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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】2024-12-06
(45)【発行日】2024-12-16
(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 20060101AFI20241209BHJP
G11B 5/09 20060101ALI20241209BHJP
G11B 5/02 20060101ALI20241209BHJP
【ＦＩ】
G11B5/31 A
G11B5/31 D
G11B5/09 301
G11B5/02 R
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2021089833
(22)【出願日】2021-05-28
(65)【公開番号】P2022182326
(43)【公開日】2022-12-08
【審査請求日】2023-11-14
(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】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
【審査官】松元 伸次
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１２－１１９０２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２１－０７７４３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１３３１１９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ１１Ｂ５／００－５／０２４
５／０９
５／３１－５／３２５
(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磁性層と前記第２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第１非磁性層と、
前記第２磁性層と前記第２磁極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１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１磁性層は、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磁性層は、（Ｆｅ１００－ｘＣｏｘ）１００－ｙＥｙ（１０ａｔｍ％≦ｘ≦５０ａｔｍ％、１０ａｔｍ％≦ｙ≦９０ａｔｍ％）を含み、第２元素Ｅ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つを含み、
前記第１磁性層は、前記第２元素を含まない、または、前記第１磁性層における前記第２元素の濃度は、前記第２磁性層における前記第２元素の濃度よりも低く、
前記組成比ｘは、２５ａｔｍ％以上３５ａｔｍ％以下である、磁気ヘッド。
【請求項2】
前記組成比ｙは、１０ａｔｍ％以上３０ａｔｍ％以下である、請求項１に記載の磁気ヘッド。
【請求項3】
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厚さの０．２５倍以上４倍以下である、請求項１または２に記載の磁気ヘッド。
【請求項4】
前記第１厚さは、前記第２厚さの０．３３倍以上である、請求項３に記載の磁気ヘッド。
【請求項5】
前記第３非磁性層は、前記第１磁極及び前記第１磁性層と接した、請求項３または４に記載の磁気ヘッド。
【請求項6】
前記第２非磁性層は、前記第２磁性層及び前記第２磁極と接した、請求項３～５のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【請求項7】
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磁性層と前記第２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第１非磁性層と、
前記第２磁性層と前記第２磁極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１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１磁性層は、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磁性層は、（Ｆｅ１００－ｘＣｏｘ）１００－ｙＥｙ（１０ａｔｍ％≦ｘ≦５０ａｔｍ％、１０ａｔｍ％≦ｙ≦９０ａｔｍ％）を含み、第２元素Ｅ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つを含み、
前記第１磁性層は、前記第２元素を含まない、または、前記第１磁性層における前記第２元素の濃度は、前記第２磁性層における前記第２元素の濃度よりも低く、
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厚さの０．２５倍以上４倍以下であり、
前記第２非磁性層は、前記第２磁性層及び前記第２磁極と接した、磁気ヘッド。
【請求項8】
前記第１厚さ及び前記第２厚さの和は、１５ｎｍ以上である、請求項３～７のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【請求項9】
前記積層体は、第３磁性層をさらに含み、前記第３磁性層は、前記第２磁性層と前記第２非磁性層との間に設けられ、
前記第３磁性層は、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磁性層における前記第２元素の濃度よりも低い、請求項３～８のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【請求項10】
コイルをさらに備え、前記コイルに流れる記録電流に応じて、前記第１磁極及び前記第２磁極の少なくともいずれかから生じる記録磁界が変化し、
前記積層体の電気抵抗は、前記記録電流が第１電流のときに第１抵抗であり、
前記電気抵抗は、前記記録電流が第２電流のときに第２抵抗であり、
前記電気抵抗は、前記記録電流が第３電流のときに第３抵抗であり、
前記第１電流の絶対値は、前記第２電流の絶対値よりも小さく、前記第３電流の絶対値よりも小さく、
前記第２電流の向きは、前記第３電流の向きと逆であり、
前記第１抵抗は、前記第２抵抗よりも低く、前記第３抵抗よりも低い、請求項３～９のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【請求項11】
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、
を含み、
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１磁性層と前記第２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、
を含み、
前記第１磁性層は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含み、
前記第２磁性層は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含み、
前記第３磁性層は、（Ｆｅ１００－ｘＣｏｘ）１００－ｙＥｙ（１０ａｔｍ％≦ｘ≦５０ａｔｍ％、１０ａｔｍ％≦ｙ≦９０ａｔｍ％）を含み、第２元素Ｅ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つを含み、
前記第１磁性層及び前記第２磁性層は、前記第２元素を含まない、または、前記第１磁性層及び前記第２磁性層における前記第２元素の濃度は、前記第３磁性層における前記第２元素の濃度よりも低く、
前記第１非磁性層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ及びＣｒ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、Ｔａ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｔｂ、Ｒｈ、Ｃｒ及びＰｄ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３非磁性層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ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、磁気ヘッド。
【請求項12】
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、
を含み、
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１磁性層と前記第２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、
を含み、
前記第１磁性層は、（Ｆｅ１００－ｘＣｏｘ）１００－ｙＥｙ（１０ａｔｍ％≦ｘ≦５０ａｔｍ％、１０ａｔｍ％≦ｙ≦９０ａｔｍ％）を含み、第２元素Ｅ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つを含み、
前記第２磁性層は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含み、前記第２磁性層は、前記第２元素を含まない、または、前記第２磁性層における前記第２元素の濃度は、前記第１磁性層における前記第２元素の濃度よりも低く、
前記第３磁性層は、（Ｆｅ１００－ｘＣｏｘ）１００－ｙＥＸｙ（１０ａｔｍ％≦ｘ≦５０ａｔｍ％、１０ａｔｍ％≦ｙ≦９０ａｔｍ％）を含み、第４元素ＥＸ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つを含み、
前記第２磁性層は、前記第４元素を含まない、または、前記第２磁性層における前記第４元素の濃度は、前記第３磁性層における前記第４元素の濃度よりも低く、
前記第１非磁性層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ及びＣｒ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、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ及びＣｒ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３非磁性層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ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、磁気ヘッド。
【請求項13】
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、（Ｆｅ１００－ｘＣｏｘ）１００－ｙＥｙ（１０ａｔｍ％≦ｘ≦５０ａｔｍ％、１０ａｔｍ％≦ｙ≦９０ａｔｍ％）を含み、第２元素Ｅ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14】
請求項１～１３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15】
請求項１～１３のいずれか１つに記載の磁気ヘッドと、磁気記録媒体と、
を備え、
前記磁気記録媒体に前記磁気ヘッドにより情報が記録される、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１磁性層と前記第２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第１非磁性層と、前記第２磁性層と前記第２磁極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１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１磁性層は、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磁性層は、（Ｆｅ１００－ｘＣｏｘ）１００－ｙＥｙ（１０ａｔｍ％≦ｘ≦５０ａｔｍ％、１０ａｔｍ％≦ｙ≦９０ａｔｍ％）を含む。第２元素Ｅ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。前記第１磁性層は、前記第２元素を含まない、または、前記第１磁性層における前記第２元素の濃度は、前記第２磁性層における前記第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（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。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２磁性層２２は、第１磁性層２１と第２磁極３２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２磁性層２２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２磁極３２との間に設けられる。第３非磁性層４３は、第１磁極３１と第１磁性層２１との間に設けられる。
【0019】
例えば、第３非磁性層４３は、第１磁極３１及び第１磁性層２１と接して良い。第１非磁性層４１は、第１磁性層２１及び第２磁性層２２と接して良い。第２非磁性層４２は、第２磁性層２２及び第２磁極３２と接して良い。
【0020】
第１非磁性層４１、第２非磁性層４２及び第３非磁性層４３の少なくともいずれかは、第３元素を含む。第３元素は、例えば、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ａｌ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。このような材料を含む非磁性層において、例えば、高いスピン透過率が得られる。例えば、高い発振強度が得られる。
【0021】
第２非磁性層４２及び第３非磁性層４３の少なくともいずれかは、第４元素を含んでも良い。第４元素は、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。このような材料を含む非磁性層において、例えば、低いスピン透過率が得られる。例えば、安定した発振が得やすくなる。第２非磁性層４２及び第３非磁性層４３の少なくともいずれかは、上記の第３元素及び第４元素を含んでも良い。
【0022】
第１実施形態において、第１磁性層２１は、第１元素を含む。第１元素は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含む。
【0023】
第２磁性層２２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１磁性層２１は、第２元素を含まない。または、第１磁性層２１における第２元素の濃度は、第２磁性層２２における第２元素の濃度よりも低い。
【0024】
例えば、第２磁性層２２における上記の第２元素の濃度は、１０原子％以上８０原子％以下である。このような材料を含む第２磁性層２２は、例えば、負のスピン分極を有する。一方、例えば、第１磁性層２１は、正のスピン分極を有する。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
磁気ヘッド１１０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。例えば、第２磁性層２２からの負の透過のスピントルクが第１磁性層２１に作用する。例えば、第１磁性層２１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、第１磁性層２１の磁化、及び、第２磁性層２２の磁化は、相互に作用しつつ回転する。
【0028】
図１（ｂ）に示すように、第１方向（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方向に沿う第２磁性層２２の厚さを第２厚さｔ２とする。第１実施形態において、例えば、第１厚さｔ１は、第２厚さｔ２と同様でよい。これにより、後述するように、発振が得やすくなる。
【0029】
第１方向に沿う第１非磁性層４１の厚さを厚さｔ４１とする。第１方向に沿う第２非磁性層４２の厚さを厚さｔ４２とする。第１方向に沿う第３非磁性層４３の厚さを厚さｔ４３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、安定した発振が容易になる。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。
【0030】
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磁性層２１、第２磁性層２２、及び、第１～第３非磁性層４１～４３が設けられる。図１（ｂ）に例示する電流ｉｃ（しきい値以上の電流）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。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、Ｆｅ７０Ｃｏ３０合金の物性値が用いられる。第２磁性層２２の物性値として、Ｆｅ７０Ｃｒ３０合金の物性値が用いられる。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の物性値としてＴａの物性値が用いられる。厚さｔ４１～ｔ４３は、２ｎｍである。
【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に例示するシミュレーションにおいて、第１磁性層２１の第１厚さｔ１と、第２磁性層２２の第２厚さｔ２の和を１９ｎｍに一定にした状態で、第１厚さｔ１の第２厚さｔ２に対する比が変更される。図３の横軸は、厚さ比ＲＲ１である。厚さ比ＲＲ１は、第１厚さｔ１の第２厚さｔ２に対する比（すなわち、ｔ１／ｔ２）である。縦軸は、発振強度ＯＳである。発振強度ＯＳ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に例示するシミュレーションにおいて、第１磁性層２１の第１厚さｔ１と、第２磁性層２２の第２厚さｔ２の和を１９ｎｍに一定にした状態で、第１厚さｔ１の第２厚さｔ２に対する比が変更される。図３の横軸は、厚さ比ＲＲ１である。厚さ比ＲＲ１は、第１厚さｔ１の第２厚さｔ２に対する比（すなわち、ｔ１／ｔ２）である。縦軸は、発振強度ＯＳである。発振強度ＯＳ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、厚さ比ＲＲ１が１に近いときに、高い発振強度ＯＳが得られる。例えば、厚さ比ＲＲ１が０．２５以上４以下において、安定した発振が得られる。厚さ比ＲＲ１は、０．３３以上でも良い。より高い発振強度ＯＳが得られる。厚さ比ＲＲ１は、３以下でも良い。より高い発振強度ＯＳが得られる。
【0033】
第１実施形態においては、第１厚さｔ１は、第２厚さｔ２の０．２５倍以上４倍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。安定した発振が得られる。第１厚さｔ１は、第２厚さｔ２の０．３３倍以上３倍以下でも良い。より高い発振強度ＯＳが得られる。より安定した発振が得られる。第１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）及び図４（ｂ）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、１５ｎｍ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、１５ｎｍである。図４(ａ）及び図４（ｂ）において、積層体２０に供給される電流ｉｃは、２．５×１０８Ａ／ｃｍ２である。図４（ａ）及び図４（ｂ）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、１５ｎｍ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、１５ｎｍである。図４(ａ）及び図４（ｂ）において、積層体２０に供給される電流ｉｃは、２．５×１０８Ａ／ｃｍ２である。図４（ａ）及び図４（ｂ）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。第１厚さｔ１は、例えば、２０ｎｍ以下で良い。例えば、第１磁極３１と第２磁極３２との間の距離（例えば、記録ギャップ）を短くできる。例えば、高い記録密度が得やすい。
【0036】
図４（ｂ）に示すように、第２厚さｔ２は、５ｎｍ以上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。第２厚さｔ２は、２０ｎｍ以下で良い。例えば、記録ギャップを短くできる。例えば、高い記録密度が得やすい。
【0037】
【0038】
図５に示すように、第１厚さｔ１及び第２厚さｔ２の和ｔｓは、１５ｎｍ以上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。和ｔｓは、４０ｎｍ以下で良い。例えば、記録ギャップを短くできる。例えば、高い記録密度が得やすい。
【0039】
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式的平面図である。
図６（ａ）に示すように、第１実施形態に係る磁気ヘッド１１１は、第１磁極３１と、第２磁極３２と、積層体２０と、を含む。磁気ヘッド１１１においても、積層体２０は、第１磁性層２１、第２磁性層２２、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。磁気ヘッド１１１においては、第１磁性層２１及び第２磁性層２２の少なくともいずれかは、複数の領域を含む。磁気ヘッド１１１におけるこれ以外の構成は、磁気ヘッド１１０における構成と同様で良い。
図６（ａ）に示すように、第１実施形態に係る磁気ヘッド１１１は、第１磁極３１と、第２磁極３２と、積層体２０と、を含む。磁気ヘッド１１１においても、積層体２０は、第１磁性層２１、第２磁性層２２、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。磁気ヘッド１１１においては、第１磁性層２１及び第２磁性層２２の少なくともいずれかは、複数の領域を含む。磁気ヘッド１１１におけるこれ以外の構成は、磁気ヘッド１１０における構成と同様で良い。
【0040】
例えば、第１磁性層２１は、第１磁性領域２１ａ及び第２磁性領域２１ｂを含む。第２磁性領域２１ｂは、第１磁性領域２１ａと第１非磁性層４１との間にある。例えば、第１磁性領域２１ａの飽和磁化は、第２磁性領域２１ｂの飽和磁化よりも大きい。これにより、例えば、安定した発振を得ることが容易になる。
【0041】
例えば、第１磁性領域２１ａの飽和磁化は、第２磁性領域２１ｂの飽和磁化の１．２倍以上である。これにより、安定した発振が得易い。第１磁性領域２１ａの飽和磁化は、第２磁性領域２１ｂの飽和磁化の３倍以下でも良い。これにより、安定した発振が得易い。
【0042】
例えば、第１磁性領域２１ａにおけるＦｅの濃度は、第２磁性領域２１ｂにおけるＦｅの濃度よりも高い。例えば、第１磁性領域２１ａの飽和磁化は、第２磁性領域２１ｂの飽和磁化よりも大きくなり易い。例えば、第１磁性領域２１ａにおけるＮｉの濃度は、第２磁性領域２１ｂにおけるＮｉの濃度よりも低い。これにより、例えば、第１磁性領域２１ａの飽和磁化は、第２磁性領域２１ｂの飽和磁化よりも大きくなり易い。第１磁性領域２１ａ及び第２磁性領域２１ｂの境界は、明確でも不明確でも良い。
【0043】
例えば、第２磁性層２２は、第３磁性領域２２ｃ及び第４磁性領域２２ｄを含む。第４磁性領域２２ｄは、第３磁性領域２２ｃと第１非磁性層４１との間にある。例えば、第３磁性領域２２ｃの飽和磁化は、第４磁性領域２２ｄの飽和磁化よりも大きい。これにより、例えば、安定した発振を得ることが容易になる。
【0044】
例えば、第３磁性領域２２ｃの飽和磁化は、第４磁性領域２２ｄの飽和磁化の１．２倍以上である。これにより、安定した発振を得易い。第３磁性領域２２ｃの飽和磁化は、第４磁性領域２２ｄの飽和磁化の３倍以下でも良い。これにより、安定した発振を得易い。
【0045】
例えば、第３磁性領域２２ｃにおけるＦｅの濃度は、第４磁性領域２２ｄにおけるＦｅ濃度よりも高い。これにより、例えば、第３磁性領域２２ｃの飽和磁化は、第４磁性領域２２ｄの飽和磁化よりも大きくなり易い。例えば、第３磁性領域２２ｃにおける第２元素の濃度は、第４磁性領域２２ｄにおける第２元素の濃度よりも低い。これにより、例えば、第３磁性領域２２ｃの飽和磁化は、第４磁性領域２２ｄの飽和磁化よりも大きくなり易い。第３磁性領域２２ｃ及び第４磁性領域２２ｄの境界は、明確でも不明確でも良い。
【0046】
図６（ｂ）に示すように、第１実施形態に係る磁気ヘッド１１２は、第１磁極３１と、第２磁極３２と、積層体２０と、を含む。磁気ヘッド１１２においては、積層体２０は、第１磁性層２１、第２磁性層２２、第１非磁性層４１、第２非磁性層４２及び第３非磁性層４３に加えて、第３磁性層２３を含む。磁気ヘッド１１２におけるこれ以外の構成は、磁気ヘッド１１０または磁気ヘッド１１１における構成と同様で良い。
【0047】
第３磁性層２３は、第２磁性層２２と第２非磁性層４２との間に設けられる。第３磁性層２３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３磁性層２３は、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磁性層２２における第２元素の濃度よりも低い。既に説明したように、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。
【0048】
例えば、第３磁性層２３の飽和磁化は、第２磁性層２２の飽和磁化よりも高い。これにより、例えば、安定した発振を得ることが容易になる。第３磁性層２３と第１磁性層２１との間の境界は、明確でも不明確でも良い。第３磁性層２３は、第２磁性層２２と連続して良い。
【0049】
磁気ヘッド１１２において、第１磁性層２１の第１厚さｔ１は、例えば、第１方向（第１磁極３１から第２磁極３２への方向）に沿う第３磁性層２３の第３厚さｔ３と第２磁性層２２の第２厚さｔ２との和の０．８倍以上１．２５倍以下である。例えば、高い発振強度ＯＳが得られる。安定した発振が得られる。
【0050】
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。
図７（ａ）及び図７（ｂ）の横軸は、コイル３０ｃに流れる記録電流Ｉｗである。コイル３０ｃに流れる記録電流Ｉｗに応じて、第１磁極３１及び第２磁極３２の少なくともいずれかから生じる記録磁界が変化する。記録磁界が積層体２０に印加される。したがって、横軸は、積層体２０に印加される磁界に対応する。図７（ａ）及び図７（ｂ）の縦軸は、積層体２０の電気抵抗Ｒｘである。
図７（ａ）及び図７（ｂ）の横軸は、コイル３０ｃに流れる記録電流Ｉｗである。コイル３０ｃに流れる記録電流Ｉｗに応じて、第１磁極３１及び第２磁極３２の少なくともいずれかから生じる記録磁界が変化する。記録磁界が積層体２０に印加される。したがって、横軸は、積層体２０に印加される磁界に対応する。図７（ａ）及び図７（ｂ）の縦軸は、積層体２０の電気抵抗Ｒｘである。
【0051】
図７（ａ）において、積層体２０に供給される電流ｉｃは、発振のしきい値電流Ｉｔｈよりも小さい。図７（ａ）の例では、電流ｉｃは、例えば、１．０×１０６Ａ／ｃｍ２である。図７（ｂ）において、積層体２０に供給される電流ｉｃは、しきい値電流Ｉｔｈよりも大きい。図７（ｂ）の例では、電流ｉｃは、１．０×１０８Ａ／ｃｍ２である。図７（ｂ）における電流ｉｃは、図７（ａ）における電流ｉｃの１００倍である。図７（ａ）は、非発振状態における特性に対応する。図７（ｂ）は、発振状態における特性に対応する。これらの図は、電気抵抗Ｒｘの時間的な平均値の特性を例示している。積層体２０が発振している場合、電気抵抗Ｒｘは発振に伴って変化する。電気抵抗Ｒｘとして時間的な平均の抵抗が採用される。時間的な平均により、例えば、ノイズなどの影響も抑制できる。
【0052】
図７（ａ）に示すように、電流ｉｃがしきい値電流Ｉｔｈよりも十分に小さい場合、記録電流Ｉｗ（すなわち磁界）の絶対値が増大すると、電気抵抗Ｒｘは上昇する。記録電流Ｉｗの絶対値が十分に大きいと、電気抵抗Ｒｘは、飽和する。例えば、電気抵抗Ｒｘが飽和するときの記録電流Ｉｗは、例えば、５０ｍＡである。このときの磁界は、約１５０００Ｏｅである。
【0053】
第１実施形態に係る磁気記録装置ヘッドにおいては、例えば、図７（ａ）に例示した特性が生じる。図７（ａ）に示すように、積層体２０の電気抵抗Ｒｘは、記録電流Ｉｗが第１電流Ｉ１のときに第１抵抗Ｒｘ１である。電気抵抗Ｒｘは、記録電流Ｉｗが第２電流Ｉ２のときに第２抵抗Ｒｘ２である。電気抵抗Ｒｘは、記録電流Ｉｗが第３電流Ｉ３のときに第３抵抗Ｒｘ３である。第１電流Ｉ１の絶対値は、第２電流Ｉ２の絶対値よりも小さく、第３電流Ｉ３の絶対値よりも小さい。第２電流Ｉ２の向きは、第３電流Ｉ３の向きと逆である。第１抵抗Ｒｘ１は、第２抵抗Ｒｘ２よりも低く、第３抵抗Ｒｘ３よりも低い。例えば、谷型の電流－抵抗特性が生じる。第１電流Ｉ１は実質的に０で良い。
【0054】
図７（ｂ）に示すように、電流ｉｃがしきい値電流Ｉｔｈよりも大きく、発振が生じている場合、電気抵抗Ｒｘは、山及び谷の特性を示す。この場合も、第２電流Ｉ２及び第３電流Ｉ３の絶対値が十分に大きい場合、谷型の特性と見なせる。例えば、第２電流Ｉ２及び第３電流Ｉ３の絶対値は、電流ｉｃがしきい値電流Ｉｔｈよりも十分に小さい場合において電気抵抗Ｒｘが飽和するときの値として良い。この場合も、第１抵抗Ｒｘ１は、第２抵抗Ｒｘ２よりも低く、第３抵抗Ｒｘ３よりも低い。これに対して、一般的なＳＴＯにおいては、山型の特性が生じる。第１実施形態における谷型の特性は、第１実施形態に係る構成による特異的な特性と考えられる。
【0055】
このような特異的な特性は、第１磁性層２１が正の分極を持ち、第２磁性層２２が負の分極を持つ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、記録電流Ｉｗの絶対値が大きい場合（すなわち、磁界の絶対値が大きい場合）、第１磁性層２１及び第２磁性層２２の磁化の向きが互いに平行に近くなり、抵抗が増大していると考えられる。一般的なＳＴＯにおいては、いずれの磁性層も正の分極を持つ。磁化の向きが互いに平行に近くなる場合に抵抗が減少する。
【0056】
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模式図である。
図８の横軸は時間ｔｍである。縦軸は、磁化Ｍｚ（規格化値）である。図８には、第１磁性層２１の磁化Ｍｚ１と、第２磁性層２２の磁化Ｍｚ２と、に関する例が示されている。図８に示すように、磁化Ｍｚ１及び磁化Ｍｚ２は、逆位相（例えば、逆向きを保った状態）で回転する。
図８の横軸は時間ｔｍである。縦軸は、磁化Ｍｚ（規格化値）である。図８には、第１磁性層２１の磁化Ｍｚ１と、第２磁性層２２の磁化Ｍｚ２と、に関する例が示されている。図８に示すように、磁化Ｍｚ１及び磁化Ｍｚ２は、逆位相（例えば、逆向きを保った状態）で回転する。
【0057】
第１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磁性層と前記第２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第１非磁性層と、
前記第２磁性層と前記第２磁極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１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１磁性層は、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磁性層は、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磁性層は、前記第２元素を含まない、または、前記第１磁性層における前記第２元素の濃度は、前記第２磁性層における前記第２元素の濃度よりも低く、
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厚さの０．２５倍以上４倍以下である、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１磁性層と前記第２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第１非磁性層と、
前記第２磁性層と前記第２磁極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１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１磁性層は、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磁性層は、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磁性層は、前記第２元素を含まない、または、前記第１磁性層における前記第２元素の濃度は、前記第２磁性層における前記第２元素の濃度よりも低く、
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厚さの０．２５倍以上４倍以下である、磁気ヘッド。
【0058】
（構成２）
前記第１厚さは、前記第２厚さの０．３３倍以上である、構成１記載の磁気ヘッド。
前記第１厚さは、前記第２厚さの０．３３倍以上である、構成１記載の磁気ヘッド。
【0059】
（構成３）
前記第３非磁性層は、前記第１磁極及び前記第１磁性層と接した、構成１または２に記載の磁気ヘッド。
前記第３非磁性層は、前記第１磁極及び前記第１磁性層と接した、構成１または２に記載の磁気ヘッド。
【0060】
（構成４）
前記第１非磁性層は、前記第１磁性層及び前記第２磁性層と接した、構成１～３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、前記第１磁性層及び前記第２磁性層と接した、構成１～３のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0061】
（構成５）
前記第２非磁性層は、前記第２磁性層及び前記第２磁極と接した、構成１～４のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第２非磁性層は、前記第２磁性層及び前記第２磁極と接した、構成１～４のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0062】
（構成６）
前記第１非磁性層、前記第２非磁性層及び前記第３非磁性層の少なくともいずれかは、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｖ、Ａｌ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３元素を含む、構成１記載の磁気ヘッド。
前記第１非磁性層、前記第２非磁性層及び前記第３非磁性層の少なくともいずれかは、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｖ、Ａｌ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３元素を含む、構成１記載の磁気ヘッド。
【0063】
（構成７）
前記第２厚さは、５ｎｍ以上である、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、５ｎｍ以上である、構成１～６のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0064】
（構成８）
前記第１厚さは、５ｎｍ以上である、構成１～７のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第１厚さは、５ｎｍ以上である、構成１～７のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0065】
（構成９）
前記第１厚さ及び前記第２厚さの和は、１５ｎｍ以上である、構成１～８のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第１厚さ及び前記第２厚さの和は、１５ｎｍ以上である、構成１～８のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0066】
（構成１０）
前記第１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１磁性領域と前記第１非磁性層との間にあり、
前記第１磁性領域の飽和磁化は、前記第２磁性領域の飽和磁化よりも大きい、構成１～９のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第１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１磁性領域と前記第１非磁性層との間にあり、
前記第１磁性領域の飽和磁化は、前記第２磁性領域の飽和磁化よりも大きい、構成１～９のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0067】
（構成１１）
前記第１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１磁性領域と前記第１非磁性層との間にあり、
前記第１磁性領域におけるＦｅの濃度は、前記第２磁性領域におけるＦｅの濃度よりも高い、構成１～９のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第１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１磁性領域と前記第１非磁性層との間にあり、
前記第１磁性領域におけるＦｅの濃度は、前記第２磁性領域におけるＦｅの濃度よりも高い、構成１～９のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0068】
（構成１２）
前記第２磁性層は、第３磁性領域及び第４磁性領域を含み、
前記第４磁性領域は、前記第３磁性領域と前記第１非磁性層との間にあり、
前記第３磁性領域の飽和磁化は、前記第４磁性領域の飽和磁化よりも大きい、構成１～１１のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第２磁性層は、第３磁性領域及び第４磁性領域を含み、
前記第４磁性領域は、前記第３磁性領域と前記第１非磁性層との間にあり、
前記第３磁性領域の飽和磁化は、前記第４磁性領域の飽和磁化よりも大きい、構成１～１１のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0069】
（構成１３）
前記第２磁性層は、第３磁性領域及び第４磁性領域を含み、
前記第４磁性領域は、前記第３磁性領域と前記第１非磁性層との間にあり、
前記第３磁性領域におけるＦｅの濃度は、前記第４磁性領域におけるＦｅの濃度よりも高い、構成１～１２のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第２磁性層は、第３磁性領域及び第４磁性領域を含み、
前記第４磁性領域は、前記第３磁性領域と前記第１非磁性層との間にあり、
前記第３磁性領域におけるＦｅの濃度は、前記第４磁性領域におけるＦｅの濃度よりも高い、構成１～１２のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0070】
（構成１４）
前記積層体は、第３磁性層をさらに含み、
前記第３磁性層は、前記第２磁性層と前記第２非磁性層との間に設けられ、
前記第３磁性層は、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磁性層における前記第２元素の濃度よりも低い、構成１～１３のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記積層体は、第３磁性層をさらに含み、
前記第３磁性層は、前記第２磁性層と前記第２非磁性層との間に設けられ、
前記第３磁性層は、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磁性層における前記第２元素の濃度よりも低い、構成１～１３のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0071】
（構成１５）
前記第２磁性層における前記第２元素の濃度は、１０原子％以上８０原子％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。
前記第２磁性層における前記第２元素の濃度は、１０原子％以上８０原子％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。
【0072】
（構成１６）
前記第１磁性層から前記第２磁性層への向きに電流が前記積層体に供給される、構成１～１５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磁性層への向きに電流が前記積層体に供給される、構成１～１５のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0073】
（構成１７）
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１６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１６記載の磁気ヘッド。
【0074】
（構成１８）
コイルをさらに備え、
前記コイルに流れる記録電流に応じて、前記第１磁極及び前記第２磁極の少なくともいずれかから生じる記録磁界が変化し、
前記積層体の電気抵抗は、前記記録電流が第１電流のときに第１抵抗であり、
前記電気抵抗は、前記記録電流が第２電流のときに第２抵抗であり、
前記電気抵抗は、前記記録電流が第３電流のときに第３抵抗であり、
前記第１電流の絶対値は、前記第２電流の絶対値よりも小さく、前記第３電流の絶対値よりも小さく、
前記第２電流の向きは、前記第３電流の向きと逆であり、
前記第１抵抗は、前記第２抵抗よりも低く、前記第３抵抗よりも低い、構成１～１７のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
コイルをさらに備え、
前記コイルに流れる記録電流に応じて、前記第１磁極及び前記第２磁極の少なくともいずれかから生じる記録磁界が変化し、
前記積層体の電気抵抗は、前記記録電流が第１電流のときに第１抵抗であり、
前記電気抵抗は、前記記録電流が第２電流のときに第２抵抗であり、
前記電気抵抗は、前記記録電流が第３電流のときに第３抵抗であり、
前記第１電流の絶対値は、前記第２電流の絶対値よりも小さく、前記第３電流の絶対値よりも小さく、
前記第２電流の向きは、前記第３電流の向きと逆であり、
前記第１抵抗は、前記第２抵抗よりも低く、前記第３抵抗よりも低い、構成１～１７のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0075】
（構成１９）
構成１～１６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１～１６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。
【0076】
（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。
【0077】
第１実施形態において、第２磁性層２２は、（Ｆｅ１００－ｘＣｏｘ）１００－ｙＥｙ（１０ａｔｍ％≦ｘ≦５０ａｔｍ％、１０ａｔｍ％≦ｙ≦９０ａｔｍ％）を含む。第２元素Ｅ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。組成比ｘ及び組成比ｙは、原子パーセント（ａｔｍ％）である。第１磁性層２１は、第２元素Ｅを含まない。または、第１磁性層２１における第２元素Ｅの濃度は、第２磁性層２２における第２元素Ｅの濃度よりも低い。このような材料により、第２磁性層２２において、例えば、高い飽和磁束密度と、負で絶対値が大きいスピン分極と、が得やすい。
【0078】
図９（ａ）及び図９（ｂ）は、磁気ヘッドに含まれる磁性層の特性を例示するグラフ図である。
図９（ａ）は、磁性層が第２元素を含まないときの特性を例示している。この例において、磁性層は、Ｆｅ１００－ｘＣｏｘを含む。図９（ａ）の横軸は、組成比ｘ（Ｃｏの濃度）である。縦軸は、飽和磁束密度Ｂｍ１である。図９（ａ）に示すように、組成比ｘが１０ａｔｍ％以上５０ａｔｍ％以下において、高い飽和磁束密度Ｂｍ１が得られる。組成比ｘが７５ａｔｍ以下において、磁性層はＢＣＣ構造を有する。組成比ｘが７５ａｔｍを超えると、磁性層はｆｃｃ構造を有する。
図９（ａ）は、磁性層が第２元素を含まないときの特性を例示している。この例において、磁性層は、Ｆｅ１００－ｘＣｏｘを含む。図９（ａ）の横軸は、組成比ｘ（Ｃｏの濃度）である。縦軸は、飽和磁束密度Ｂｍ１である。図９（ａ）に示すように、組成比ｘが１０ａｔｍ％以上５０ａｔｍ％以下において、高い飽和磁束密度Ｂｍ１が得られる。組成比ｘが７５ａｔｍ以下において、磁性層はＢＣＣ構造を有する。組成比ｘが７５ａｔｍを超えると、磁性層はｆｃｃ構造を有する。
【0079】
図９（ｂ）は、磁性層における第２元素の組成比を変えたときの特性を例示している。図９（ｂ）の横軸は、組成比ｙである。この例では、第２元素Ｅは、Ｃｒである。縦軸は、飽和磁束密度Ｂｍ１である。図９（ｂ）に示すように、組成比ｙが高いと、飽和磁束密度Ｂｍ１が得られる。磁性層がＦｅ５０Ｃｏ５０、またはＦｅ9０Ｃｏ1０を含む場合は、実質的に同等の特性が得られる。磁性層がＦｅ７０Ｃｏ３０を含む場合、他の組成のときと比べて、同じ組成比ｙにおいて高い飽和磁束密度Ｂｍ１が得られる。磁性層が第２元素を含む場合において、組成比ｘは、１０ａｔｍ％以上５０ａｔｍ％以下であることが好ましい。
【0080】
図１０は、磁気ヘッドに含まれる磁性層の特性を例示するグラフ図である。
図１０は、ＣｏのＦｅに対する組成比が固定されたときに組成比ｙを変更したときの磁性層のスピン分極の変化を例示している。図１０の横軸は、第２元素Ｅの組成比ｙである。縦軸は、スピン分極Ｐｓ１（スピン分極の値）である。図１０に示すように、第２元素Ｅの組成比ｙが３ａｔｍ％以上において、負のスピン分極Ｐｓ１が得られる。組成比ｙが高いと、負のスピン分極Ｐｓ１の絶対値が大きくなる。組成比ｙが１０％以上において、絶対値が大きい負のスピン分極Ｐｓ１が得られる。例えば、組成比ｙは、１０ａｔｍ％以上３０ａｔｍ％以下でも良い。
図１０は、ＣｏのＦｅに対する組成比が固定されたときに組成比ｙを変更したときの磁性層のスピン分極の変化を例示している。図１０の横軸は、第２元素Ｅの組成比ｙである。縦軸は、スピン分極Ｐｓ１（スピン分極の値）である。図１０に示すように、第２元素Ｅの組成比ｙが３ａｔｍ％以上において、負のスピン分極Ｐｓ１が得られる。組成比ｙが高いと、負のスピン分極Ｐｓ１の絶対値が大きくなる。組成比ｙが１０％以上において、絶対値が大きい負のスピン分極Ｐｓ１が得られる。例えば、組成比ｙは、１０ａｔｍ％以上３０ａｔｍ％以下でも良い。
【0081】
図９（ｂ）及び図１０から分かるように、実施形態において、Ｃｏの組成比ｘは、１０ａｔｍ％以上５０ａｔｍ％以下であり、第２元素Ｅの組成比ｙは、１０ａｔｍ％以上であることが好ましい。第２元素Ｅの組成比ｙは、９０ａｔｍ％以下であることが好ましい。これにより、高い飽和磁束密度Ｂｍ１が得られる。実施形態において、第２元素Ｅの組成比ｙは、１０ａｔｍ％以上５０ａｔｍ％以下でも良い。
【0082】
図１１は、磁気ヘッドに含まれる磁性層の特性を例示するグラフ図である。
図１１は、第２磁性層２２の組成を変更したときの発振強度ＯＳを例示している。この例において、組成比ｙは２０ａｔｍ％であり、Ｃｏの組成比ｘが変更される。第２元素Ｅは、Ｃｒである。図１１の横軸は、組成比ｘである。縦軸は、発振強度ＯＳである。図１１から分かるように、組成比ｘが１０ａｔｍ％以上５０ａｔｍ％以下において、高い発振強度ＯＳが得られる。この条件において、例えば、ＭＡＭＲによる記録密度が向上し易い。組成比ｘは、２５ａｔｍ％以上３５ａｔｍ％以下であることがより好ましい。高い発振強度ＯＳが安定して得易い。
図１１は、第２磁性層２２の組成を変更したときの発振強度ＯＳを例示している。この例において、組成比ｙは２０ａｔｍ％であり、Ｃｏの組成比ｘが変更される。第２元素Ｅは、Ｃｒである。図１１の横軸は、組成比ｘである。縦軸は、発振強度ＯＳである。図１１から分かるように、組成比ｘが１０ａｔｍ％以上５０ａｔｍ％以下において、高い発振強度ＯＳが得られる。この条件において、例えば、ＭＡＭＲによる記録密度が向上し易い。組成比ｘは、２５ａｔｍ％以上３５ａｔｍ％以下であることがより好ましい。高い発振強度ＯＳが安定して得易い。
【0083】
このように、第２磁性層２２（例えば負のスピン分極を有する磁性層）が上記の組成を有することが好ましい。これにより、例えば高い飽和磁束密度Ｂｍ１と、絶対値が大きい負のスピン分極Ｐｓ１と、が得やすい。例えば、安定した発振が得易い。
【0084】
第１実施形態において、第２磁性層２２の第２厚さｔ２は、５ｎｍ以上１５ｎｍ以下であることが好ましい。第１実施形態において、第１非磁性層４１の厚さｔ４１、及び、第２非磁性層４２の厚さｔ４２のそれぞれは、０．５ｎｍ以上６ｎｍ以下であることが好ましい。
【0085】
（第２実施形態）
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断面図である。
第２実施形態に係る磁気記録装置２１０も、磁気ヘッド１１０Ａ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１１０Ａを用いて磁気記録媒体８０に情報が記録される。
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断面図である。
第２実施形態に係る磁気記録装置２１０も、磁気ヘッド１１０Ａ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１１０Ａを用いて磁気記録媒体８０に情報が記録される。
【0086】
この例においても、電気回路２０Ｄ（図２参照）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１１０Ａ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。
【0087】
図１２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及び第３非磁性層４３を含む。この例では、第４非磁性層４４が設けられている。
【0088】
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。第１非磁性層４１は、第１磁性層２１と第２磁極３２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が設けされる場合において、第４非磁性層４４は、第１磁極３１と第３磁性層２３との間に設けられる。
【0089】
第１磁性層２１は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含む。第２磁性層２２は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含む。例えば、第１磁性層２１及び第２磁性層２２は、正のスピン分極を有する。
【0090】
第３磁性層２３は、第１元素及び第２元素を含む。第１元素は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含む。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元素は、例えば、添加元素である。第３磁性層２３における第２元素の比率（例えば濃度）は、例えば、１原子％以上８０原子％以下である。例えば、第３磁性層２３は、負のスピン分極を有する。
【0091】
第１磁性層２１及び第２磁性層２２は、上記の第２元素を実質的に含まない。または、第１磁性層２１及び第２磁性層２２における第２元素の濃度は、第３磁性層２３における第２元素の濃度よりも低い。
【0092】
第１非磁性層４１は、例えば、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ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。第１非磁性層４１は、例えば、偏極したスピンを伝搬させる層として機能する。
【0093】
第２非磁性層４２は、例えば、Ｔａ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｔｂ、Ｒｈ、Ｃｒ及びＰｄよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第２非磁性層４２は、例えば、偏極したスピンを減衰させる層として機能する。
【0094】
第３非磁性層４３は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ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。第３非磁性層４３は、例えば、偏極したスピンを伝搬させる層として機能する。
【0095】
第４非磁性層４４は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ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。第４非磁性層４４は、例えば、偏極したスピンを伝搬させる層として機能する。
【0096】
図１２に示すように、例えば、電気回路２０Ｄから積層体２０に供給される電流ｊｃ１は、第２磁極３２から第１磁極３１への向きを有する。電流ｊｃ１は、第１磁性層２１から第２磁性層２２への向きを有する。電子流ｊｅ１は、第１磁極３１から第２磁極３２への向きを有する。
【0097】
例えば、積層体２０に電流ｊｃ１が供給されないときは、第１磁性層２１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２０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に向かう割合は、少ない。
【0098】
積層体２０に電流ｊｃ１が供給されると、第１磁性層２１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２０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に向かう割合が、積層体２０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。
【0099】
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２０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。第２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。第２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。
【0100】
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。
【0101】
これに対して、第２実施形態においては、第１磁性層２１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。
【0102】
以下、第２実施形態に係る磁気ヘッド１１０Ａの特性の例について説明する。
【0103】
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、実施形態に係る磁気記録装置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２０に流れる電流ｊｃ１の大きさと、積層体２０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１３（ａ）の縦軸は、積層体２０の電気抵抗Ｒｚ１である。
これらの図は、実施形態に係る積層体２０に流れる電流ｊｃ１の大きさと、積層体２０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１３（ａ）の縦軸は、積層体２０の電気抵抗Ｒｚ１である。
【0104】
図１３（ａ）に示すように、電流ｊｃ１が大きくなると、電気抵抗Ｒｚ１は大きくなる。図１３（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。
【0105】
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Ｒｚ１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２０の温度が上昇することに起因すると考えられる。
【0106】
第３電流範囲ｉｒ３における電気抵抗Ｒｚ１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Ｒｚ１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。
【0107】
図１３（ｂ）において、図１３（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Ｒｚ２と、の関係が示されている。図１３（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Ｒｚ２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Ｒｚ２は、緩やかに変化する。第３電流範囲ｉｒ３において、電気抵抗Ｒｚ２が変化する。第２電流範囲ｉｒ２において、電気抵抗Ｒｚ２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Ｒｚ２は、緩やかに変化する。
【0108】
例えば、図１３（ｂ）に示すように、積層体２０に流れる電流ｊｃ１が第１電流ｉ１のときの積層体２０の電気抵抗Ｒｚ２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。
【0109】
図１３（ｂ）に示すように、積層体２０に流れる電流ｊｃ１が第２電流ｉ２のときに、積層体２０の電気抵抗Ｒｚ２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。
【0110】
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２０の電気抵抗Ｒｚ２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。
【0111】
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Ｒｚ２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Ｒｚ２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２磁性層２２への向きを有する。
【0112】
図１４（ａ）～図１４（ｃ）は、第２実施形態に係る磁気記録装置の特性を例示する模式図である。
これらの図は、電気抵抗Ｒｚ２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Ｒｚ２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Ｒｚ２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１４（ａ）は電流ｊｃ１が第１電流ｉ１であるときに対応する。図１４（ｂ）は電流ｊｃ１が第３電流ｉ３であるときに対応する。図１４（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Ｒｚ２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Ｒｚ２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Ｒｚ２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１４（ａ）は電流ｊｃ１が第１電流ｉ１であるときに対応する。図１４（ｂ）は電流ｊｃ１が第３電流ｉ３であるときに対応する。図１４（ｃ）は電流ｊｃ１が第２電流ｉ２であるときに対応する。
【0113】
図１４（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２０において、高周波の発振が生じていることに対応する。
【0114】
図１４（ａ）及び図１４（ｃ）に示すように、電流ｊｃ１が第１電流ｉ１または第２電流ｉ２であるときは、ピークｐ１が明確に観測されない。これらの電流においては、ＭＡＭＲに有効な磁化発振は、実質的に生じない。
【0115】
このように、積層体２０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２０の電気抵抗Ｒｚ２は発振する。
【0116】
第２実施形態においては、このような特性を有する積層体２０を用いて記録動作が行われる。
【0117】
第２実施形態において、磁気ヘッド１１０Ａ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２０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。
【0118】
以下、磁気記録装置の特性の例について説明する。
図１５は、磁気記録装置の特性を例示する模式図である。
図１５は、第１条件ＣＨ１、第２条件ＣＨ２及び第３条件ＣＨ３の積層体２０を含む磁気ヘッドの特性のシミュレーション結果を例示している。第１条件ＣＨ１においては、上記の磁気ヘッド１１０Ａの構成が適用される。すなわち、第２非磁性層４２は、Ｔａであり、第２非磁性層４２は、例えば、偏極したスピンを減衰させる。
図１５は、磁気記録装置の特性を例示する模式図である。
図１５は、第１条件ＣＨ１、第２条件ＣＨ２及び第３条件ＣＨ３の積層体２０を含む磁気ヘッドの特性のシミュレーション結果を例示している。第１条件ＣＨ１においては、上記の磁気ヘッド１１０Ａの構成が適用される。すなわち、第２非磁性層４２は、Ｔａであり、第２非磁性層４２は、例えば、偏極したスピンを減衰させる。
【0119】
第２条件ＣＨ２においては、第２非磁性層４２は、Ｃｕであり、第２非磁性層４２は、例えば、偏極したスピンを伝搬させる。第２条件ＣＨ２におけるこれ以外の構成は、第１条件ＣＨ１における構成と同様である。
【0120】
第３条件ＣＨ３においては、第２非磁性層４２が設けられず、第１磁性層２１及び第２磁性層２２が互いに接する。第３条件ＣＨ３におけるこれ以外の構成は、第１条件ＣＨ１における構成と同様である。
【0121】
図１５の横軸は、時間ｔｍである。第１時刻ｔｍ１において、記録電流Ｉｗの極性が反転する。図１５の縦軸は、磁化の反転量に対応するパラメータＰ１である。第１条件ＣＨ１、第２条件ＣＨ２及び第３条件ＣＨ３においては、パラメータＰ１は、第１磁極３１と第２磁極３２との間に存在するの磁化の反転量に対応する。
【0122】
図１５には、第１磁極３１の磁化の向きの特性ＰＭも例示されている。特性ＰＭに関して、パラメータＰ１は、第１磁極３１の磁化の向きに対応する。図１５の例では、第１時刻ｔｍ１（時間ｔｍが０．６０ｎｓのとき）において、記録電流Ｉｗの極性が反転する。時間ｔｍが０．６２ｎｓのときに、第１磁極３１の磁化の向きが変化し始める。時間ｔｍが０．６７ｎｓのときに、第１磁極３１の磁化の向きの変化が、実質的に終了する。
【0123】
図１５に示すように、第２条件ＣＨ２においては、パラメータＰ１の絶対値が小さい。第２条件ＣＨ２においては、第１磁極３１と第２磁極３２との間に存在する磁化は、第１磁極３１の磁化に対して、明確に反転していない。
【0124】
図１５に示すように、第１条件ＣＨ１及び第３条件ＣＨ３においては、第１磁極３１と第２磁極３２との間に存在する磁化は、第１磁極３１の磁化に対して、実質的に反転していることが分かる。第１条件ＣＨ１におけるパラメータＰ１の変化は、第３条件ＣＨ３におけるパラメータＰ１の変化よりも早い。第１条件ＣＨ１においては、高速の磁化反転が得られる。第１条件ＣＨ１においては、第１磁性層２１の磁化が速く変化するため、第１磁極３１の磁化の変化に対して高い追従性が得られる。第１条件ＣＨ１においては、例えば、実用的な使用条件において、ＢＥＲ（Bit Error Rate）を効果的に低減できる。
【0125】
第２実施形態においては、ＢＥＲを効果的に低減して、良好な記録ができる記録ギャップを小さくできる。第２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。
【0126】
第２実施形態においては、高い周波数で高速の記録動作時に高い記録能力を得ることができる。記録密度をより効果的に向上できる。
【0127】
【0128】
図１６に示すように、第１磁性層２１は、厚さｔ２１を有する。第２磁性層２２は、厚さｔ２２を有する。第３磁性層２３は、厚さｔ２３を有する。第１非磁性層４１は、厚さｔ４１を有する。第２非磁性層４２は、厚さｔ４２を有する。第３非磁性層４３は、厚さｔ４３を有する。第４非磁性層４４は、厚さｔ４４を有する。これらの厚さは、第１方向Ｄ１に沿う長さである。既に説明したように、第１方向Ｄ１は、Ｘ軸方向に対して傾斜しても良い。
【0129】
磁気ヘッド１１０Ａにおいて、第１磁性層２１の厚さｔ２１は、例えば、２ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。厚さｔ２１が２ｎｍ以上であることで、例えば、磁気記録媒体８０に向かう磁界を効果的に増大することができる。厚さｔ２１が８ｎｍ以下であることで、例えば、効率的な磁化反転を得易くなる。
【0130】
磁気ヘッド１１０Ａにおいて、第２磁性層２２の厚さｔ２２は、例えば、２ｎｍ以上４ｎｍ以下である。厚さｔ２２が２ｎｍ以上であると、高速動作時に、より高いゲインを得易くなる。厚さｔ２２が４ｎｍ以下であることで、安定した動作が得易くなる。
【0131】
磁気ヘッド１１０Ａにおいて、第３磁性層２３の厚さｔ２３は、例えば、２ｎｍ以上５ｎｍ以下である。厚さｔ２３が２ｎｍ以上であると、例えば、第３磁性層２３を通過する電子がスピンし易くなる。厚さｔ２３が５ｎｍ以下であることで、例えば、第３磁性層２３の磁化が安定し易くなる。
【0132】
磁気ヘッド１１０Ａにおいて、第１非磁性層４１の厚さｔ４１は、例えば、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である。厚さｔ４１がこの範囲にあると、例えば、第２磁極３２によりスピン偏極された電子が第１磁性層２１に到達し易くなる。
【0133】
磁気ヘッド１１０Ａにおいて、第２非磁性層４２の厚さｔ４２は、例えば、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である。厚さｔ４２がこの範囲にあることで、例えば、より高いゲインを得易くなる。
【0134】
磁気ヘッド１１０Ａ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。厚さｔ４３がこの範囲にあることで、例えば、第２磁性層２２の磁化と第３磁性層２３の磁化とが相互に安定化し易くなる。
【0135】
磁気ヘッド１１０Ａにおいて、第４非磁性層４４の厚さｔ４４は、例えば、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である。厚さｔ４４がこの範囲にあることで、例えば、第３磁性層２３の磁化が安定し易くなる。
【0136】
第２実施形態において、例えば、第１非磁性層４１は、第１磁性層２１及び第２磁極３２と接する。例えば、第２非磁性層４２は、第２磁性層２２及び第１磁性層２１と接する。例えば、第３非磁性層４３は、第３磁性層２３及び第２磁性層２２と接する。例えば、第４非磁性層４４は、第１磁極３１及び第３磁性層２３と接する。
【0137】
図１７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断面図である。
図１７に示すように、第２実施形態に係る磁気ヘッド１１１Ａにおいては、第４非磁性層４４が設けられない。磁気ヘッド１１１Ａにおいては、第１磁極３１は、第３磁性層２３と接する。磁気ヘッド１１１Ａにおけるこれ以外の構成は、磁気ヘッド１１０Ａの構成と同様でよい。
図１７に示すように、第２実施形態に係る磁気ヘッド１１１Ａにおいては、第４非磁性層４４が設けられない。磁気ヘッド１１１Ａにおいては、第１磁極３１は、第３磁性層２３と接する。磁気ヘッド１１１Ａにおけるこれ以外の構成は、磁気ヘッド１１０Ａの構成と同様でよい。
【0138】
磁気ヘッド１１１Ａにおいても、高速の磁化反転が得られる。ＢＥＲを効果的に低減して、良好な記録ができる記録ギャップを小さくできる。第２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。
【0139】
磁気ヘッド１１０Ａ及び磁気ヘッド１１１Ａにおいて、第３非磁性層４３は、Ｃｒを含むことが好ましい。これにより、例えば、第２磁性層２２の磁化を安定化することがより容易になる。
【0140】
（第３実施形態）
以下、第３実施形態の例について説明する。以下の説明において、第１実施形態と同様の部分の説明は、適宜省略される。
以下、第３実施形態の例について説明する。以下の説明において、第１実施形態と同様の部分の説明は、適宜省略される。
【0141】
図１８は、第３実施形態に係る磁気記録装置の一部を例示する模式的断面図である。
図１８に示すように、第３実施形態に係る磁気記録装置２１０は、磁気ヘッド１２０Ａと、磁気記録媒体８０と、電気回路２０Ｄと、を含む。磁気ヘッド１２０Ａにおいても、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及び第３非磁性層４３を含む。この例では、第４非磁性層４４が設けられている。磁気ヘッド１２０Ａにおいても、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。第１非磁性層４１は、第１磁性層２１と第２磁極３２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が設けされる場合において、第４非磁性層４４は、第１磁極３１と第３磁性層２３との間に設けられる。
図１８に示すように、第３実施形態に係る磁気記録装置２１０は、磁気ヘッド１２０Ａと、磁気記録媒体８０と、電気回路２０Ｄと、を含む。磁気ヘッド１２０Ａにおいても、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及び第３非磁性層４３を含む。この例では、第４非磁性層４４が設けられている。磁気ヘッド１２０Ａにおいても、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。第１非磁性層４１は、第１磁性層２１と第２磁極３２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が設けされる場合において、第４非磁性層４４は、第１磁極３１と第３磁性層２３との間に設けられる。
【0142】
磁気ヘッド１２０Ａにおいて、第１磁性層２１は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含む第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。第１磁性層２１は、例えば、負の分極を有する。第１磁性層２１における第２元素の濃度は、例えば、１原子％以上８０原子％以下である。
【0143】
磁気ヘッド１２０Ａにおいて、第２磁性層２２は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含む。第２磁性層２２は、上記の第２元素を実質的に含まない。または、第２磁性層２２における第２元素の濃度は、第１磁性層２１における第２元素の濃度よりも低い。第２磁性層２２は、例えば、正の分極を有する。
【0144】
磁気ヘッド１２０Ａにおいて、第３磁性層２３は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含む第３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４元素と、を含む。第３磁性層２３は、例えば、負の分極を有する。第３磁性層２３における第４元素の濃度は、例えば、１原子％以上８０原子％以下である。第２磁性層２２は、上記の第４元素を実質的に含まない。または、第２磁性層２２における第４元素の濃度は、第３磁性層２３における第４元素の濃度よりも低い。
【0145】
磁気ヘッド１２０Ａにおいて、例えば、第１非磁性層４１は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ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。磁気ヘッド１２０Ａにおいて、第１非磁性層４１は、例えば、偏極したスピンを伝搬させる層として機能する。
【0146】
磁気ヘッド１２０Ａにおいて、例えば、第２非磁性層４２は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ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。磁気ヘッド１２０Ａにおいて、第２非磁性層４２は、例えば、偏極したスピンを伝搬させる層として機能する。
【0147】
磁気ヘッド１２０Ａにおいて、例えば、第３非磁性層４３は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ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。磁気ヘッド１２０Ａにおいて、第３非磁性層４３は、例えば、偏極したスピンを伝搬させる層として機能する。
【0148】
磁気ヘッド１２０Ａにおいて、第１磁極３１と第３磁性層２３との間に第４非磁性層４４が設けられても良い。第４非磁性層４４は、例えば、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ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。磁気ヘッド１２０Ａにおいて、第４非磁性層４４は、例えば、偏極したスピンを伝搬させる層として機能する。
【0149】
例えば、第１非磁性層４１は、第１磁性層２１及び第２磁極３２と接しても良い。第２非磁性層４２は、第２磁性層２２及び第１磁性層２１と接しても良い。第３非磁性層４３は、第３磁性層２３及び第２磁性層２２と接しても良い。第４非磁性層４４は、第１磁極３１及び第３磁性層２３と接しても良い。
【0150】
磁気ヘッド１２０Ａにおいても、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に関して説明した動作が実施されても良い。磁気ヘッド１２０Ａにおいても、図１３（ｂ）に示すように、積層体２０に流れる電流ｊｃ１が第１電流ｉ１のときの積層体２０の電気抵抗Ｒｚ２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。
【0151】
磁気ヘッド１２０Ａにおいても、図１３（ｂ）に示すように、積層体２０に流れる電流ｊｃ１が第２電流ｉ２のときに、積層体２０の電気抵抗Ｒｚ２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。
【0152】
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２０の電気抵抗Ｒｚ２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。
【0153】
磁気ヘッド１２０Ａにおいても、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Ｒｚ２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Ｒｚ２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２磁性層２２への向きを有する。
【0154】
第３実施形態において、磁気ヘッド１２０Ａ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２０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。第３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。
【0155】
以下、磁気記録装置の特性の例について説明する。
図１９は、磁気記録装置の特性を例示する模式図である。
図１９は、第４条件ＣＨ４、第５条件ＣＨ５及び第６条件ＣＨ６の積層体２０を含む磁気ヘッドの特性のシミュレーション結果を例示している。第４条件ＣＨ４においては、上記の磁気ヘッド１２０Ａの構成が適用される。すなわち、第２非磁性層４２は、Ｃｕであり、第２非磁性層４２は、例えば、偏極したスピンを伝搬させる。
図１９は、磁気記録装置の特性を例示する模式図である。
図１９は、第４条件ＣＨ４、第５条件ＣＨ５及び第６条件ＣＨ６の積層体２０を含む磁気ヘッドの特性のシミュレーション結果を例示している。第４条件ＣＨ４においては、上記の磁気ヘッド１２０Ａの構成が適用される。すなわち、第２非磁性層４２は、Ｃｕであり、第２非磁性層４２は、例えば、偏極したスピンを伝搬させる。
【0156】
第５条件ＣＨ５においては、第２非磁性層４２は、Ｔａであり、第２非磁性層４２は、例えば、偏極したスピンを減衰させる。第５条件ＣＨ５におけるこれ以外の構成は、第４条件ＣＨ４における構成と同様である。
【0157】
第６条件ＣＨ６においては、第２非磁性層４２が設けられず、第１磁性層２１及び第２磁性層２２が互いに接する。第６条件ＣＨ６におけるこれ以外の構成は、第４条件ＣＨ４における構成と同様である。
【0158】
図１９の横軸は、時間ｔｍである。第１時刻ｔｍ１（図１５参照：時間ｔｍが０．６０ｎｓのとき）において、記録電流Ｉｗの極性が反転する。図１９の縦軸は、磁化の反転量に対応するパラメータＰ１である。第４条件ＣＨ４、第５条件ＣＨ５及び第６条件ＣＨ６において、パラメータＰ１は、第１磁極３１と第２磁極３２との間に存在する磁化の反転量に対応する。
【0159】
図１９には、第１磁極３１の磁化の向きの特性ＰＭも例示されている。特性ＰＭに関して、パラメータＰ１は、第１磁極３１の磁化の向きに対応する。図１９の例では、第１時刻ｔｍ１（時間ｔｍが０．６０ｎｓのとき）において、記録電流Ｉｗの極性が反転する。時間ｔｍが０．６２ｎｓのときに、第１磁極３１の磁化の向きが変化し始める。時間ｔｍが０．６７ｎｓのときに、第１磁極３１の磁化の向きの変化が、実質的に終了する。
【0160】
図１９に示すように、第４条件ＣＨ４においては、第５条件ＣＨ５及び第６条件ＣＨ６と比べて、時間ｔｍが０．７ｎｓ以降において、パラメータＰ１が大きい。第４条件ＣＨ４においては、第１磁極３１と第２磁極３２との間に存在する磁化は、第１磁極３１の磁化に対して、実質的に反転する。第４条件ＣＨ４においては、高速に反転する磁化体積が大きい磁性体を反転できる。第４条件ＣＨ４においては、特に、磁気記録におけるＯＷ（Over Write）特性を改善できる。
【0161】
第３実施形態においては、上記の磁気ヘッド１２０Ａの構成が適用される。これにより、例えば比較的高い記録周波数においても記録能力が効果的に改善され、記録特性が改善される。第２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。
【0162】
磁気ヘッド１２０Ａにおいて、第１～第３磁性層２１～２３は、厚さｔ２１～ｔ２３をそれぞれ有する（図１６参照）。磁気ヘッド１２０Ａにおいて、第１～第４非磁性層４１～４４は、厚さｔ４１～ｔ４４を有する（図１６参照）。
【0163】
磁気ヘッド１２０Ａにおいて、第１磁性層２１の厚さｔ２１は、例えば、２ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。厚さｔ２１が２ｎｍ以上であることで、例えば、磁気記録媒体８０に向かう磁界を効果的に増大することができる。厚さｔ２１が８ｎｍ以下であることで、例えば、効率的な磁化反転を得易くなる。
【0164】
磁気ヘッド１２０Ａにおいて、第２磁性層２２の厚さｔ２２は、例えば、２ｎｍ以上４ｎｍ以下である。厚さｔ２２が２ｎｍ以上であると、高速動作時に、より高いゲインを得易くなる。厚さｔ２２が４ｎｍ以下であることで、安定した動作が得易くなる。
【0165】
磁気ヘッド１２０Ａにおいて、第３磁性層２３の厚さｔ２３は、例えば、２ｎｍ以上５ｎｍ以下である。厚さｔ２３が２ｎｍ以上であると、例えば、第３磁性層２３を通過する電子がスピン分極し易くなる。厚さｔ２３が５ｎｍ以下であることで、例えば、第３磁性層２３の磁化が安定し易くなる。
【0166】
磁気ヘッド１２０Ａにおいて、第１非磁性層４１の厚さｔ４１は、例えば、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である。厚さｔ４１がこの範囲にあると、例えば、効果的にスピンを伝搬することができる。
【0167】
磁気ヘッド１２０Ａにおいて、第２非磁性層４２の厚さｔ４２は、例えば、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である。厚さｔ４２がこの範囲にあると、例えば、効果的にスピンを伝搬することができる。
【0168】
磁気ヘッド１２０Ａ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。厚さｔ４３がこの範囲にあると、例えば、効果的にスピンを伝搬することができる。
【0169】
磁気ヘッド１２０Ａにおいて、第４非磁性層４４の厚さｔ４４は、例えば、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である。厚さｔ４４がこの範囲にあると、例えば、効果的にスピンを伝搬することができる。
【0170】
図２０は、第３実施形態に係る磁気記録装置の一部を例示する模式的断面図である。
図２０に示すように、第３実施形態に係る磁気ヘッド１２１Ａにおいては、第４非磁性層４４が設けられない。磁気ヘッド１２１Ａにおいては、第１磁極３１は、第３磁性層２３と接する。磁気ヘッド１２１Ａにおけるこれ以外の構成は、磁気ヘッド１２０Ａの構成と同様でよい。
図２０に示すように、第３実施形態に係る磁気ヘッド１２１Ａにおいては、第４非磁性層４４が設けられない。磁気ヘッド１２１Ａにおいては、第１磁極３１は、第３磁性層２３と接する。磁気ヘッド１２１Ａにおけるこれ以外の構成は、磁気ヘッド１２０Ａの構成と同様でよい。
【0171】
磁気ヘッド１２１Ａにおいても、第１磁極３１と第２磁極３２との間に存在する磁化は、第１磁極３１の磁化に対して反転する。高速に反転する磁化体積が大きい磁性体を反転できる。第２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。
【0172】
磁気ヘッド１２０Ａ及び磁気ヘッド１２１Ａにおいて、第２非磁性層４２及び第３非磁性層４３は、Ｃｒを含むことが好ましい。これにより、例えば、伝搬するスピン量を改善することがより容易になる。
【0173】
第２実施形態及び第３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Ａ１）
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、
を含み、
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１磁性層と前記第２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、
を含み、
前記第１磁性層は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含み、
前記第２磁性層は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含み、
前記第３磁性層は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含む第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磁性層及び前記第２磁性層は、前記第２元素を含まない、または、前記第１磁性層及び前記第２磁性層における前記第２元素の濃度は、前記第３磁性層における前記第２元素の濃度よりも低く、
前記第１非磁性層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ及びＣｒ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、Ｔａ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｔｂ、Ｒｈ、Ｃｒ及びＰｄ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３非磁性層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ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、磁気ヘッド。
（構成Ａ１）
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、
を含み、
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１磁性層と前記第２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、
を含み、
前記第１磁性層は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含み、
前記第２磁性層は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含み、
前記第３磁性層は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含む第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磁性層及び前記第２磁性層は、前記第２元素を含まない、または、前記第１磁性層及び前記第２磁性層における前記第２元素の濃度は、前記第３磁性層における前記第２元素の濃度よりも低く、
前記第１非磁性層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ及びＣｒ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、Ｔａ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｔｂ、Ｒｈ、Ｃｒ及びＰｄ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３非磁性層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ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、磁気ヘッド。
【0174】
（構成Ａ２）
前記第３非磁性層は、Ｃｒを含む、構成Ａ１記載の磁気ヘッド。
前記第３非磁性層は、Ｃｒを含む、構成Ａ１記載の磁気ヘッド。
【0175】
（構成Ａ３）
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、
を含み、
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１磁性層と前記第２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、
を含み、
前記第１磁性層は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含む第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２磁性層は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含み、前記第２磁性層は、前記第２元素を含まない、または、前記第２磁性層における前記第２元素の濃度は、前記第１磁性層における前記第２元素の濃度よりも低く、
前記第３磁性層は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含む第３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４元素と、を含み、前記第２磁性層は、前記第４元素を含まない、または、前記第２磁性層における前記第４元素の濃度は、前記第３磁性層における前記第４元素の濃度よりも低く、
前記第１非磁性層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ及びＣｒ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、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ及びＣｒ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３非磁性層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ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、磁気ヘッド。
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、
を含み、
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１磁性層と前記第２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、
を含み、
前記第１磁性層は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含む第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２磁性層は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含み、前記第２磁性層は、前記第２元素を含まない、または、前記第２磁性層における前記第２元素の濃度は、前記第１磁性層における前記第２元素の濃度よりも低く、
前記第３磁性層は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含む第３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４元素と、を含み、前記第２磁性層は、前記第４元素を含まない、または、前記第２磁性層における前記第４元素の濃度は、前記第３磁性層における前記第４元素の濃度よりも低く、
前記第１非磁性層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ及びＣｒ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、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ及びＣｒ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３非磁性層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ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、磁気ヘッド。
【0176】
（構成Ａ４）
前記第２非磁性層及び前記第３非磁性層は、Ｃｒを含む、構成Ａ３記載の磁気ヘッド。
前記第２非磁性層及び前記第３非磁性層は、Ｃｒを含む、構成Ａ３記載の磁気ヘッド。
【0177】
（構成Ａ５）
前記第１非磁性層は、前記第１磁性層及び前記第２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磁性層と接した、構成Ａ１～Ａ４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、前記第１磁性層及び前記第２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磁性層と接した、構成Ａ１～Ａ４のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0178】
（構成Ａ６）
前記第１磁極は、前記第３磁性層と接した、構成Ａ１～Ａ５のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第１磁極は、前記第３磁性層と接した、構成Ａ１～Ａ５のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0179】
（構成Ａ７）
前記積層体は、第４非磁性層をさらに含み、
前記第４非磁性層は、前記第１磁極と前記第３磁性層との間に設けられ、
前記第４非磁性層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ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、構成Ａ１～Ａ６のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記積層体は、第４非磁性層をさらに含み、
前記第４非磁性層は、前記第１磁極と前記第３磁性層との間に設けられ、
前記第４非磁性層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ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、構成Ａ１～Ａ６のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0180】
（構成Ａ８）
前記第４非磁性層は、前記第１磁極及び前記第３磁性層と接した、構成Ａ７記載の磁気ヘッド。
前記第４非磁性層は、前記第１磁極及び前記第３磁性層と接した、構成Ａ７記載の磁気ヘッド。
【0181】
（構成Ａ９）
前記第４非磁性層の厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である、構成Ａ７またはＡ８に記載の磁気ヘッド。
前記第４非磁性層の厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である、構成Ａ７またはＡ８に記載の磁気ヘッド。
【0182】
（構成Ａ１０）
前記第２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、構成Ａ１～Ａ９のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第２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、構成Ａ１～Ａ９のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0183】
（構成Ａ１１）
前記第１非磁性層の厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である、構成Ａ１～Ａ１０のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第１非磁性層の厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である、構成Ａ１～Ａ１０のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0184】
（構成Ａ１２）
前記第２非磁性層の厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である、構成Ａ１～Ａ１１のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第２非磁性層の厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である、構成Ａ１～Ａ１１のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0185】
（構成Ａ１３）
前記第３非磁性層の厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である、構成Ａ１～Ａ１２のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第３非磁性層の厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である、構成Ａ１～Ａ１２のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0186】
（構成Ａ１４）
前記第１磁性層の厚さは、２ｎｍ以上８ｎｍ以下である、構成Ａ１～Ａ１３のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第１磁性層の厚さは、２ｎｍ以上８ｎｍ以下である、構成Ａ１～Ａ１３のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0187】
（構成Ａ１５）
前記第２磁性層の厚さは、２ｎｍ以上５ｎｍ以下である、構成Ａ１～Ａ１４のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第２磁性層の厚さは、２ｎｍ以上５ｎｍ以下である、構成Ａ１～Ａ１４のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0188】
（構成Ａ１６）
前記第３磁性層の厚さは、２ｎｍ以上５ｎｍ以下である、構成Ａ１～Ａ１５のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第３磁性層の厚さは、２ｎｍ以上５ｎｍ以下である、構成Ａ１～Ａ１５のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0189】
（構成Ａ１７）
構成Ａ１～Ａ１６のいずれか１つに記載の磁気ヘッドと、
磁気記録媒体と、
電気回路と、
備え、
前記積層体に流れる電流が第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、磁気記録装置。
構成Ａ１～Ａ１６のいずれか１つに記載の磁気ヘッドと、
磁気記録媒体と、
電気回路と、
備え、
前記積層体に流れる電流が第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、磁気記録装置。
【0190】
図２１は、磁気ヘッドに含まれる磁性層の特性を例示するグラフ図である。
図２１は、磁気ヘッド１１０Ａの構成において、第３磁性層２３の組成を変更したときの磁化の反転量に対応するパラメータＰ１である。この例において、組成比ｙは２０ａｔｍ％であり、Ｃｏの組成比ｘが変更される。第２元素Ｅは、Ｃｒである。図２１の横軸は、組成比ｘである。縦軸は、パラメータＰ１である。この例では、パラメータＰ１は、記録電流Ｉｗの極性が反転して０．１ｎｓ後の値である。図２１において、パラメータＰ１が正で大きい場合は磁化反転が高速であることに対応する。図２１において、パラメータＰ１が正で大きいときに、高い記録密度が得られる。図２１から分かるように、組成比ｘが１０ａｔｍ％以上５０ａｔｍ％以下において、大きいパラメータＰ１が得られる。この条件において、例えば、高速に磁化が反転でき、高い効率の記録が実施できる。これにより記録密度が向上し易い。組成比ｘは、２５ａｔｍ％以上３５ａｔｍ％以下であることがより好ましい。高速の以下の反転が安定して得易い。
図２１は、磁気ヘッド１１０Ａの構成において、第３磁性層２３の組成を変更したときの磁化の反転量に対応するパラメータＰ１である。この例において、組成比ｙは２０ａｔｍ％であり、Ｃｏの組成比ｘが変更される。第２元素Ｅは、Ｃｒである。図２１の横軸は、組成比ｘである。縦軸は、パラメータＰ１である。この例では、パラメータＰ１は、記録電流Ｉｗの極性が反転して０．１ｎｓ後の値である。図２１において、パラメータＰ１が正で大きい場合は磁化反転が高速であることに対応する。図２１において、パラメータＰ１が正で大きいときに、高い記録密度が得られる。図２１から分かるように、組成比ｘが１０ａｔｍ％以上５０ａｔｍ％以下において、大きいパラメータＰ１が得られる。この条件において、例えば、高速に磁化が反転でき、高い効率の記録が実施できる。これにより記録密度が向上し易い。組成比ｘは、２５ａｔｍ％以上３５ａｔｍ％以下であることがより好ましい。高速の以下の反転が安定して得易い。
【0191】
第２実施形態に係る磁気ヘッド（磁気ヘッド１１０Ａ及び１１１Ａ）において、第３磁性層２３（例えば負のスピン分極を有する磁性層）は、（Ｆｅ１００－ｘＣｏｘ）１００－ｙＥｙ（１０ａｔｍ％≦ｘ≦５０ａｔｍ％、１０ａｔｍ％≦ｙ≦９０ａｔｍ％）を含む。第２元素Ｅ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。組成比ｘ及び組成比ｙは、原子パーセント（ａｔｍ％）である。これにより、例えば、高い飽和磁束密度と、負で絶対値が大きいスピン分極と、が得やすい。効率的な磁化の反転が得られる。記録密度の向上が可能である。
【0192】
図２２は、磁気ヘッドに含まれる磁性層の特性を例示するグラフ図である。
図２２は、磁気ヘッド１２０Ａの構成において、第１磁性層２１及び第３磁性層２３の組成を変更したときの磁化の反転量に対応するパラメータＰ１である。この例において、組成比ｙは２０ａｔｍ％であり、Ｃｏの組成比ｘが変更される。第２元素Ｅは、Ｃｒである。この例では、第１磁性層２１における組成比ｘ及び組成比ｙは、第３磁性層２３における組成比ｘ及び組成比ｙとそれぞれ同じである。図２２の横軸は、組成比ｘである。縦軸は、パラメータＰ１である。図２２において、パラメータＰ１は、記録電流Ｉｗの極性が反転して０．１ｎｓ後の値である。図２２から分かるように、組成比ｘが１０ａｔｍ％以上５０ａｔｍ％以下において、大きいパラメータＰ１が得られる。この条件において、例えば、高速に磁化が反転でき、高い効率の記録が実施できる。これにより記録密度が向上し易い。組成比ｘは、２５ａｔｍ％以上３５ａｔｍ％以下であることがより好ましい。高速の以下の反転が安定して得易い。
図２２は、磁気ヘッド１２０Ａの構成において、第１磁性層２１及び第３磁性層２３の組成を変更したときの磁化の反転量に対応するパラメータＰ１である。この例において、組成比ｙは２０ａｔｍ％であり、Ｃｏの組成比ｘが変更される。第２元素Ｅは、Ｃｒである。この例では、第１磁性層２１における組成比ｘ及び組成比ｙは、第３磁性層２３における組成比ｘ及び組成比ｙとそれぞれ同じである。図２２の横軸は、組成比ｘである。縦軸は、パラメータＰ１である。図２２において、パラメータＰ１は、記録電流Ｉｗの極性が反転して０．１ｎｓ後の値である。図２２から分かるように、組成比ｘが１０ａｔｍ％以上５０ａｔｍ％以下において、大きいパラメータＰ１が得られる。この条件において、例えば、高速に磁化が反転でき、高い効率の記録が実施できる。これにより記録密度が向上し易い。組成比ｘは、２５ａｔｍ％以上３５ａｔｍ％以下であることがより好ましい。高速の以下の反転が安定して得易い。
【0193】
第３実施形態に係る磁気ヘッド（磁気ヘッド１２０Ａ及び１２１Ａ）おいて、第１磁性層２１及び第３磁性層２３（例えば負のスピン分極を有する磁性層）は、上記の（Ｆｅ１００－ｘＣｏｘ）１００－ｙＥｙ（１０ａｔｍ％≦ｘ≦５０ａｔｍ％、１０ａｔｍ％≦ｙ≦９０ａｔｍ％）を含むことが好ましい。これにより、例えば、高い飽和磁束密度と、負で絶対値が大きいスピン分極と、が得やすい。効率的な磁化の反転が得られる。記録密度の向上が可能である。第３磁性層２３の組成比は、第１磁性層２１の組成比と異なっても良い。例えば、第３磁性層２３は、（Ｆｅ１００－ｘ１Ｃｏｘ１
）１００－ｙ１ＥＸｙ１（１０ａｔｍ％≦ｘ１≦５０ａｔｍ％、１０ａｔｍ％≦ｙ１≦９０ａｔｍ％）を含み、第４元素ＥＸ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。
【0194】
（第４実施形態）
図２３は、第４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。
第４実施形態に係る磁気記録装置２１０も、磁気ヘッド１１０Ｂ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１１０Ｂを用いて磁気記録媒体８０に情報が記録される。
図２３は、第４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。
第４実施形態に係る磁気記録装置２１０も、磁気ヘッド１１０Ｂ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１１０Ｂを用いて磁気記録媒体８０に情報が記録される。
【0195】
この例においても、電気回路２０Ｄ（図２参照）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１１０Ｂ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。
【0196】
図２３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。
【0197】
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。
【0198】
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。
【0199】
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。
【0200】
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。
【0201】
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。
【0202】
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。
【0203】
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。
【0204】
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２３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。
【0205】
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。
【0206】
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。
【0207】
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。第４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。第４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。
【0208】
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。
【0209】
これに対して、第４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。
【0210】
第４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。
【0211】
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。
【0212】
図２４は、実験試料を例示する模式的断面図である。
図２５は、実験結果を例示するグラフ図である。
図２４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２５は、実験結果を例示するグラフ図である。
図２４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。
【0213】
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。
【0214】
図２５の横軸は、磁界の強度Ｈ１である。図２５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２５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。
【0215】
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。
【0216】
第４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、第４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。
【0217】
以下、磁化の反転の例について説明する。
図２６（ａ）～図２６（ｃ）は、第４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２６（ａ）～図２６（ｃ）は、第４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。
【0218】
図２６（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。
【0219】
図２６（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。
【0220】
図２６（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。
【0221】
第４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。
【0222】
磁気ヘッド１１０Ｂ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。
【0223】
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。
【0224】
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。
【0225】
図２３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。
【0226】
図２３に示すように、磁気ヘッド１１０Ｂ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１１０Ｂにおいて、第１～第３非磁性層４１～４３は、厚さｔ４１～ｔ４３を有する（図２３参照）。
【0227】
磁気ヘッド１１０Ｂ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。
【0228】
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。
【0229】
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。
【0230】
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。
【0231】
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。
【0232】
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。
【0233】
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。
【0234】
図２３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。
【0235】
図２７は、第４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２７に示すように、第４実施形態に係る磁気ヘッド１１１Ｂ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１１１Ｂ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１１１Ｂの構成は、磁気ヘッド１１０Ｂの構成と同様で良い。
図２７に示すように、第４実施形態に係る磁気ヘッド１１１Ｂ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１１１Ｂ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１１１Ｂの構成は、磁気ヘッド１１０Ｂの構成と同様で良い。
【0236】
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。
【0237】
このような磁気ヘッド１１１Ｂ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。
【0238】
図２７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。
【0239】
図２７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。
【0240】
図２８は、第４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２８に示すように、第４実施形態に係る磁気ヘッド１１２Ｂ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１１２Ｂ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１１２Ｂの構成は、磁気ヘッド１１０Ｂの構成と同様で良い。
図２８に示すように、第４実施形態に係る磁気ヘッド１１２Ｂ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１１２Ｂ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１１２Ｂの構成は、磁気ヘッド１１０Ｂの構成と同様で良い。
【0241】
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。
【0242】
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。
【0243】
このような磁気ヘッド１１２Ｂ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。
【0244】
図２８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。
【0245】
第４実施形態においても、例えば、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に関して説明した特性が得られる。電流ｊｃ１が大きくなると、電気抵抗Ｒｚ１は大きくなる。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。
【0246】
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Ｒｚ１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。
【0247】
第３電流範囲ｉｒ３における電気抵抗Ｒｚ１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Ｒｚ１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。
【0248】
例えば、電気抵抗に関して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Ｒｚ２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Ｒｚ２は、緩やかに変化する。第３電流範囲ｉｒ３において、電気抵抗Ｒｚ２が変化する。第２電流範囲ｉｒ２において、電気抵抗Ｒｚ２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Ｒｚ２は、緩やかに変化する。
【0249】
例えば、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Ｒｚ２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。
【0250】
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Ｒｚ２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。
【0251】
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Ｒｚ２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。
【0252】
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Ｒｚ２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Ｒｚ２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。
【0253】
第４実施形態においても、例えば、図１４（ａ）～図１４（ｃ）に関して説明した特性が得られる。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。
【0254】
電流ｊｃ１が第１電流ｉ１または第２電流ｉ２であるときは、ピークｐ１が明確に観測されない。これらの電流においては、ＭＡＭＲに有効な磁化発振は、実質的に生じない。
【0255】
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Ｒｚ２は発振する。
【0256】
第４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。
【0257】
第４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。第４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。
【0258】
磁気記録装置２１０は、第４実施形態に係る磁気ヘッド（例えば磁気ヘッド１１０Ｂ）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。
【0259】
第４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Ｂ１）
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Ｂ１）
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。
【0260】
（構成Ｂ２）
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Ｂ１記載の磁気ヘッド。
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Ｂ１記載の磁気ヘッド。
【0261】
（構成Ｂ３）
前記第１磁性層は、Ｆｅ及びＣｏを含む、構成Ｂ１またはＢ２に記載の磁気ヘッド。
前記第１磁性層は、Ｆｅ及びＣｏを含む、構成Ｂ１またはＢ２に記載の磁気ヘッド。
【0262】
（構成Ｂ４）
前記第２非磁性層は、Ｃｕを含む、構成Ｂ１～Ｂ３のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第２非磁性層は、Ｃｕを含む、構成Ｂ１～Ｂ３のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0263】
（構成Ｂ５）
前記第２非磁性層は、前記第２元素を含む、構成Ｂ４記載の磁気ヘッド。
前記第２非磁性層は、前記第２元素を含む、構成Ｂ４記載の磁気ヘッド。
【0264】
（構成Ｂ６）
前記第３非磁性層は、Ｃｕを含む、構成Ｂ１～Ｂ５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を含む、構成Ｂ１～Ｂ５のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0265】
（構成Ｂ７）
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Ｂ１～Ｂ６のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
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Ｂ１～Ｂ６のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0266】
（構成Ｂ８）
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Ｂ１～Ｂ６のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
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Ｂ１～Ｂ６のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0267】
（構成Ｂ９）
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Ｂ１～Ｂ６のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
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Ｂ１～Ｂ６のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0268】
（構成Ｂ１０）
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Ｂ１～Ｂ９のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
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Ｂ１～Ｂ９のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0269】
（構成Ｂ１１）
前記第１磁性領域の厚さは、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下である、構成Ｂ１～Ｂ１０のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第１磁性領域の厚さは、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下である、構成Ｂ１～Ｂ１０のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0270】
（構成Ｂ１２）
前記第２磁性領域の厚さは、１ｎｍ以上７ｎｍ以下である、構成Ｂ１～Ｂ１１のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第２磁性領域の厚さは、１ｎｍ以上７ｎｍ以下である、構成Ｂ１～Ｂ１１のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0271】
（構成Ｂ１３）
前記第１磁性層の厚さは、１ｎｍ以上３ｎｍ以下である、構成Ｂ１～Ｂ１２のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第１磁性層の厚さは、１ｎｍ以上３ｎｍ以下である、構成Ｂ１～Ｂ１２のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0272】
（構成Ｂ１４）
前記第３磁性層の厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である、構成Ｂ１～Ｂ１３のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第３磁性層の厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である、構成Ｂ１～Ｂ１３のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0273】
（構成Ｂ１５）
前記第１非磁性層の厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である、構成Ｂ１～Ｂ１４のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第１非磁性層の厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である、構成Ｂ１～Ｂ１４のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0274】
（構成Ｂ１６）
前記第２非磁性層の厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である、構成Ｂ１～Ｂ１５のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第２非磁性層の厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である、構成Ｂ１～Ｂ１５のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0275】
（構成Ｂ１７）
前記第３非磁性層の厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である、構成Ｂ１～Ｂ１６のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
前記第３非磁性層の厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である、構成Ｂ１～Ｂ１６のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0276】
（構成Ｂ１８）
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Ｂ１～Ｂ１７のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
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Ｂ１～Ｂ１７のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【0277】
（構成Ｂ１９）
構成Ｂ１～Ｂ１７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Ｂ１～Ｂ１７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。
【0278】
（構成Ｂ２０）
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Ｂ１９記載の磁気記録装置。
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Ｂ１９記載の磁気記録装置。
【0279】
第４実施形態に係る磁気ヘッド（磁気ヘッド１１０Ｂ、１１１Ｂ及び１１２Ｂ）おいて、第２磁性領域２２ｂ（例えば負のスピン分極を有する磁性領域）及び第３磁性層２３（例えば負のスピン分極を有する磁性層）は、（Ｆｅ１００－ｘＣｏｘ）１００－ｙＥｙ（１０ａｔｍ％≦ｘ≦５０ａｔｍ％、１０ａｔｍ％≦ｙ≦９０ａｔｍ％）を含む。第２元素Ｅ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。組成比ｘ及び組成比ｙは、原子パーセント（ａｔｍ％）である。これにより、例えば、高い飽和磁束密度と、負で絶対値が大きいスピン分極と、が得やすい。効率的な磁化の反転が得られる。記録密度の向上が可能である。
【0280】
（第５実施形態）
図２９は、第５実施形態に係る磁気記録装置の一部を例示する模式的断面図である。
図２９に示すように、第５実施形態に係る磁気記録装置２１０の磁気ヘッド１１１Ｃにおいては、積層体２０は、第１磁性層２１、第２磁性層２２、第１非磁性層４１、第２非磁性層４２及び第３非磁性層４３に加えて、第３磁性層２３及び第４非磁性層４４をさらに含む。磁気ヘッド１１１Ｃにおけるこれ以外の構成は、第２実施形態または第３実施形態に係る磁気ヘッドの構成と同様である。以下、磁気ヘッド１１１Ｃの例について説明する。
図２９は、第５実施形態に係る磁気記録装置の一部を例示する模式的断面図である。
図２９に示すように、第５実施形態に係る磁気記録装置２１０の磁気ヘッド１１１Ｃにおいては、積層体２０は、第１磁性層２１、第２磁性層２２、第１非磁性層４１、第２非磁性層４２及び第３非磁性層４３に加えて、第３磁性層２３及び第４非磁性層４４をさらに含む。磁気ヘッド１１１Ｃにおけるこれ以外の構成は、第２実施形態または第３実施形態に係る磁気ヘッドの構成と同様である。以下、磁気ヘッド１１１Ｃの例について説明する。
【0281】
図２９に示すように、第３磁性層２３は、第１非磁性層４１と第１磁性層２１との間に設けられる。第４非磁性層４４は、第３磁性層２３と第１磁性層２１との間に設けられる。第３磁性層２３は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含む第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。第３磁性層２３は、例えば、負の分極を有する。
【0282】
第１磁性層２１及び第２磁性層２２は、例えば、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくともいずれかを含む。例えば、正の分極を有する磁性材料を含む。例えば、第１磁性層２１及び第２磁性層２２は、第２元素を含まない。または、第１磁性層２１及び第２磁性層２２に含まれる第２元素の濃度は、第３磁性層２３に含まれる第２元素の濃度よりも低い。
【0283】
磁気ヘッド１１１Ｃにおいて、例えば、第１非磁性層４１は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ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。第１非磁性層４１は、例えば、偏極したスピンを伝搬させる層として機能する。
【0284】
磁気ヘッド１１１Ｃにおいて、例えば、第２非磁性層４２は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ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。第２非磁性層４２は、例えば、偏極したスピンを伝搬させる層として機能する。
【0285】
磁気ヘッド１１１Ｃにおいて、例えば、第３非磁性層４３は、Ｔａ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｔｂ、Ｒｈ、Ｃｒ及びＰｄよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第３非磁性層４３は、例えば、偏極したスピンを減衰させる層として機能する。
【0286】
磁気ヘッド１１１Ｃにおいて、例えば、第４非磁性層は、Ｔａ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｔｂ、Ｒｈ、Ｃｒ及びＰｄ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、偏極したスピンを減衰させる層として機能する。
【0287】
このような構成を磁気ヘッド１１１Ｃにおいて、より高いゲインが得られる。
【0288】
例えば、磁気ヘッド１１１Ｃの構成において第３磁性層２３が設けられない第１参考例がある。第１参考例において、積層体２０は、第１磁性層２１、第２磁性層２２、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。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２非磁性層４２は、第１磁性層２１と第２磁極３２との間に設けられる。第３非磁性層４３は、第１磁極３１と第２磁性層２２との間に設けられる。第２非磁性層４２は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ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。第３非磁性層４３は、Ｔａ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｔｂ、Ｒｈ、Ｃｒ及びＰｄよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第１非磁性層４１は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ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。
【0289】
図３０は、第５実施形態に係る磁気記録装置の特性を例示する模式図である。
図３０は、第５実施形態に係る磁気ヘッド１１１Ｃにおける特性のシミュレーション結果を例示している。第２電流ｉ２を積層体２０に供給しつつ記録電流Ｉｗを反転したときの第１磁性層２１、第２磁性層２２及び第３磁性層２３を合計した磁化の応答をシミュレーションした結果を例示している。図３０において、横軸は、時間ｔｍである。第１時刻ｔｍ１及び第２時刻ｔｍ２において、記録電流Ｉｗの極性は反転する。図３０において、縦軸は、磁化の反転量に対応するパラメータＰ１である。パラメータＰ１が負であるときに、積層体２０に電流を供給しないときを基準にしたゲインが上昇する。
図３０は、第５実施形態に係る磁気ヘッド１１１Ｃにおける特性のシミュレーション結果を例示している。第２電流ｉ２を積層体２０に供給しつつ記録電流Ｉｗを反転したときの第１磁性層２１、第２磁性層２２及び第３磁性層２３を合計した磁化の応答をシミュレーションした結果を例示している。図３０において、横軸は、時間ｔｍである。第１時刻ｔｍ１及び第２時刻ｔｍ２において、記録電流Ｉｗの極性は反転する。図３０において、縦軸は、磁化の反転量に対応するパラメータＰ１である。パラメータＰ１が負であるときに、積層体２０に電流を供給しないときを基準にしたゲインが上昇する。
【0290】
図３０に示すように、磁気ヘッド１１１Ｃにおいて、記録磁界の極性が反転する時刻（第１時刻ｔｍ１または第２時刻ｔｍ２）の直後において、パラメータＰ１は負であり、時間が経過すると正になる。磁気ヘッド１１１Ｃにおいては、記録磁界の周波数が高く、極性反転後の時間ｔｍが短い場合において、ゲインの上昇が得られる。
【0291】
図３０に示すように、磁気ヘッド１１１Ｃにおいては、パラメータＰ１の絶対値の最大値が得られる時間ｔｍは、０．４５ｎｓである。一方、上記の第１参考例においては、パラメータＰ１の絶対値の最大値が得られる時間ｔｍは、０．４ｎｓである。第１磁極３１における磁化は、記録磁界の極性が反転する時刻（第１時刻ｔｍ１または第２時刻ｔｍ２）から少し後の時刻で反転する。磁気ヘッド１１１Ｃにおける第１磁性層２１の磁化の反転時刻が、第１磁極３１における磁化の反転時刻と、より合致する。これにより、よりゲインが得られる。
【0292】
第１磁性層２１が設けられ、第２磁性層２２及び第３非磁性層４３が設けられない第２参考例が考えられる。第２参考例においては、第１非磁性層４１は、第１磁極３１と接する。
【0293】
図３１は、磁気記録装置の特性を例示する模式図である。
図３１は、第１参考例の磁気ヘッド１１８、第２参考例の磁気ヘッド１１９、及び、磁気ヘッド１１１Ｃに関して、記録磁界の周波数と、ゲインと、の関係を例示している。図３１の横軸は、記録磁界の周波数ｆｗである。周波数ｆｗは、記録電流Ｉｗの周波数に対応する。図３１の縦軸は、積層体２０に電流を供給しないときを基準にした、ゲインＧｎ０である。
図３１は、第１参考例の磁気ヘッド１１８、第２参考例の磁気ヘッド１１９、及び、磁気ヘッド１１１Ｃに関して、記録磁界の周波数と、ゲインと、の関係を例示している。図３１の横軸は、記録磁界の周波数ｆｗである。周波数ｆｗは、記録電流Ｉｗの周波数に対応する。図３１の縦軸は、積層体２０に電流を供給しないときを基準にした、ゲインＧｎ０である。
【0294】
図３１に示すように、磁気ヘッド１１１Ｃにおいては、第１参考例の磁気ヘッド１１８と比べて、低い周波数ｆｗでも高いゲインＧｎ０が得られる。第５実施形態においても、高い周波数で高速の記録動作時に高い記録能力を得ることができる。記録密度をより効果的に向上できる。
【0295】
図３２（ａ）～図３２（ｃ）は、第５実施形態に係る磁気記録装置の特性を例示する模式的断面図である。
これらの図は、磁気ヘッド１１１Ｃにおける磁化の向きの変化の例を示している。これらの図に示すように、例えば、第３磁性層２３の磁化２３Ｍは、第２磁性層２２の磁化２２Ｍと連動する。
これらの図は、磁気ヘッド１１１Ｃにおける磁化の向きの変化の例を示している。これらの図に示すように、例えば、第３磁性層２３の磁化２３Ｍは、第２磁性層２２の磁化２２Ｍと連動する。
【0296】
（第６実施形態）
図３３は、第６実施形態に係る磁気記録装置の一部を例示する模式的断面図である。
図３３に示すように、第６実施形態に係る磁気記録装置２１０の磁気ヘッド１２１Ｃにおいては、積層体２０は、第１磁性層２１、第２磁性層２２、第１非磁性層４１、第２非磁性層４２及び第３非磁性層４３に加えて、第３磁性層２３及び第４非磁性層４４をさらに含む。
図３３は、第６実施形態に係る磁気記録装置の一部を例示する模式的断面図である。
図３３に示すように、第６実施形態に係る磁気記録装置２１０の磁気ヘッド１２１Ｃにおいては、積層体２０は、第１磁性層２１、第２磁性層２２、第１非磁性層４１、第２非磁性層４２及び第３非磁性層４３に加えて、第３磁性層２３及び第４非磁性層４４をさらに含む。
【0297】
磁気ヘッド１２１Ｃにおいて、第３磁性層２３は、第１非磁性層４１と第１磁性層２１との間に設けられる。第４非磁性層４４は、第３磁性層２３と第１磁性層２１との間に設けられる。第３磁性層２３は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含む第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。
【0298】
第１非磁性層４１は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ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。第２非磁性層４２は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ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。第３非磁性層４３は、Ｔａ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｔｂ、Ｒｈ、Ｃｒ及びＰｄ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、Ｔａ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｔｂ、Ｒｈ、Ｃｒ及びＰｄよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。
【0299】
このような構成を有する磁気ヘッド１２１Ｃにおいても、より高いゲインが得られる。
【0300】
磁気ヘッド１１１Ｃ及び磁気ヘッド１２１Ｃにおいて、第３磁性層２３の厚さは、例えば、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である。第４非磁性層４４の厚さは、例えば、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である。これらの厚さは、第１方向Ｄ１に沿う長さである。既に説明したように、第１方向Ｄ１は、Ｘ軸方向に対して傾斜しても良い。
【0301】
第５実施形態および第６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が提供できる。
【0302】
第５実施形態および第６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Ｃ１）
磁気ヘッドと、
磁気記録媒体と、
電気回路と、
を備え、
前記磁気ヘッドは、
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、
を含み、
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２磁性層と前記第１磁性層との間に設けられた第１非磁性層と、
前記第１磁性層と前記第２磁極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２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非磁性層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ及びＣｒ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３非磁性層は、Ｔａ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｔｂ、Ｒｈ、Ｃｒ及びＰｄよりなる群から選択された少なくとも１つを含み、
前記積層体に流れる電流が第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、磁気記録装置。
（構成Ｃ１）
磁気ヘッドと、
磁気記録媒体と、
電気回路と、
を備え、
前記磁気ヘッドは、
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、
を含み、
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２磁性層と前記第１磁性層との間に設けられた第１非磁性層と、
前記第１磁性層と前記第２磁極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２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非磁性層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ及びＣｒ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３非磁性層は、Ｔａ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｔｂ、Ｒｈ、Ｃｒ及びＰｄよりなる群から選択された少なくとも１つを含み、
前記積層体に流れる電流が第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、磁気記録装置。
【0303】
（構成Ｃ２）
磁気ヘッドと、
磁気記録媒体と、
電気回路と、
を備え、
前記磁気ヘッドは、
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、
を含み、
前記積層体は、
第１磁性層と、
前記第１磁性層と前記第２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第１非磁性層と、
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非磁性層と、
前記第２磁性層と前記第２磁極との間に設けられた第３非磁性層と、
を含み、
前記第２非磁性層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ及びＣｒ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３非磁性層は、Ｔａ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｔｂ、Ｒｈ、Ｃｒ及びＰｄよりなる群から選択された少なくとも１つを含み、
前記積層体に流れる電流が第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、磁気記録装置。
磁気ヘッドと、
磁気記録媒体と、
電気回路と、
を備え、
前記磁気ヘッドは、
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、
を含み、
前記積層体は、
第１磁性層と、
前記第１磁性層と前記第２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第１非磁性層と、
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非磁性層と、
前記第２磁性層と前記第２磁極との間に設けられた第３非磁性層と、
を含み、
前記第２非磁性層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ及びＣｒ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３非磁性層は、Ｔａ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｔｂ、Ｒｈ、Ｃｒ及びＰｄよりなる群から選択された少なくとも１つを含み、
前記積層体に流れる電流が第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、磁気記録装置。
【0304】
（構成Ｃ３）
前記第１非磁性層は、第１材料または第２材料を含み、
前記第１材料は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ及びＣｒ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材料は、Ｔａ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｔｂ、Ｒｈ及びＰｄよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、構成Ｃ１またはＣ２に記載の磁気記録装置。
前記第１非磁性層は、第１材料または第２材料を含み、
前記第１材料は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ及びＣｒ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材料は、Ｔａ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｔｂ、Ｒｈ及びＰｄよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、構成Ｃ１またはＣ２に記載の磁気記録装置。
【0305】
（構成Ｃ４）
前記積層体は、
前記第１非磁性層と前記第１磁性層との間に設けられた第３磁性層と、
前記第３磁性層と前記第１磁性層との間に設けられた第４非磁性層と、
をさらに含み、
前記第３磁性層は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含む第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非磁性層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ及びＣｒ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、Ｔａ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｔｂ、Ｒｈ、Ｃｒ及びＰｄよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、構成Ｃ１またはＣ２に記載の磁気記録装置。
前記積層体は、
前記第１非磁性層と前記第１磁性層との間に設けられた第３磁性層と、
前記第３磁性層と前記第１磁性層との間に設けられた第４非磁性層と、
をさらに含み、
前記第３磁性層は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを含む第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非磁性層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ及びＣｒ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、Ｔａ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｔｂ、Ｒｈ、Ｃｒ及びＰｄよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、構成Ｃ１またはＣ２に記載の磁気記録装置。
【0306】
（構成Ｃ５）
前記第２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、構成Ｃ１～Ｃ４のいずれか１つに記載の磁気記録装置。
前記第２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、構成Ｃ１～Ｃ４のいずれか１つに記載の磁気記録装置。
【0307】
（構成Ｃ６）
前記第２非磁性層の厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である、構成Ｃ１～Ｃ５のいずれか１つに記載の磁気記録装置。
前記第２非磁性層の厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である、構成Ｃ１～Ｃ５のいずれか１つに記載の磁気記録装置。
【0308】
（構成Ｃ７）
前記第３非磁性層の厚さは、２ｎｍ以上６ｎｍ以下である、構成Ｃ１～Ｃ６のいずれか１つに記載の磁気記録装置。
前記第３非磁性層の厚さは、２ｎｍ以上６ｎｍ以下である、構成Ｃ１～Ｃ６のいずれか１つに記載の磁気記録装置。
【0309】
（構成Ｃ８）
前記第１磁性層及び前記第２磁性層は、Ｆｅ及びＣｏの少なくともいずれかを含む、構成Ｃ１～Ｃ７のいずれか１つに記載の磁気記録装置。
前記第１磁性層及び前記第２磁性層は、Ｆｅ及びＣｏの少なくともいずれかを含む、構成Ｃ１～Ｃ７のいずれか１つに記載の磁気記録装置。
【0310】
（構成Ｃ９）
前記第１磁性層の厚さは、２ｎｍ以上８ｎｍ以下である、構成Ｃ１～Ｃ８のいずれか１つに記載の磁気記録装置。
前記第１磁性層の厚さは、２ｎｍ以上８ｎｍ以下である、構成Ｃ１～Ｃ８のいずれか１つに記載の磁気記録装置。
【0311】
（構成Ｃ１０）
前記第２磁性層の厚さは、２ｎｍ以上４ｎｍ以下である、構成Ｃ１～Ｃ９のいずれか１つに記載の磁気記録装置。
前記第２磁性層の厚さは、２ｎｍ以上４ｎｍ以下である、構成Ｃ１～Ｃ９のいずれか１つに記載の磁気記録装置。
【0312】
（構成Ｃ１１）
前記情報に対応する記録電流が第１周波数であるときの前記記録動作において、前記電気回路が前記第２電流を前記積層体に供給しないときの、前記磁気記録媒体に記録される信号の強度は、第１強度であり、
前記記録電流が前記第１周波数であるときの前記記録動作において、前記電気回路が前記第２電流を前記積層体に供給したときの、前記磁気記録媒体に記録される信号の強度は、第２強度であり、
前記情報に対応する記録電流が前記第１周波数よりも高い第２周波数であるときの前記記録動作において、前記電気回路が前記第２電流を前記積層体に供給しないときの、前記磁気記録媒体に記録される信号の強度は、第３強度であり、
前記記録電流が前記第２周波数であるときの前記記録動作において、前記電気回路が前記第２電流を前記積層体に供給したときの、前記磁気記録媒体に記録される信号の強度は、第４強度であり、
前記第３強度に対する前記第４強度の第２比は、前記第１強度に対する前記第２強度の第１比よりも高い、構成Ｃ１～Ｃ１０のいずれか１つに記載の磁気記録装置。
前記情報に対応する記録電流が第１周波数であるときの前記記録動作において、前記電気回路が前記第２電流を前記積層体に供給しないときの、前記磁気記録媒体に記録される信号の強度は、第１強度であり、
前記記録電流が前記第１周波数であるときの前記記録動作において、前記電気回路が前記第２電流を前記積層体に供給したときの、前記磁気記録媒体に記録される信号の強度は、第２強度であり、
前記情報に対応する記録電流が前記第１周波数よりも高い第２周波数であるときの前記記録動作において、前記電気回路が前記第２電流を前記積層体に供給しないときの、前記磁気記録媒体に記録される信号の強度は、第３強度であり、
前記記録電流が前記第２周波数であるときの前記記録動作において、前記電気回路が前記第２電流を前記積層体に供給したときの、前記磁気記録媒体に記録される信号の強度は、第４強度であり、
前記第３強度に対する前記第４強度の第２比は、前記第１強度に対する前記第２強度の第１比よりも高い、構成Ｃ１～Ｃ１０のいずれか１つに記載の磁気記録装置。
【0313】
第５実施形態及び第６実施形態に係る磁気ヘッド（磁気ヘッド１１１Ｃ及び１２１Ｃ）において、第３磁性層２３（例えば負のスピン分極を有する磁性層）は、（Ｆｅ１００－ｘＣｏｘ）１００－ｙＥｙ（１０ａｔｍ％≦ｘ≦５０ａｔｍ％、１０ａｔｍ％≦ｙ≦９０ａｔｍ％）を含む。第２元素Ｅ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。組成比ｘ及び組成比ｙは、原子パーセント（ａｔｍ％）である。これにより、例えば、高い飽和磁束密度と、負で絶対値が大きいスピン分極と、が得やすい。効率的な磁化の反転が得られる。記録密度の向上が可能である。
【0314】
第１～第６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。
【0315】
以下、第１～第６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３４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３４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３４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３４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。
【0316】
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。
【0317】
図３５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３５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３５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。
【0318】
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。例えば、垂直磁気記録が行われる。
【0319】
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。
【0320】
図３５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。
【0321】
図３６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３６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３６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。
【0322】
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を含む。磁気ヘッド１１０は、ヘッドスライダ１５９の空気流出側１５９Ｂの側面などに設けられる。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。
【0323】
図３７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３７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を含んでも良い。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３７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を含んでも良い。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。
【0324】
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。
【0325】
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。
【0326】
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。
【0327】
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。
【0328】
図３８（ａ）及び図３８（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３８（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３８（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３８（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３８（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。
【0329】
図３８（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。
【0330】
図３８（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。
【0331】
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。
【0332】
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。
【0333】
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。
【0334】
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。
【0335】
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。
【0336】
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。
【0337】
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。
【0338】
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。
【0339】
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。
【0340】
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。
【0341】
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。
【0342】
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。
【0343】
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】
【0344】
２０…積層体、 ２０Ｄ…電気回路、 ２１…第１磁性層、 ２１ａ、２１ｂ…第１、第２磁性領域、 ２２…第２磁性層、 ２２ｃ、２２ｄ…第３、第４磁性領域、 ２３…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、 ４１～４３…第１～第３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、ＡＲ１…矢印、 Ｄ１…第１方向、 Ｉ１～Ｉ３…第１～第３電流、 Ｉｔｈ…しきい値電流、 Ｉｗ…記録電流、 Ｍｚ、Ｍｚ１、Ｍｚ２…磁化、 ＯＳ…発振強度、ＲＲ１…厚さ比、 Ｒｘ…電気抵抗、 Ｒｘ１～Ｒｘ３…第１～第３抵抗、 Ｔ１、Ｔ２…第１、第２端子、 Ｗ１、Ｗ２…第１、第２配線、 ｉｃ、ｊｃ１…電流、 ｊｅ、ｊｅ１…電子流、 ｔ１～ｔ３…第１～第３厚さ、 ｔ４１～ｔ４３…厚さ、 ｔｍ…時間、 ｔｍ１、ｔｍ２…第１、第２時刻、 ｔｓ…和
【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】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】