｂは、厚さｔ２２ｂを有する。第３磁性層２３は、厚さｔ２３を有する。磁気ヘッド１１０において、第１～第３非磁性層４１～４３は、厚さｔ４１～ｔ４３を有する（図１参照）。
【0048】
磁気ヘッド１１０において、第１磁性領域２２ａの厚さｔ２２ａは、例えば、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることが好ましい。厚さｔ２２ａは、０．５ｎｍ以上であることで、例えば、ＳＴＴが効果的に低減できる。厚さｔ２２ａが１０ｎｍ以下であることで、例えば、反転電流が過度に大きくなることが抑制され、例えば、高い信頼性が得られる。厚さｔ２２ａは、０．３ｎｍ以下でも良い。これにより、磁化の反転による記録能力が効果的に向上する。
【0049】
第２磁性領域２２ｂの厚さｔ２２ｂは、例えば、２ｎｍ以上７ｎｍ以下であることが好まし。厚さｔ２２ｂが２ｎｍ以上であることで、例えば、大きなスピントランスファトルクが得られ、第２磁性領域２２ｂの作用により第３磁性層２３の磁化２３Ｍを効果的に反転できる。厚さｔ２２ｂが７ｎｍ以下であることで、例えば、第２磁性領域２２ｂの硬度が過度に高くなることが抑制できる。これにより、積層体２０Ｓの加工が容易になる。
【0050】
第２磁性層２２の厚さ（例えば、厚さｔ２２ａと厚さｔ２２ｂとの和）は、例えば、３ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることが好ましい。
【0051】
第１磁性層２１の厚さｔ２１は、例えば、１ｎｍ以上３ｎｍ以下であることが好ましい。厚さｔ２１が１ｎｍ以上であることで、例えば、第１磁性層２１の磁化２１Ｍが安定になる。厚さｔ２１が３ｎｍ以下であることで、例えば、ギャップ長（第１磁極３１と第２磁極３２との間の距離）が過度に大きくなることが抑制できる。例えば、高い記録密度が得易い。
【0052】
第３磁性層２３の厚さｔ２３は、例えば、１ｎｍ以上５ｎｍ以下であることが好ましい。厚さｔ２３が１ｎｍ以上であることで、例えば、第３磁性層２３の磁化の極端な低下を抑制することができる。厚さｔ２３が５ｎｍ以下であることで、例えば、第３磁性層２３の磁化２３Ｍの反転が容易になる。
【0053】
第１非磁性層４１の厚さｔ４１は、例えば、１ｎｍ以上５ｎｍ以下であることが好ましい。厚さｔ４１が１ｎｍ以上であることで、例えば、第１磁性層２１と第２磁性層２２との間の磁気的な分離が安定になる。厚さｔ４１が５ｎｍ以下であることで、例えば、積層体２０Ｓの加工が容易になる。
【0054】
第２非磁性層４２の厚さｔ４２は、例えば、１ｎｍ以上５ｎｍ以下であることが好ましい。厚さｔ４２が１ｎｍ以上であることで、例えば、第２磁性層２２と第３磁性層２３との間の磁気的な分離が安定になる。厚さｔ４２が５ｎｍ以下であることで、例えば、積層体２０Ｓの加工が容易になる。
【0055】
図１の例において、第３非磁性層４３の厚さｔ４３は、例えば、１ｎｍ以上５ｎｍ以下であることが好ましい。厚さｔ４３が１ｎｍ以上であることで、例えば、第３非磁性層４３のＸ軸方向の両側の磁気的な分離が容易になる。厚さｔ４３が５ｎｍ以下であることで、例えば、ＳＴＴの伝達が容易になる。
【0056】
図６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６に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド１１１においては、積層体２０Ｓは、第１～第３磁性層２１～２３、及び、第１～第３非磁性層４１～４３に加えて、第４磁性層２４を含む。磁気ヘッド１１１においては、第３磁性層２３は、正のスピン分極を有する。上記を除いて、磁気ヘッド１１１の構成は、磁気ヘッド１１０の構成と同様で良い。
図６に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド１１１においては、積層体２０Ｓは、第１～第３磁性層２１～２３、及び、第１～第３非磁性層４１～４３に加えて、第４磁性層２４を含む。磁気ヘッド１１１においては、第３磁性層２３は、正のスピン分極を有する。上記を除いて、磁気ヘッド１１１の構成は、磁気ヘッド１１０の構成と同様で良い。
【0057】
第４磁性層２４は、第１磁極３１と第３非磁性層４３との間にある。第４磁性層２４は、例えば、第１元素及び第２元素を含む。例えば、第４磁性層２４における第２元素の濃度は、２０原子％以上５０％以下である。例えば、第３磁性層２３は、上記の第１元素を含む。第３磁性層２３は、例えば、ＦｅＣｏ層である。第３磁性層２３は、上記の第２元素を含まない。または、第３磁性層２３における第２元素の濃度は、第２磁性領域２２ｂにおける第２元素の濃度よりも低い。１つの例において、第４磁性層２４は、第１磁極３１と接して、第１磁極３１と磁気結合する。例えば、第１磁極３１と第４磁性層２４との間に、第１磁極３１と第４磁性層２４とが磁気的に結合するような層が設けられても良い。
【0058】
このような磁気ヘッド１１１においても、第１磁性層２１の磁化２１Ｍが安定になる。例えば、第２磁性層２２の磁化、及び、第３磁性層２３の磁化２３Ｍが安定して反転できる。第１磁極３１から出た記録磁界が効果的に磁気記録媒体８０に印加される。記録密度の向上が可能な磁気ヘッドが提供できる。
【0059】
図６の例において、第３非磁性層４３は、例えば、Ｃｕを含む。第３非磁性層４３は、第２元素をさらに含んでも良い。第３非磁性層４３の厚さｔ４３は、例えば、１ｎｍ以上５ｎｍ以下であることが好ましい。
【0060】
図６の例において、第４磁性層２４の厚さｔ２４は、例えば、２ｎｍ以上５ｎｍ以下が好ましい。厚さｔ２４が２ｎｍ以上であることで、例えば、第４磁性層２４において、負の分極が安定して得られる。厚さｔ２４が５ｎｍ以下であることで、例えば、ギャップ長が過度に大きくなることが抑制できる。記録磁界の急峻性の低下が抑制できる。例えば、高い記録密度が得易い。
【0061】
図７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７に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド１１２においても、積層体２０Ｓは、第１～第３磁性層２１～２３、及び、第１～第３非磁性層４１～４３に加えて、第４磁性層２４及び第４非磁性層４４を含む。磁気ヘッド１１２においては、第３磁性層２３は、負のスピン分極を有する。上記を除いて、磁気ヘッド１１２の構成は、磁気ヘッド１１０の構成と同様で良い。
図７に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド１１２においても、積層体２０Ｓは、第１～第３磁性層２１～２３、及び、第１～第３非磁性層４１～４３に加えて、第４磁性層２４及び第４非磁性層４４を含む。磁気ヘッド１１２においては、第３磁性層２３は、負のスピン分極を有する。上記を除いて、磁気ヘッド１１２の構成は、磁気ヘッド１１０の構成と同様で良い。
【0062】
第４磁性層２４は、第１磁極３１と第３非磁性層４３との間にある。第４磁性層２４は、例えば、第１元素及び第２元素を含む。第４磁性層２４における第２元素の濃度は、２０原子％以上５０％以下である。例えば、第３磁性層２３は、第１元素及び第２元素を含む。例えば、第３磁性層２３における第２元素の濃度は、２０原子％以上５０％以下である。
【0063】
第４非磁性層４４は、第１磁極３１と第４磁性層２４との間にある。第４非磁性層４４は、Ｔａ、Ｒｕ及びＣｒよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。
【0064】
このような磁気ヘッド１１２においても、第１磁性層２１の磁化２１Ｍが安定になる。例えば、第２磁性層２２の磁化、及び、第３磁性層２３の磁化２３Ｍが安定して反転できる。第１磁極３１から出た記録磁界が効果的に磁気記録媒体８０に印加される。記録密度の向上が可能な磁気ヘッドが提供できる。
【0065】
図７の例において、第４磁性層２４の厚さｔ２４は、例えば、１ｎｍ以上５ｎｍ以下が好ましい。厚さｔ２４が１ｎｍ以上であることで、例えば、磁極３１と第４磁性層２４との間の磁気結合を安定して抑制できる。例えば、磁極３１及び第４磁性層２４との間のＳＴＴの授受を安定して抑制できる。厚さｔ２４が５ｎｍ以下であることで、例えば、ギャップ長が過度に大きくなることが抑制できる。記録磁界の急峻性の低下が抑制できる。例えば、高い記録密度が得易い。
【0066】
図８（ａ）及び図８（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドの特性を例示する模式図である。
これらの図は、実施形態に係る積層体２０Ｓに流れる電流ｊｃ１の大きさと、積層体２０Ｓの電気抵抗との関係を模式的に示している。これらの図の横軸は、電流ｊｃ１の大きさである。図８（ａ）の縦軸は、積層体２０Ｓの電気抵抗Ｒｘ１である。
これらの図は、実施形態に係る積層体２０Ｓに流れる電流ｊｃ１の大きさと、積層体２０Ｓの電気抵抗との関係を模式的に示している。これらの図の横軸は、電流ｊｃ１の大きさである。図８（ａ）の縦軸は、積層体２０Ｓの電気抵抗Ｒｘ１である。
【0067】
図８（ａ）に示すように、電流ｊｃ１が大きくなると、電気抵抗Ｒｘ１は大きくなる。図８（ａ）に示すように、電流ｊｃ１の大きさを、第１電流範囲ｉｒ１、第２電流範囲ｉｒ２及び第３電流範囲ｉｒ３に分けることができる。第３電流範囲ｉｒ３は、第１電流範囲ｉｒ１と第２電流範囲ｉｒ２との間にある。
【0068】
第１電流範囲ｉｒ１及び第２電流範囲ｉｒ２においては、電気抵抗Ｒｘ１は、電流ｊｃ１の大きさに対して二次関数に従って変化する。これは、電流ｊｃ１が大きくなることに応じて積層体２０Ｓの温度が上昇することに起因すると考えられる。
【0069】
第３電流範囲ｉｒ３における電気抵抗Ｒｘ１の変化は、温度の上昇の影響とは異なる。第３電流範囲ｉｒ３における電気抵抗Ｒｘ１の変化は、磁性層の磁化の反転率に基づく磁気抵抗効果によると考えられる。
【0070】
図８（ｂ）において、図８（ａ）における二次関数の変化（温度の影響）を除去して、電流ｊｃ１の大きさと、電気抵抗Ｒｘ２と、の関係が示されている。図８（ｂ）に示すように、二次関数の影響を除去した場合に、第１電流範囲ｉｒ１において、電気抵抗Ｒｘ２は実質的に一定である。または、第１電流範囲ｉｒ１において、第３電流範囲ｉｒ３に比べて、電気抵抗Ｒｘ２は、緩やかに変化する。第３電流範囲ｉｒ３において、電気抵抗Ｒｘ２が変化する。第２電流範囲ｉｒ２において、電気抵抗Ｒｘ２は実質的に一定である。または、第２電流範囲ｉｒ２において、第３電流範囲ｉｒ３に比べて、電気抵抗Ｒｘ２は、緩やかに変化する。
【0071】
例えば、図８（ｂ）に示すように、積層体２０Ｓに流れる電流ｊｃ１が第１電流ｉ１のときの積層体２０Ｓの電気抵抗Ｒｘ２は、第１抵抗Ｒ１である。第１電流ｉ１は、第１電流範囲ｉｒ１にある。
【0072】
図８（ｂ）に示すように、積層体２０Ｓに流れる電流ｊｃ１が第２電流ｉ２のときに、積層体２０Ｓの電気抵抗Ｒｘ２は、第２抵抗Ｒ２である。第２電流ｉ２は、第１電流ｉ１よりも大きい。第２電流ｉ２は、第２電流範囲ｉｒ２にある。第２抵抗Ｒ２は、第１抵抗Ｒ１よりも高い。
【0073】
第１電流ｉ１と第２電流ｉ２との間の第３電流ｉ３において、積層体２０Ｓの電気抵抗Ｒｘ２は、第３抵抗Ｒ３である。第３電流ｉ３は、第３電流範囲ｉｒ３にある。
【0074】
例えば、電流ｊｃ１が第１電流ｉ１または第２電流ｉ２のときは、電気抵抗Ｒｘ２は、実質的に発振しない。例えば、電流ｊｃ１が第３電流ｉ３のときに、電気抵抗Ｒｘ２は、発振する。第１電流ｉ１、第２電流ｉ２及び第３電流ｉ３は、第１磁性層２１から第３磁性層２３への向きを有する。
【0075】
図９（ａ）～図９（ｃ）は、実施形態に係る磁気ヘッドの特性を例示する模式図である。
これらの図は、電気抵抗Ｒｘ２の信号の一部をＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理した信号を例示している。電気抵抗Ｒｘ２の信号は、時間的に変化する成分（高周波成分）と、時間的に実質的に変化しない成分（時間的な平均値の成分）と、を含む。ＦＦＴ処理においては、電気抵抗Ｒｘ２の、時間的に変化する成分が処理される。これらの図の横軸は、周波数ｆｆである。縦軸は、信号の強度Ｉｎｔである。図９（ａ）は電流ｊｃ１が第１電流ｉ１であるときに対応する。図９（ｂ）は電流ｊｃ１が第３電流ｉ３であるときに対応する。図９（ｃ）は電流ｊｃ１が第２電流ｉ２であるときに対応する。
これらの図は、電気抵抗Ｒｘ２の信号の一部をＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理した信号を例示している。電気抵抗Ｒｘ２の信号は、時間的に変化する成分（高周波成分）と、時間的に実質的に変化しない成分（時間的な平均値の成分）と、を含む。ＦＦＴ処理においては、電気抵抗Ｒｘ２の、時間的に変化する成分が処理される。これらの図の横軸は、周波数ｆｆである。縦軸は、信号の強度Ｉｎｔである。図９（ａ）は電流ｊｃ１が第１電流ｉ１であるときに対応する。図９（ｂ）は電流ｊｃ１が第３電流ｉ３であるときに対応する。図９（ｃ）は電流ｊｃ１が第２電流ｉ２であるときに対応する。
【0076】
図９（ｂ）に示すように、電流ｊｃ１が第３電流ｉ３であるとき、１つの周波数ｆｐ１にて、ピークｐ１が観測される。このピークは、積層体２０Ｓにおいて、高周波の発振が生じていることに対応する。
【0077】
【0078】
このように、積層体２０Ｓに流れる電流ｊｃ１が第１電流ｉ１と第２電流ｉ２との間の第３電流ｉ３のときに、積層体２０Ｓの電気抵抗Ｒｘ２は発振する。
【0079】
実施形態においては、このような特性を有する積層体２０Ｓを用いて記録動作が行われる。
【0080】
実施形態に係る磁気ヘッドを用いて磁気記録媒体８０に情報を記録する記録動作において、電気回路２０Ｄは、上記の第２電流ｉ２を積層体２０Ｓに供給することが可能である。上記のような第２電流ｉ２を供給しつつ、記録回路３０Ｄから記録電流Ｉｗをコイルに供給する記録動作を行うことで、第２電流ｉ２を供給しないで記録動作を行う場合に比べて、第１磁極３１から磁気記録媒体８０に向かう記録磁界の量を増やすことができる。良好な記録ができる記録ギャップを小さくできる。実施形態によれば、記録密度の向上が可能な磁気記録装置を提供できる。
【0081】
（第２実施形態）
第２実施形態は、磁気記録装置に係る。磁気記録装置２１０(図２などを参照）は、実施形態に係る磁気ヘッド（例えば磁気ヘッド１１０）と、積層体２０Ｓに電流ｊｃ１（または電流Ｉｓ）を供給可能な電気回路２０Ｄと、を含む。電流ｊｃ１は、第１磁性層２１から第３磁性層２３への向きを有する。記録動作において、電気回路２０Ｄは、上記の第２電流ｉ２を積層体２０Ｓに供給することが可能である。第１磁極３１から出た記録磁界が効果的に磁気記録媒体８０に印加される。記録密度の向上が可能な磁気ヘッドが提供できる。
第２実施形態は、磁気記録装置に係る。磁気記録装置２１０(図２などを参照）は、実施形態に係る磁気ヘッド（例えば磁気ヘッド１１０）と、積層体２０Ｓに電流ｊｃ１（または電流Ｉｓ）を供給可能な電気回路２０Ｄと、を含む。電流ｊｃ１は、第１磁性層２１から第３磁性層２３への向きを有する。記録動作において、電気回路２０Ｄは、上記の第２電流ｉ２を積層体２０Ｓに供給することが可能である。第１磁極３１から出た記録磁界が効果的に磁気記録媒体８０に印加される。記録密度の向上が可能な磁気ヘッドが提供できる。
【0082】
以下、実施形態に係る磁気記録装置２１０に含まれる磁気ヘッド及び磁気記録媒体８０の例について説明する。
【0083】
図１０は、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１０に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド（例えば、磁気ヘッド１１０）において、第２磁極３２から第１磁極３１への第１方向Ｄ１は、Ｘ軸方向に対して傾斜しても良い。第１方向Ｄ１は、積層体２０Ｓの積層方向に対応する。Ｘ軸方向は、第１磁極３１の媒体対向面３０Ｆに沿う。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。
図１０に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド（例えば、磁気ヘッド１１０）において、第２磁極３２から第１磁極３１への第１方向Ｄ１は、Ｘ軸方向に対して傾斜しても良い。第１方向Ｄ１は、積層体２０Ｓの積層方向に対応する。Ｘ軸方向は、第１磁極３１の媒体対向面３０Ｆに沿う。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。
【0084】
第１方向Ｄ１が、Ｘ軸方向に対して傾斜する場合、層の厚さは、第１方向Ｄ１に沿う長さに対応する。第１方向Ｄ１がＸ軸方向に対して傾斜する構成は、第１実施形態または第２実施形態に係る任意の磁気ヘッドに適用されて良い。
【0085】
図１１は、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１１に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド（例えば、磁気ヘッド１１０）は、磁気記録媒体８０と共に用いられる。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。
図１１に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド（例えば、磁気ヘッド１１０）は、磁気記録媒体８０と共に用いられる。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。
【0086】
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。
【0087】
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。
【0088】
図１１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。
【0089】
図１２は、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。
【0090】
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。
【0091】
図１３は、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、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、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。
【0092】
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。
【0093】
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。
【0094】
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。
【0095】
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。
【0096】
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。
【0097】
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。
【0098】
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。
【0099】
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。
【0100】
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。
【0101】
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。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。
【0102】
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。
【0103】
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。
【0104】
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。
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）
第１磁極と、
第２磁極と、
前記第１磁極と前記第２磁極との間に設けられた積層体と、
を備え、
前記積層体は、
第１磁性層と、
前記第１磁極と前記第１磁性層との間に設けられた第２磁性層と、
前記第１磁極と前記第２磁性層との間に設けられた第３磁性層と、
前記第２磁性層と前記第１磁性層との間に設けられＣｕを含む第１非磁性層と、
前記第３磁性層と前記第２磁性層との間に設けられた第２非磁性層と、
前記第１磁極と前記第３磁性層との間に設けられた第３非磁性層と、
を含み、
前記第２磁性層は、第１磁性領域及び第２磁性領域を含み、前記第２磁性領域は、前記第２非磁性層と前記第１磁性領域との間にあり、
前記第１磁性領域は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含む第１元素を含み、
前記第２磁性領域は、前記第１元素と、Ｃｒ、Ｖ、Ｍｎ、Ｔｉ及びＳｃよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第２元素と、を含み、
前記第１磁性領域は、前記第２元素を含まない、または、前記第１磁性領域における前記第２元素の濃度は、前記第２磁性領域における前記第２元素の濃度よりも低い、磁気ヘッド。
（構成２）
前記第１磁性領域における前記第２元素の濃度は、０原子％以上２０原子％未満であり、
前記第２磁性領域における前記第２元素の濃度は、２０原子％以上５０％以下である、構成１記載の磁気ヘッド。
（構成３）
前記第１磁性層は、Ｆｅ及びＣｏを含む、構成１または２に記載の磁気ヘッド。
（構成４）
前記第２非磁性層は、Ｃｕを含む、構成１～３のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成５）
前記第２非磁性層は、前記第２元素を含む、構成４記載の磁気ヘッド。
（構成６）
前記第３非磁性層は、Ｃｕを含む、構成１～５のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成７）
前記第３磁性層は、前記第１元素及び前記第２元素を含む、構成１～６のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成８）
前記積層体は、第４磁性層をさらに含み、
前記第４磁性層は、前記第１磁極と前記第３非磁性層との間にあり、
前記第３磁性層は、前記第１元素を含み、
前記第３磁性層は、前記第２元素を含まない、または、前記第３磁性層における前記第２元素の濃度は、前記第２磁性領域における前記第２元素の濃度よりも低い、構成１～６のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成９）
前記積層体は、第４磁性層をさらに含み、
前記第４磁性層は、前記第１磁極と前記第３非磁性層との間にあり、
前記第４磁性層は、前記第１元素及び前記第２元素を含み、
前記第３磁性層は、前記第１元素及び前記第２元素を含む、構成１～６のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１０）
前記第１磁性領域は、前記第１非磁性層と接し、
前記第２磁性領域は、前記第２非磁性層と接した、構成１～９のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１１）
前記第１磁性領域の厚さは、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下である、構成１～１０のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１２）
前記第２磁性領域の厚さは、１ｎｍ以上７ｎｍ以下である、構成１～１１のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１３）
前記第１磁性層の厚さは、１ｎｍ以上３ｎｍ以下である、構成１～１２のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１４）
前記第３磁性層の厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である、構成１～１３のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１５）
前記第１非磁性層の厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である、構成１～１４のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１６）
前記第２非磁性層の厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である、構成１～１５のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１７）
前記第３非磁性層の厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である、構成１～１６のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１８）
前記積層体を流れる電流は、前記第１磁性層から前記第３磁性層への向きを有する、構成１～１７のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１９）
構成１～１７のいずれか１つに記載の磁気ヘッドと、
前記積層体に電流を供給可能な電気回路と、
備え、
前記電流は、前記第１磁性層から前記第３磁性層への向きを有する、磁気記録装置。
（構成２０）
磁気記録媒体をさらに備え、
前記積層体に流れる前記電流が第１電流のときの前記積層体の電気抵抗は、第１抵抗であり、
前記積層体に流れる前記電流が前記第１電流よりも大きい第２電流のときに、前記積層体の前記電気抵抗は、前記第１抵抗よりも高い第２抵抗であり、
前記積層体に流れる前記電流が前記第１電流と前記第２電流との間の第３電流のときに、前記積層体の前記電気抵抗は発振し、
前記磁気ヘッドを用いて前記磁気記録媒体に情報を記録する記録動作において、前記電気回路は、前記第２電流を前記積層体に供給することが可能である、構成１９記載の磁気記録装置。
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）
第１磁極と、
第２磁極と、
前記第１磁極と前記第２磁極との間に設けられた積層体と、
を備え、
前記積層体は、
第１磁性層と、
前記第１磁極と前記第１磁性層との間に設けられた第２磁性層と、
前記第１磁極と前記第２磁性層との間に設けられた第３磁性層と、
前記第２磁性層と前記第１磁性層との間に設けられＣｕを含む第１非磁性層と、
前記第３磁性層と前記第２磁性層との間に設けられた第２非磁性層と、
前記第１磁極と前記第３磁性層との間に設けられた第３非磁性層と、
を含み、
前記第２磁性層は、第１磁性領域及び第２磁性領域を含み、前記第２磁性領域は、前記第２非磁性層と前記第１磁性領域との間にあり、
前記第１磁性領域は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含む第１元素を含み、
前記第２磁性領域は、前記第１元素と、Ｃｒ、Ｖ、Ｍｎ、Ｔｉ及びＳｃよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第２元素と、を含み、
前記第１磁性領域は、前記第２元素を含まない、または、前記第１磁性領域における前記第２元素の濃度は、前記第２磁性領域における前記第２元素の濃度よりも低い、磁気ヘッド。
（構成２）
前記第１磁性領域における前記第２元素の濃度は、０原子％以上２０原子％未満であり、
前記第２磁性領域における前記第２元素の濃度は、２０原子％以上５０％以下である、構成１記載の磁気ヘッド。
（構成３）
前記第１磁性層は、Ｆｅ及びＣｏを含む、構成１または２に記載の磁気ヘッド。
（構成４）
前記第２非磁性層は、Ｃｕを含む、構成１～３のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成５）
前記第２非磁性層は、前記第２元素を含む、構成４記載の磁気ヘッド。
（構成６）
前記第３非磁性層は、Ｃｕを含む、構成１～５のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成７）
前記第３磁性層は、前記第１元素及び前記第２元素を含む、構成１～６のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成８）
前記積層体は、第４磁性層をさらに含み、
前記第４磁性層は、前記第１磁極と前記第３非磁性層との間にあり、
前記第３磁性層は、前記第１元素を含み、
前記第３磁性層は、前記第２元素を含まない、または、前記第３磁性層における前記第２元素の濃度は、前記第２磁性領域における前記第２元素の濃度よりも低い、構成１～６のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成９）
前記積層体は、第４磁性層をさらに含み、
前記第４磁性層は、前記第１磁極と前記第３非磁性層との間にあり、
前記第４磁性層は、前記第１元素及び前記第２元素を含み、
前記第３磁性層は、前記第１元素及び前記第２元素を含む、構成１～６のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１０）
前記第１磁性領域は、前記第１非磁性層と接し、
前記第２磁性領域は、前記第２非磁性層と接した、構成１～９のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１１）
前記第１磁性領域の厚さは、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下である、構成１～１０のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１２）
前記第２磁性領域の厚さは、１ｎｍ以上７ｎｍ以下である、構成１～１１のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１３）
前記第１磁性層の厚さは、１ｎｍ以上３ｎｍ以下である、構成１～１２のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１４）
前記第３磁性層の厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である、構成１～１３のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１５）
前記第１非磁性層の厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である、構成１～１４のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１６）
前記第２非磁性層の厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である、構成１～１５のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１７）
前記第３非磁性層の厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である、構成１～１６のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１８）
前記積層体を流れる電流は、前記第１磁性層から前記第３磁性層への向きを有する、構成１～１７のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１９）
構成１～１７のいずれか１つに記載の磁気ヘッドと、
前記積層体に電流を供給可能な電気回路と、
備え、
前記電流は、前記第１磁性層から前記第３磁性層への向きを有する、磁気記録装置。
（構成２０）
磁気記録媒体をさらに備え、
前記積層体に流れる前記電流が第１電流のときの前記積層体の電気抵抗は、第１抵抗であり、
前記積層体に流れる前記電流が前記第１電流よりも大きい第２電流のときに、前記積層体の前記電気抵抗は、前記第１抵抗よりも高い第２抵抗であり、
前記積層体に流れる前記電流が前記第１電流と前記第２電流との間の第３電流のときに、前記積層体の前記電気抵抗は発振し、
前記磁気ヘッドを用いて前記磁気記録媒体に情報を記録する記録動作において、前記電気回路は、前記第２電流を前記積層体に供給することが可能である、構成１９記載の磁気記録装置。
【0105】
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。
【0106】
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。
【0107】
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、磁気記録装置に含まれる磁気ヘッド、第１磁極、第２磁極、積層体、磁性層、非磁性層、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。
【0108】
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。
【0109】
その他、本発明の実施の形態として上述した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。
【0110】
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。
【0111】
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】
【0112】
２０Ｄ…電気回路、 ２０Ｓ…積層体、 ２１～２４…第１～第４磁性層、 ２１Ｍ～２３Ｍ…磁化、 ２２ａ、２２ｂ…第１、第２磁性領域、 ３０Ｄ…記録回路、 ３０Ｆ…媒体対向面、 ３０ｃ…コイル、 ３０ｉ…絶縁部、 ３１、３２…第１、第２磁極、 ３３…シールド、 ４１～４４…第１～第４非磁性層、 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、１１１、１１２…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、 ＡＲ…矢印、 ＣＤ…電流密度、 Ｄ１…第１方向、 Ｈ１…強度、 Ｉｎｔ…強度、 Ｉｓ…電流、 Ｉｗ…記録電流、 Ｒ１～Ｒ３…第１～第３抵抗、 Ｒｘ１、Ｒｘ２…電気抵抗、 Ｓ１～Ｓ３…スピントランスファトルク、 ＳＰ１、ＳＰ２…第１、第２試料、 Ｔ１、Ｔ２…第１、第２端子、 ＴＭ１、ＴＭ２…端子、 Ｗ１、Ｗ２…第１、第２配線、 ｆｆ…周波数、 ｆｐ１…周波数、 ｉ１～ｉ３…第１～第３電流、 ｉｒ１～ｉｒ３…第１～第３電流範囲、 ｊｃ１…電流、 ｊｅ１…電子流、 ｐ１…ピーク、 ｔ２１、ｔ２２ａ、ｔ２２ｂ、ｔ２３、ｔ２４…厚さ、 ｔ４１～ｔ４３…厚さ
【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】