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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】2024-04-02
(45)【発行日】2024-04-10
(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 20060101AFI20240403BHJP
G11B 5/02 20060101ALI20240403BHJP
【ＦＩ】
G11B5/31 A
G11B5/31 E
G11B5/02 R
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2021028527
(22)【出願日】2021-02-25
(65)【公開番号】P2022129729
(43)【公開日】2022-09-06
【審査請求日】2023-02-20
(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】中川 裕治
(72)【発明者】
【氏名】成田 直幸
(72)【発明者】
【氏名】高岸 雅幸
(72)【発明者】
【氏名】前田 知幸
(72)【発明者】
【氏名】永澤 鶴美
(72)【発明者】
【氏名】首藤 浩文
【審査官】中野 和彦
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２０－１４９７３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１１９０２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１３０６７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－０４８０００（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－２２２４８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－０１４７９１（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２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２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１磁性層と前記第１磁極との間に設けられた第１非磁性層と、
前記第２磁性層と前記第１磁性層との間に設けられた第２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３非磁性層と、
前記第２磁極と前記第３磁性層との間に設けられた第４非磁性層と、
を含み、
前記第１磁極から前記第２磁極への第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厚さよりも厚く、
前記第１方向に沿う前記第３磁性層の第３厚さは、前記第２厚さよりも厚く、
前記第３厚さは、前記第１厚さの０．７倍以上１．７倍以下であり、
前記第１磁性層の第１磁化及び前記第３磁性層の第３磁化は、発振する、磁気ヘッド。
【請求項2】
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２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２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１磁性層と前記第１磁極との間に設けられた第１非磁性層と、
前記第２磁性層と前記第１磁性層との間に設けられた第２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３非磁性層と、
前記第２磁極と前記第３磁性層との間に設けられた第４非磁性層と、
を含み、
前記第１磁極から前記第２磁極への第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厚さよりも厚く、
前記第１方向に沿う前記第３磁性層の第３厚さは、前記第２厚さよりも厚く、
前記第３厚さは、前記第１厚さの０．７倍以上１．７倍以下であり、
前記第１磁性層から前記第２磁性層への向きの電流が前記積層体に供給されたときに、前記第１磁性層の第１磁化、及び、前記第３磁性層の第３磁化は、互いに逆位相で回転する、磁気ヘッド。
【請求項3】
前記第１厚さは、５ｎｍ以上１５ｎｍ以下である、請求項１または２に記載の磁気ヘッド。
【請求項4】
前記第３厚さは、５ｎｍ以上１５ｎｍ以下である、請求項１～３のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【請求項5】
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２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２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１磁性層と前記第１磁極との間に設けられた第１非磁性層と、
前記第２磁性層と前記第１磁性層との間に設けられた第２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３非磁性層と、
前記第２磁極と前記第３磁性層との間に設けられた第４非磁性層と、
を含み、
前記第１磁極から前記第２磁極への第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厚さよりも厚く、
前記第１方向に沿う前記第３磁性層の第３厚さは、前記第２厚さよりも厚く、
前記第３厚さは、前記第１厚さの０．７倍以上１．７倍以下であり、
前記第１厚さは、５ｎｍ以上１５ｎｍ以下であり、
前記第３厚さは、５ｎｍ以上１５ｎｍ以下である、磁気ヘッド。
【請求項6】
前記第１非磁性層は、前記第１磁性層及び前記第１磁極と接し、前記第２非磁性層は、前記第２磁性層及び前記第１磁性層と接し、
前記第３非磁性層は、前記第３磁性層及び前記第２磁性層と接し、
前記第４非磁性層は、前記第２磁極及び前記第３磁性層と接した、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】
前記第１非磁性層は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ及びＡｇよりなる群から選択された少なくとも１つを含み、前記第４非磁性層は、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ及びＷよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、請求項１～６のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【請求項8】
前記第３非磁性層は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ及びＡｇよりなる群から選択された少なくとも１つを含み、前記第２非磁性層は、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ及びＷよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、請求項７に記載の磁気ヘッド。
【請求項9】
第１端子と、第２端子と、をさらに備え、前記第１端子は、前記積層体の一部と電気的に接続され、
前記第２端子は、前記積層体の他部と電気的に接続され、
前記第１端子と前記第２端子との間に電流が供給可能である、請求項１～８のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【請求項10】
請求項１～９のいずれか１つに記載の磁気ヘッドと、電気回路と、
を備え、
前記電気回路は、前記積層体に電流を供給可能であり、
前記電流は、前記第１磁性層から前記第２磁性層への向きを有する、磁気記録装置。
【請求項11】
前記電気回路が、前記積層体に電流を供給したときに、前記積層体から交流磁界が生じる、請求項１０に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２００８－２７７５８６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２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２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１磁性層と前記第１磁極との間に設けられた第１非磁性層と、前記第２磁性層と前記第１磁性層との間に設けられた第２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３非磁性層と、前記第２磁極と前記第３磁性層との間に設けられた第４非磁性層と、を含む。前記第１磁極から前記第２磁極への第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厚さよりも厚い。前記第１方向に沿う前記第３磁性層の第３厚さは、前記第２厚さよりも厚い。
【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（ａ）及び図１（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。
図１（ａ）は、断面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の矢印ＡＲ１から見た平面図である。
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、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（ａ）及び図１（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。
図１（ａ）は、断面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の矢印ＡＲ１から見た平面図である。
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、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２０と、を含む。積層体２０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。
【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軸方向に沿う。実施形態において、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。シールド３３は、例えば、リーディングシールドである。磁気ヘッド１１０は、サイドシールド（図示しない）を含んでも良い。
【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２０に電気的に接続される。この例では、積層体２０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２０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）が積層体２０に供給される。
【0017】
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、積層体２０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、第３非磁性層４３及び第４非磁性層４４を含む。図１（ａ）及び図１（ｂ）においては、絶縁部３０ｉは省略されている。
【0018】
第１磁性層２１は、第１磁極３１と第２磁極３２との間に設けられる。第２磁性層２２は、第２磁極３２と第１磁性層２１との間に設けられる。第３磁性層２３は、第２磁極３２と第２磁性層２２との間に設けられる。第１非磁性層４１は、第１磁性層２１と第１磁極３１との間に設けられる。第２非磁性層４２は、第２磁性層２２と第１磁性層２１との間に設けられる。第３非磁性層４３は、第３磁性層２３と第２磁性層２２との間に設けられる。第４非磁性層４４は、第２磁極３２と第３磁性層２３との間に設けられる。
【0019】
例えば、第１非磁性層４１は、第１磁性層２１及び第１磁極３１と接して良い。第２非磁性層４２は、第２磁性層２２及び第１磁性層２１と接して良い。第３非磁性層４３は、第３磁性層２３及び第２磁性層２２と接して良い。第４非磁性層４２は、第２磁極３２及び第３磁性層２３と接して良い。
【0020】
第１磁性層２１、第２磁性層２２及び第３磁性層２３は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉよりなる群から選択された少なくとも１つ含む第１元素を含む。これらの磁性層は、例えば、ＦｅＣｏ合金などを含んで良い。
【0021】
第１非磁性層４１は、例えば、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ及びＡｇよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第４非磁性層４４は、例えば、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ及びＷよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。このように、積層体２０において、第１非磁性層４１及び第４非磁性層４４は非対称である。
【0022】
第３非磁性層４３は、例えば、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ及びＡｇよりなる群から選択された少なくとも１つを含んで良い。第２非磁性層４２は、例えば、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ及びＷよりなる群から選択された少なくとも１つを含んで良い。このように、積層体２０において、第３非磁性層４３と第２非磁性層４２は非対称で良い。
【0023】
図１（ｂ）に示すように、このような積層体２０に電流ｉｃが供給される。電流ｉｃは、例えば、上記の電気回路２０Ｄから供給される。図１（ｂ）に示すように、電流ｉｃは、第１磁性層２１から第２磁性層２２への向きを有する。図１（ｂ）に示すように、電流ｉｃに伴う電子流ｊｅは、第２磁性層２２から第１磁性層２１への向きを有する。電流ｉｃの向きは、第１磁極３１から第２磁極３２への向きである。
【0024】
例えば、しきい値以上の電流ｉｃが積層体２０を流れることで、積層体２０に含まれる磁性層の磁化が発振する。積層体２０は、例えばＳＴＯ（Spin-Torque Oscillator）として機能する。発振に伴い、積層体２０から交流磁界（例えば高周波磁界）が発生する。積層体２０で発生した交流磁界が磁気記録媒体８０に印加され、磁気記録媒体８０への書き込みがアシストされる。例えば、ＭＡＭＲ（Microwave Assisted Magnetic Recording）が実施可能である。
【0025】
磁気ヘッド１１０においては、第１磁性層２１及び第３磁性層２３は、例えば、発振層として機能する。例えば、第１磁性層２１の磁化、及び、第３磁性層２３の磁化は、逆位相（例えば、逆向きを保った状態）で回転する。第２磁性層２２は、例えば、スピン注入層として機能する。動作中において、第２磁性層２２の磁化の向きは、変化可能である。
【0026】
図１（ｂ）に示すように、第１方向Ｄ１（第１磁極３１から第２磁極３２への方向）に沿う第１磁性層２１の厚さを第１厚さｔ１とする。第１方向Ｄ１に沿う第２磁性層２２の厚さを第２厚さｔ２とする。第１方向Ｄ１に沿う第３磁性層２３の厚さを第３厚さｔ３とする。実施形態において、第１厚さｔ１は、第２厚さｔ２よりも厚い。第３厚さｔ３は、第２厚さｔ２よりも厚い。これにより、後述するように、発振が得やすくなる。
【0027】
第１方向Ｄ１に沿う第１非磁性層４１の厚さを厚さｔ４１とする。第１方向Ｄ１に沿う第２非磁性層４２の厚さを厚さｔ４２とする。第１方向Ｄ１に沿う第３非磁性層４３の厚さを厚さｔ４３とする。第１方向Ｄ１に沿う第４非磁性層４４の厚さを厚さｔ４４とする。これらの厚さは、例えば、０．５ｎｍ以上６ｎｍ以下である。これらの厚さが０．５ｎｍ以上であることにより、例えば、磁気的な結合を小さくし易い。例えば、高い発振強度が得易い。これらの厚さが６ｎｍ以下であることにより、例えば、スピン透過率が高くなりやすい。例えば、高い発振強度が得易い。例えば、記録ギャップを小さくできる。例えば、高い記録密度が得易い。
【0028】
以下、積層体２０における発振の挙動について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第１モデルにおいて、図１（ｂ）に示す構成が設けられる。すなわち、第１磁極３１、第２磁極３２、第１～第３磁性層２１～２３、及び、第１～第４非磁性層４１～４４が設けられる。第１、第３磁性層２１、２３の物性値として、Ｆｅ７０Ｃｏ３０合金の物性値が用いられる。第１厚さｔ１は、６．５ｎｍである。第３厚さｔ３は、６．５ｎｍである。第２厚さｔ２は、３ｎｍである。第２磁性層２２の物性値として、ＦｅＮｉ合金の物性値が用いられる。この例では、ＦｅＮｉ合金は、Ｆｅ７８Ｎｉ２２である。このように、第１モデルにおいては、第１厚さｔ１及び第３厚さｔ３は、第２厚さｔ２よりも厚い。第１非磁性層４１及び第３非磁性層４３の物性値としてＣｕの物性値が用いられる。第２非磁性層４２及び第４非磁性層４４の物性値としてＴａの物性値が用いられる。厚さｔ４１～ｔ４４は、２ｎｍである。
【0029】
シミュレーションの第２モデルにおいて、第１磁極３１、第２磁極３２、第１～第３磁性層２１～２３、及び、第１～第４非磁性層４１～４４が設けられる。第１厚さｔ１は、６．５ｎｍである。第２厚さｔ２は、６．５ｎｍである。第３厚さｔ３は、３ｎｍである。第１、第２磁性層２１、２２の物性値として、Ｆｅ７０Ｃｏ３０合金の物性値が用いられる。第３磁性層２３の物性値として、Ｆｅ７８Ｎｉ２２合金の物性値が用いられる。このように、第２モデルにおいては、第１厚さｔ１及び第２厚さｔ２は、第３厚さｔ３よりも厚い。第２モデルにおけるこれ以外の構成は、第１モデルと同様である。第２モデルにおいては、第１磁性層２１及び第２磁性層２２は、例えば、発振層として機能する。
【0030】
これらのモデルにおいて、図１（ｂ）に例示する電流ｉｃが供給されたときの磁化の発振特性がシミュレーションされる。
【0031】
図３は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。
図３の横軸は電流ｉｃ（相対値）である。縦軸は、発振強度ＯＳである。発振強度ＯＳは、シミュレーションの第１モデルにおいては、第１磁性層２１の磁化の振動の振幅と第１厚さｔ１との積と、第３磁性層２３の磁化の振動の振幅と第３厚さｔ３との積と、の和である。シミュレーションの第２モデルにおいては、第１磁性層２１の磁化の振動の振幅と第１厚さｔ１との積と、第２磁性層２２の磁化の振動の振幅と第２厚さｔ２との積と、の和である。発振強度ＯＳが高い場合に、例えば、ＭＡＭＲによる記録密度が向上し易い。
図３の横軸は電流ｉｃ（相対値）である。縦軸は、発振強度ＯＳである。発振強度ＯＳは、シミュレーションの第１モデルにおいては、第１磁性層２１の磁化の振動の振幅と第１厚さｔ１との積と、第３磁性層２３の磁化の振動の振幅と第３厚さｔ３との積と、の和である。シミュレーションの第２モデルにおいては、第１磁性層２１の磁化の振動の振幅と第１厚さｔ１との積と、第２磁性層２２の磁化の振動の振幅と第２厚さｔ２との積と、の和である。発振強度ＯＳが高い場合に、例えば、ＭＡＭＲによる記録密度が向上し易い。
【0032】
図３に示すように、電流ｉｃが小さい領域において、第１モデルＭＤ１の発振強度ＯＳは、第２モデルＭＤ２の発振強度ＯＳよりも高い。このように、第１厚さｔ１及び第３厚さｔ３が第２厚さｔ２よりも厚いことで、高い発振強度ＯＳが得られることが分かった。例えば、第１モデルＭＤ１では、発振状態において、第２磁性層２２の磁化と第３磁性層の磁化とが第１方向に関して同じ向きの成分を有する。例えば、第２モデルＭＤ２では、発振状態において、第２磁性層２２の磁化と第３磁性層の磁化とが第１方向に関して異なる向きを有する。このような違いが、発振強度ＯＳの違いに関係している可能性がある。例えば、第２モデルＭＤ２では、第２磁性層２２の磁化と第３磁性層の磁化とが第１方向に関して異なる向きを有するための電流が必要であることが、発振強度ＯＳの違いに関係していると考えられる。
【0033】
実施形態によれば、例えば、高い発振強度ＯＳが得られる。より安定した発振が得られる。実施形態によれば、安定したＭＡＭＲが実施できる。記録密度の向上が可能な磁気ヘッドを提供できる。
【0034】
図４（ａ）～図４（ｃ）は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。
図４（ａ）の横軸は、第１厚さｔ１である。図４（ａ）において、第２厚さｔ２は、３ｎｍであり、第３厚さｔ３は、１２ｎｍである。図４（ｂ）の横軸は、第２厚さｔ２である。図４（ｂ）において、第１厚さｔ１は、８ｎｍであり、第３厚さｔ３は、８ｎｍである。図４（ｃ）の横軸は、第３厚さｔ３である。図４（ｃ）において、第１厚さｔ１は、１２ｎｍであり、第２厚さｔ２は、３ｎｍである。これらの図において、積層体２０に供給される電流ｉｃは、１．２×１０８Ａ／ｃｍ２である。これらの図の縦軸は、発振強度ＯＳである。
図４（ａ）の横軸は、第１厚さｔ１である。図４（ａ）において、第２厚さｔ２は、３ｎｍであり、第３厚さｔ３は、１２ｎｍである。図４（ｂ）の横軸は、第２厚さｔ２である。図４（ｂ）において、第１厚さｔ１は、８ｎｍであり、第３厚さｔ３は、８ｎｍである。図４（ｃ）の横軸は、第３厚さｔ３である。図４（ｃ）において、第１厚さｔ１は、１２ｎｍであり、第２厚さｔ２は、３ｎｍである。これらの図において、積層体２０に供給される電流ｉｃは、１．２×１０８Ａ／ｃｍ２である。これらの図の縦軸は、発振強度ＯＳである。
【0035】
図４（ａ）に示すように、第１厚さｔ１は、５ｎｍ以上１５ｎｍ以下であることが好ましい。これにより、高い発振強度ＯＳが得られる。
【0036】
図４（ｃ）に示すように、第３厚さｔ３は、５ｎｍ以上１５ｎｍ以下であることが好ましい。これにより、高い発振強度ＯＳが得られる。
【0037】
図４（ｂ）に示すように、第２厚さｔ２が１ｎｍから１０ｎｍの範囲において、発振強度ＯＳは実質的に変化しない。このため、第２厚さｔ２は薄くて良い。例えば、第２厚さｔ２は、５ｎｍ以下でよい。第２厚さｔ２が薄いことで、積層体２０の厚さが薄くなる。例えば、第１磁極３１と第２磁極３２との間の距離（記録ギャップ）が小さくできる。これにより、高い記録密度が得易くなる。例えば、第２厚さｔ２は、３ｎｍ以下でも良い。例えば、第２厚さｔ２は、２ｎｍ以下でも良い。
【0038】
図５（ａ）及び図５（ｂ）は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。
図５（ａ）の横軸は、比ＲＲ３である。比ＲＲ３は、第３厚さｔ３の第１厚さｔ１に対する比である。図５（ｂ）の横軸は、比ＲＲ２である。比ＲＲ２は、第２厚さｔ２の第１厚さｔ１に対する比である。図５（ａ）において、比ＲＲ２は、０．３である。図５（ｂ）において、比ＲＲ３は、１である。
図５（ａ）の横軸は、比ＲＲ３である。比ＲＲ３は、第３厚さｔ３の第１厚さｔ１に対する比である。図５（ｂ）の横軸は、比ＲＲ２である。比ＲＲ２は、第２厚さｔ２の第１厚さｔ１に対する比である。図５（ａ）において、比ＲＲ２は、０．３である。図５（ｂ）において、比ＲＲ３は、１である。
【0039】
図５（ａ）に示すように、比ＲＲ３は、１に近いことが好ましい。これにより、高い発振強度ＯＳが得られる。例えば、第３厚さｔ３は、第１厚さｔ１の０．７倍以上１．７倍以下であることが好ましい。例えば、第３厚さｔ３は、第１厚さｔ１の０．６倍以上１．２５倍以下でも良い。高い発振強度ＯＳが得られる。
【0040】
図５（ｂ）に示すように、比ＲＲ２が０．２～１．３の範囲において、発振強度ＯＳは実質的に変化しない。比ＲＲ２は、低いことが好ましい。記録ギャップを小さくし易い。例えば、第２厚さｔ２は、例えば、第１厚さｔ１の０．７倍以下であることが好ましい。第２厚さｔ２は、例えば、第１厚さｔ１の０．５倍以下でも良い。第２厚さｔ２は、例えば、第３厚さｔ３の０．７倍以下であることが好ましい。第２厚さｔ２は、例えば、第３厚さｔ３の０．５倍以下でも良い。例えば、記録ギャップを小さくし易い。例えば、高い記録密度が得やすい。
【0041】
上記のように、第１磁性層２１、第２磁性層２２及び第３磁性層２３は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉよりなる群から選択された少なくとも１つ含む第１元素を含む。実施形態において、第１磁性層２１、第２磁性層２２及び第３磁性層２３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元素を実質的に含まない。または、第１磁性層２１、第２磁性層２２及び第３磁性層２３における第２元素の濃度は、１０ａｔｍ％未満である。例えば、第１～第３磁性層２１～２３は、例えば、正の分極を有する。このような磁性層において、安定した発振が得やすい。
【0042】
図６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。
図６の横軸は時間ｔｍである。縦軸は、磁化Ｍｚ（規格化値）である。図６には、第１磁性層２１の第１磁化Ｍｚ１と、第２磁性層２２の第２磁化Ｍｚ２と、第３磁性層２３の磁化Ｍｚ３と、に関する例が示されている。図６に示すように、第１磁性層２１から第２磁性層２２への向きの電流ｉｃが積層体２０に供給されたときに、第１磁化Ｍｚ１及び第３磁化Ｍｚ３は、逆位相（例えば、逆向きを保った状態）で回転する。図６には、第２磁性層２２の第２磁化Ｍｚ２も例示されている。この例では、第２磁化Ｍｚ２も回転する。第２磁化Ｍｚ２の位相は、第１磁化Ｍｚ１の位相とは異なり、第３磁化Ｍｚ３の位相とは異なる。第２磁化Ｍｚ２の周期は、第１磁化Ｍｚ１の周期と同じであり、第３磁化Ｍｚ３の周期と同じである。
図６の横軸は時間ｔｍである。縦軸は、磁化Ｍｚ（規格化値）である。図６には、第１磁性層２１の第１磁化Ｍｚ１と、第２磁性層２２の第２磁化Ｍｚ２と、第３磁性層２３の磁化Ｍｚ３と、に関する例が示されている。図６に示すように、第１磁性層２１から第２磁性層２２への向きの電流ｉｃが積層体２０に供給されたときに、第１磁化Ｍｚ１及び第３磁化Ｍｚ３は、逆位相（例えば、逆向きを保った状態）で回転する。図６には、第２磁性層２２の第２磁化Ｍｚ２も例示されている。この例では、第２磁化Ｍｚ２も回転する。第２磁化Ｍｚ２の位相は、第１磁化Ｍｚ１の位相とは異なり、第３磁化Ｍｚ３の位相とは異なる。第２磁化Ｍｚ２の周期は、第１磁化Ｍｚ１の周期と同じであり、第３磁化Ｍｚ３の周期と同じである。
【0043】
図７（ａ）及び図７（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、積層体２０に電流ｉｘが供給され、コイル３０ｃに記録電流Ｉｗが供給されているときの磁気ヘッド１１０の特性の例を示している。この場合、第１磁極３１及び第２磁極３２の少なくともいずれかから記録磁界が生じている。記録磁界の一部が積層体２０に印加されている。電流ｉｘの向きは、図１（ｃ）に例示した電流ｉｃの向きとは逆である。電流ｉｘの向きは、第２磁性層２２から第１磁性層２１への向きを有する。電流ｉｘは、負の電流である。
これらの図は、積層体２０に電流ｉｘが供給され、コイル３０ｃに記録電流Ｉｗが供給されているときの磁気ヘッド１１０の特性の例を示している。この場合、第１磁極３１及び第２磁極３２の少なくともいずれかから記録磁界が生じている。記録磁界の一部が積層体２０に印加されている。電流ｉｘの向きは、図１（ｃ）に例示した電流ｉｃの向きとは逆である。電流ｉｘの向きは、第２磁性層２２から第１磁性層２１への向きを有する。電流ｉｘは、負の電流である。
【0044】
図７（ａ）及び図７（ｂ）の横軸は、積層体２０に供給される電流ｉｘである。電流ｉｘは、相対的な値により示されている。図７（ａ）の縦軸は、積層体２０の電気抵抗Ｒｘの時間的な平均値Ｒｘａである。時間的な平均により、例えば、ノイズなどの影響も抑制される。図７（ｂ）の縦軸は、電流ｉｘの絶対値を減少したときの積層体２０の電気抵抗Ｒｘの時間的な平均値の変化率Ｒｘｄである。
【0045】
図７（ａ）に示すように、第１電流ｉｘ１において、積層体２０の電気抵抗Ｒｘの時間的な平均値Ｒｘａは、第１抵抗Ｒｘａ１である。第２電流ｉｘ２において、平均値Ｒｘａは、第２抵抗Ｒｘａ２である。第３電流ｉｘ３において、平均値Ｒｘａは、第３抵抗Ｒｘａ３である。第１電流ｉｘ１の絶対値は、第２電流ｉｘ２の絶対値よりも大きく、第３電流ｉｘ３の絶対値よりも小さい。第１抵抗Ｒｘａ１は、第２抵抗Ｒｘａ２よりも高く、第３抵抗Ｒｘａ３よりも低い。
【0046】
図７（ｂ）に示すように、第１電流ｉｘ１において、電気抵抗Ｒｘの時間的な平均値Ｒｘａの変化率Ｒｘｄは、第１変化率Ｒｘｄ１である。第２電流ｉｘ２において、変化率Ｒｘｄは、第２変化率Ｒｘｄ２である。第３電流ｉｘ３において、変化率Ｒｘｄは、第３変化率Ｒｘｄ３である。第１変化率Ｒｘｄ１の絶対値は、第２変化率Ｒｘｄ２の絶対値よりも大きく、第３変化率Ｒｘｄ３の絶対値よりも大きい。第２変化率Ｒｘｄ２の絶対値は、第３変化率Ｒｘｄ３よりも小さくても良い。
【0047】
図７（ａ）に示すように、第４電流ｉｘ４において、積層体２０の電気抵抗Ｒｘの時間的な平均値Ｒｘａは、第４抵抗Ｒｘａ４である。第４電流ｉｘ４の絶対値は、第３電流ｉｘ３の絶対値よりも大きい。第４抵抗Ｒｘａ４は、第１抵抗Ｒｘａ１よりも高くても良い。
【0048】
図７（ｂ）に示すように、第４電流ｉｘ４において、電気抵抗Ｒｘの時間的な平均値Ｒｘａの変化率Ｒｘｄは、第４変化率Ｒｘｄ４である。第１変化率Ｒｘｄ１の絶対値は、第４変化率Ｒｘｄ４の絶対値よりも大きくても良い。第４電流ｉｘ４において、第３磁性層２３は発振層として機能しても良い。
【0049】
このような特性は、第３磁性層２３の第３厚さｔ３が、第２磁性層２２の第２厚さｔ２よりも厚いことに関係している可能性がある。このような組み合わせにおいて、電流ｉｘを負方向に供給したときに、第３磁性層２３で反射したスピントルクが第２磁性層２２に作用する。例えば、電流ｉｘの絶対値が増大したとき、第２磁性層２２の磁化が反転し、第２磁性層２２と第３磁性層２３とが互いに反平行に近くなり、抵抗が増大すると考えられる。抵抗の変化率が増大すると考えられる。
【0050】
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。
これらは、積層体２０に電流ｉｘが供給され、コイル３０ｃに記録電流Ｉｗが供給されているときの磁気ヘッド１１０の特性の別の例を示している。これらの図の場合も、積層体２０に電流ｉｘが供給され、コイル３０ｃに記録電流Ｉｗが供給される。電流ｉｘの向きは、図１（ｃ）に例示した電流ｉｃの向きとは逆である。図８（ａ）及び図８（ｂ）の横軸は、積層体２０に供給される電流ｉｘである。図８（ａ）の縦軸は、積層体２０の電気抵抗Ｒｘの時間的な平均値Ｒｘａである。図８（ｂ）の縦軸は、電流ｉｘの絶対値を減少したときの積層体２０の電気抵抗Ｒｘの時間的な平均値の変化率Ｒｘｄである。
これらは、積層体２０に電流ｉｘが供給され、コイル３０ｃに記録電流Ｉｗが供給されているときの磁気ヘッド１１０の特性の別の例を示している。これらの図の場合も、積層体２０に電流ｉｘが供給され、コイル３０ｃに記録電流Ｉｗが供給される。電流ｉｘの向きは、図１（ｃ）に例示した電流ｉｃの向きとは逆である。図８（ａ）及び図８（ｂ）の横軸は、積層体２０に供給される電流ｉｘである。図８（ａ）の縦軸は、積層体２０の電気抵抗Ｒｘの時間的な平均値Ｒｘａである。図８（ｂ）の縦軸は、電流ｉｘの絶対値を減少したときの積層体２０の電気抵抗Ｒｘの時間的な平均値の変化率Ｒｘｄである。
【0051】
図８（ａ）に示すように、電気抵抗Ｒｘの平均値Ｒｘａは、電流ｉｘに対して全体的に傾斜（例えば２次関数の特性）しても良い。このような特性は、例えば、電流ｉｘによる積層体２０の温度上昇に基づく。
【0052】
図８（ａ）に示すように、第１～第３電流ｉｘ１～ｉｘ３において、平均値Ｒｘａは、それぞれ、第１～第３抵抗Ｒｘａ１～Ｒｘａ３である。第１電流ｉｘ１の絶対値は、第２電流ｉｘ２の絶対値よりも大きく、第３電流ｉｘ３の絶対値よりも小さい。第１抵抗Ｒｘａ１は、第２抵抗Ｒｘａ２よりも高く、第３抵抗Ｒｘａ３よりも低い。
【0053】
図８（ｂ）に示すように、第１～第３電流ｉｘ１～ｉｘ３において、電気抵抗Ｒｘの時間的な平均値Ｒｘａの変化率Ｒｘｄは、それぞれ第１～第３変化率Ｒｘｄ１～Ｒｘｄ３である。第１変化率Ｒｘｄ１の絶対値は、第２変化率Ｒｘｄ２の絶対値よりも大きく、第３変化率Ｒｘｄ３の絶対値よりも大きい。第２変化率Ｒｘｄ２の絶対値は、第３変化率Ｒｘｄ３よりも小さい。
【0054】
図８（ａ）に示すように、第４電流ｉｘ４において、積層体２０の電気抵抗Ｒｘの時間的な平均値Ｒｘａは、第４抵抗Ｒｘａ４である。第４電流ｉｘ４の絶対値は、第３電流ｉｘ３の絶対値よりも大きい。第４抵抗Ｒｘａ４は、第１抵抗ｉｘ１よりも高くても良い。図８（ｂ）に示すように、第４電流ｉｘ４において、電気抵抗Ｒｘの時間的な平均値Ｒｘａの変化率Ｒｘｄは、第４変化率Ｒｘｄ４である。第４変化率Ｒｘｄ４の絶対値は、第３変化率Ｒｘｄ３の絶対値よりも大きくても良い。第４電流ｉｘ４において、第３磁性層２３は発振層として機能しても良い。
【0055】
例えば、図８（ａ）及び図８（ｂ）に例示した特性から、２次関数の特性の成分が除去されて、図７（ａ）及び図７（ｂ）の特性が得られても良い。例えば、積層体２０の温度上昇を抑制する方法（例えばパルス状の電流による測定）により、図７（ａ）及び図７（ｂ）に例示する特性が得られても良い。
【0056】
実施形態において、第１磁極３１は、Ｘ軸方向に沿って並ぶ複数の磁性領域を含んでも良い。第２磁極３２は、Ｘ軸方向に沿って並ぶ複数の磁性領域を含んでも良い。複数の磁性領域の間の境界は、明確でも不明確でも良い。例えば、複数の磁性領域は、連続している。
【0057】
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。
図９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９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１磁極３１から第２磁極３２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２０の積層方向に対応する。Ｘ軸方向は、媒体対向面３０Ｆに沿う。第１方向Ｄ１と媒体対向面３０Ｆとの間の角度の絶対値を角度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９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９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１磁極３１から第２磁極３２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２０の積層方向に対応する。Ｘ軸方向は、媒体対向面３０Ｆに沿う。第１方向Ｄ１と媒体対向面３０Ｆとの間の角度の絶対値を角度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。
【0058】
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、実施形態係る任意の磁気ヘッドに適用されて良い。例えば、第１磁極３１と積層体２０との界面、及び、積層体２０と第２磁極３２との界面は、Ｘ軸方向に対して傾斜しても良い。
【0059】
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。
【0060】
図１０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）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）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。
【0061】
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。
【0062】
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。
【0063】
図１０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。
【0064】
図１１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１１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１１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。
【0065】
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。
【0066】
図１２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１２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１２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。
【0067】
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。
【0068】
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。
【0069】
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。
【0070】
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。
【0071】
図１３（ａ）及び図１３（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（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１３（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１３（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１３（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。
【0072】
図１３（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。
【0073】
図１３（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。
【0074】
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。
【0075】
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。
【0076】
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、例えばスピントランスファ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。
【0077】
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。
【0078】
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。
【0079】
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。
【0080】
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２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２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１磁性層と前記第１磁極との間に設けられた第１非磁性層と、
前記第２磁性層と前記第１磁性層との間に設けられた第２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３非磁性層と、
前記第２磁極と前記第３磁性層との間に設けられた第４非磁性層と、
を含み、
前記第１磁極から前記第２磁極への第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厚さよりも厚く、
前記第１方向に沿う前記第３磁性層の第３厚さは、前記第２厚さよりも厚い、磁気ヘッド。
（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２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２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１磁性層と前記第１磁極との間に設けられた第１非磁性層と、
前記第２磁性層と前記第１磁性層との間に設けられた第２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３非磁性層と、
前記第２磁極と前記第３磁性層との間に設けられた第４非磁性層と、
を含み、
前記第１磁極から前記第２磁極への第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厚さよりも厚く、
前記第１方向に沿う前記第３磁性層の第３厚さは、前記第２厚さよりも厚い、磁気ヘッド。
【0081】
（構成２）
前記第１非磁性層は、前記第１磁性層及び前記第１磁極と接し、
前記第２非磁性層は、前記第２磁性層及び前記第１磁性層と接し、
前記第３非磁性層は、前記第３磁性層及び前記第２磁性層と接し、
前記第４非磁性層は、前記第２磁極及び前記第３磁性層と接した、構成１記載の磁気ヘッド。
前記第１非磁性層は、前記第１磁性層及び前記第１磁極と接し、
前記第２非磁性層は、前記第２磁性層及び前記第１磁性層と接し、
前記第３非磁性層は、前記第３磁性層及び前記第２磁性層と接し、
前記第４非磁性層は、前記第２磁極及び前記第３磁性層と接した、構成１記載の磁気ヘッド。
【0082】
（構成３）
前記第３厚さは、前記第１厚さの０．６倍以上１．７倍以下である、構成１または２に記載の磁気ヘッド。
前記第３厚さは、前記第１厚さの０．６倍以上１．７倍以下である、構成１または２に記載の磁気ヘッド。
【0083】
（構成４）
前記第３厚さは、前記第１厚さの０．８倍以上１．２５倍以下である、構成１または２に記載の磁気ヘッド。
前記第３厚さは、前記第１厚さの０．８倍以上１．２５倍以下である、構成１または２に記載の磁気ヘッド。
【0084】
（構成５）
前記第２厚さは、前記第１厚さの０．７倍以下である、構成１～４のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第２厚さは、前記第１厚さの０．７倍以下である、構成１～４のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0085】
（構成６）
前記第２厚さは、前記第１厚さの０．５倍以下である、構成１～４のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第２厚さは、前記第１厚さの０．５倍以下である、構成１～４のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0086】
（構成７）
前記第２厚さは、前記第３厚さの０．７倍以下である、構成１～６のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第２厚さは、前記第３厚さの０．７倍以下である、構成１～６のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0087】
（構成８）
前記第２厚さは、前記第３厚さの０．５倍以下である、構成１～６のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第２厚さは、前記第３厚さの０．５倍以下である、構成１～６のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0088】
（構成９）
前記第１厚さは、５ｎｍ以上１５ｎｍ以下である、構成１～８のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第１厚さは、５ｎｍ以上１５ｎｍ以下である、構成１～８のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0089】
（構成１０）
前記第３厚さは、５ｎｍ以上１５ｎｍ以下である、構成１～９のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第３厚さは、５ｎｍ以上１５ｎｍ以下である、構成１～９のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0090】
（構成１１）
前記第１非磁性層は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ及びＡｇよりなる群から選択された少なくとも１つを含み、
前記第４非磁性層は、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ及びＷよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、構成１～１０のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第１非磁性層は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ及びＡｇよりなる群から選択された少なくとも１つを含み、
前記第４非磁性層は、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ及びＷよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、構成１～１０のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0091】
（構成１２）
前記第３非磁性層は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ及びＡｇよりなる群から選択された少なくとも１つを含み、
前記第２非磁性層は、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ及びＷよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、構成１～１１のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第３非磁性層は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ及びＡｇよりなる群から選択された少なくとも１つを含み、
前記第２非磁性層は、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ及びＷよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、構成１～１１のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0092】
（構成１３）
前記第１磁性層、前記第２磁性層及び前記第３磁性層は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉよりなる群から選択された少なくとも１つ含む第１元素を含む、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磁性層及び前記第３磁性層は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉよりなる群から選択された少なくとも１つ含む第１元素を含む、構成１～１２のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0093】
（構成１４）
前記第１磁性層、前記第２磁性層及び前記第３磁性層は、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元素を含まない、
または、
前記第１磁性層、前記第２磁性層及び前記第３磁性層における前記第２元素の濃度は、１０ａｔｍ％未満である、構成１３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元素を含まない、
または、
前記第１磁性層、前記第２磁性層及び前記第３磁性層における前記第２元素の濃度は、１０ａｔｍ％未満である、構成１３記載の磁気ヘッド。
【0094】
（構成１５）
前記第１磁性層から前記第２磁性層への向きの電流が前記積層体に供給される、構成１～１４のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第１磁性層から前記第２磁性層への向きの電流が前記積層体に供給される、構成１～１４のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0095】
（構成１６）
前記電流が前記積層体に供給されたときに、前記積層体から交流磁界が生じる、構成１５記載の磁気ヘッド。
前記電流が前記積層体に供給されたときに、前記積層体から交流磁界が生じる、構成１５記載の磁気ヘッド。
【0096】
（構成１７）
前記第１磁性層から前記第２磁性層への向きの電流が前記積層体に供給されたときに、前記第１磁性層の第１磁化、及び、前記第３磁性層の第３磁化は、互いに逆向きで回転する、構成１～１４のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第１磁性層から前記第２磁性層への向きの電流が前記積層体に供給されたときに、前記第１磁性層の第１磁化、及び、前記第３磁性層の第３磁化は、互いに逆向きで回転する、構成１～１４のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0097】
（構成１８）
第１端子と、第２端子と、をさらに備え、
前記第１端子は、前記積層体の一部と電気的に接続され、
前記第２端子は、前記積層体の他部と電気的に接続され、
前記第１端子と前記第２端子との間に電流が供給可能である、構成１～１７のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
第１端子と、第２端子と、をさらに備え、
前記第１端子は、前記積層体の一部と電気的に接続され、
前記第２端子は、前記積層体の他部と電気的に接続され、
前記第１端子と前記第２端子との間に電流が供給可能である、構成１～１７のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0098】
（構成１９）
構成１～１４のいずれか１つに記載の磁気ヘッドと、
電気回路と、
を備え、
前記電気回路は、前記積層体に電流を供給可能であり、
前記電流は、前記第１磁性層から前記第２磁性層への向きを有する、磁気記録装置。
構成１～１４のいずれか１つに記載の磁気ヘッドと、
電気回路と、
を備え、
前記電気回路は、前記積層体に電流を供給可能であり、
前記電流は、前記第１磁性層から前記第２磁性層への向きを有する、磁気記録装置。
【0099】
（構成２０）
前記電気回路が、前記積層体に電流を供給したときに、
前記積層体から交流磁界が生じる、構成１９記載の磁気記録装置。
前記電気回路が、前記積層体に電流を供給したときに、
前記積層体から交流磁界が生じる、構成１９記載の磁気記録装置。
【0100】
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。
【0101】
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。
【0102】
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、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。
【0103】
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。
【0104】
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。
【0105】
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。
【0106】
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】
【0107】
２０…積層体、 ２０Ｄ…電気回路、 ２１～２３…第１～第３磁性層、 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…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、ＡＲ１…矢印、 Ｄ１…第１方向、 Ｉｗ…記録電流、 ＭＤ１、ＭＤ２…第１、第２モデル、 Ｍｚ磁化、 Ｍｚ１～Ｍｚ３…第１～第３磁化、 ＯＳ…発振強度、 ＲＲ２、ＲＲ３…比、 Ｒｘ…電気抵抗、 Ｒｘａ１～Ｒｘａ４…第１～第４電気抵抗、 Ｒｘａ…平均値、 Ｒｘｄ…変化率、 Ｒｘｄ１～Ｒｘｄ４…第１～第４変化率、 Ｔ１、Ｔ２…第１、第２端子、 Ｗ１、Ｗ２…第１、第２配線、 ｉｃ…電流、 ｉｘ…電流、 ｉｘ１～ｉｃ４…第１～第４電流、 ｊｅ…電子流、 ｔ１～ｔ３…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】