(57)【要約】【課題】本発明は、磁壁が駆動できる領域を制御して、磁壁消失のエラー発生率を減少させることを目的とする。【解決手段】本発明に係る磁壁移動型磁気記録装置１は、強磁性体からなり、磁壁３を含む磁気記録層２と、非磁性層４を介して磁気記録層２に接続された強磁性体からなるピン層５と、磁気記録層２に接続し、平面視してピン層５を挟んで離間されるように配置された、磁気記録層２に磁壁３を移動させるための第１の値の電流パルスを印加する少なくとも２つの電極６１、６２と、磁気記録層２に高周波磁界１０を印加する高周波磁界印加機構７と、電流パルスに応じて高周波磁界印加機構７を制御し、磁気記録層２に印加される高周波磁界１０を変化させる高周波磁界制御機構９と、を備え、前記電極間の距離ｗ１と前期高周波印加機構の前記磁壁移動方向に平行の幅ｗ２の関係性が、ｗ２＜ｗ１であることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
強磁性体からなり、磁壁を含む磁気記録層と、
非磁性層を介して前記磁気記録層に接続された強磁性層と、
前記磁気記録層に接続し、平面視して前記強磁性層を挟んで離間されるように配置された、前記磁気記録層に前記磁壁を移動させるための電圧を印加する少なくとも２つの電極と、
前記磁気記録層に高周波磁界を印加する高周波磁界印加機構と、
印加された前記電圧による電流パルスに応じて前記高周波磁界印加機構を作動させ、前記磁気記録層に印加される高周波磁界を変化させる高周波磁界制御機構と、を備え、
前記電極間の距離ｗ１と前期高周波印加機構の前記磁壁移動方向に平行の幅ｗ２の関係性が、ｗ２＜ｗ１であることを特徴とする、磁壁移動型磁気記録装置。
【請求項２】
前記電極間の距離ｗ１と前期高周波印加機構の前記磁壁移動方向に平行の幅ｗ２の関係性が、１．２ * ｗ２＜ｗ１であることを特徴とする、請求項１に記載の磁壁移動型磁気記録装置。
【請求項３】
前期高周波印加機構の前記磁壁移動方向に平行の幅ｗ２と前記強磁性層の前記磁壁移動方向に平行の幅ｗ３の関係性が、ｗ３＜０．９ * ｗ２であることを特徴とする、請求項１に記載の磁壁移動型磁気記録装置。
【請求項４】
前記高周波磁界制御機構が前記高周波磁界印加機構を作動させ、前記高周波磁界を前記磁気記録層に印加して前記磁壁の磁壁移動閾値電流密度を制御することを特徴とする、請求項１に記載の磁壁移動型磁気記録装置。
【請求項５】
前記高周波磁界が印加されていない場合の前記磁壁移動閾値電流Jw/o MWと、前記高周波磁界が印加されている場合の前記磁壁移動閾値電流Jw/ MWと、前記電圧による電流パルスの電流密度Jdriveの関係性が、Jw/ MW＜Jdrive＜Jw/o MWとなっていることを特徴とする、請求項１に記載の磁壁移動型磁気記録装置。
【請求項６】
前記電流パルスの印加よりも早く、前記高周波磁界を前記磁気記録層に印加させるように前記高周波磁界印加機構を作動させることを特徴とする、請求項１に記載の磁壁移動型磁気記録装置。
【請求項７】
前記磁壁の前記強磁性層に対する位置に基づく値を保持する多値記録型記録装置であることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の磁壁移動型磁気記録装置。
【請求項８】
前記磁界印加機構が、前記高周波磁界を前記磁気記録層の面内方向に印加することを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の磁壁移動型磁気記録装置。
【請求項９】
前記磁界印加機構が、前記高周波磁界を前記磁気記録層の面直方向に印加することを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の磁壁移動型磁気記録装置。
【請求項１０】
前記磁界印加機構が、非磁性金属からなる線路であることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の磁壁移動型磁気記録装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の磁壁移動型磁気記録装置が２次元または３次元に複数配置されたことを特徴とする、磁気記録アレイ。
【請求項１２】
前記複数の磁壁移動型磁気記録装置のうちの一部または全部の磁壁移動型磁気記録装置の磁気記録層に電流パルスを印加し、前記電流パルスの印加に応じて、前記磁界制御機構が前記磁壁移動型磁気記録装置の前記磁界印加機構のそれぞれを個々に作動させ、前記磁気記録層に印加される磁界を変化させることを特徴とする、請求項１１に記載の磁気記録アレイ。
【請求項１３】
前記高周波磁界印加機構が、前記複数の磁壁移動型磁気記録装置のうちの一部または全部に共有されていることを特徴とする、請求項１６に記載の磁気記録アレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁壁移動型磁気記録装置および磁気記録アレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
微細化に限界が見えてきたフラッシュメモリ等に代わる次世代の不揮発性メモリとして、抵抗変化型素子を利用してデータを記憶する抵抗変化型の磁気記録装置、例えば、ＭＲＡＭ（Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲｅＲＡＭ（Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  Ｒａｎｄｏｍｅ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＰＣＲＡＭ（Ｐｈａｓｅ  Ｃｈａｎｇｅ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などが注目されている。
【０００３】
メモリの高密度化（大容量化）の方法としては、メモリを構成する素子自体を小さくする方法のほかに、メモリを構成する素子一つあたりの記録ビットを多値化する方法がある。
【０００４】
ＭＲＡＭの１つに、磁壁駆動型磁気記録装置または磁壁移動型磁気記録装置と呼ばれる種類のものがある。磁壁移動型磁気記録装置は、電流を磁気記録層（または磁壁移動層）の面内方向に流し、スピン偏極電子によるスピントランスファー効果によって磁壁を移動させ、強磁性膜の磁化を書込み電流の方向に応じた向きに反転させることでデータ書き込みを行う。
【０００５】
図６及び図７に、従来の多値磁壁移動型磁気記録装置１００の斜視模式図及び平面模式図を示す。多値磁壁移動型磁気記録装置１００は、磁気記録層１０２と、非磁性層１０４を介して磁気記録層１０２に接続されたピン層１０５と、磁気記録層１０２の両端に接続され、互いに反対方向の磁化を有する第１の磁気固定層１６１と、第２の磁気固定層１６２と、を含む。ピン層１０５の磁化の方向は、第１の磁気固定層１６１または第２の磁気固定層１６２のいずれかの磁化の方向と同方向に固定されている。磁気記録層１０２は、第１の磁気固定層１６１の磁化と同方向の磁化を有する第１の磁区１１１と、第２の磁気固定層１６２の磁化と同方向の磁化を有する第２の磁区１１２を含み、第１の磁区１１１と第２の磁区１１２との境界には、磁壁１０３が形成されている。磁壁１０３は、ピン層１０５の直下の所定の位置に配置されている。
【０００６】
このように構成された多値磁壁移動型磁気記録装置１００に、第２の磁気固定層１６２から第１の磁気固定層１６１の方向に電流パルスを印加すると、第１の磁気固定層１６１のスピンが磁気記録層１０２に流入する。そのため、第１の磁区１１１は第２の磁気固定層１６２の方向へ広がり、磁壁１０３が第２の磁気固定層１６２の方向へ移動する。従って、第１の磁区１１１がピン層１０５と重なる面積が大きくなり、第２の磁区１１２がピン層１０５と重なる面積が小さくなる。
【０００７】
ピン層１０５の磁化と、その直下の磁気記録層１０２の磁化とが同方向（平行）であると、ピン層１０５と磁気記録層１０２との間の電気伝導度が大きくなり、反対方向（反平行）であると、電気伝導度が小さくなる。磁壁１０３がピン層１０５の直下の所定の位置に停止すると、ピン層１０５と磁気記録層１０２との間の電気伝導度は、磁化が平行である部分の面積に比例して大きくなる。図８に、このように構成された多値磁壁移動型磁気記録装置１００において、ピン層１０５の磁化と磁気記録層１０２の磁化とが平行な部分の面積と、ピン層１０５と磁気記録層１０２との間の電気伝導度の関係を表すグラフを示す。
【０００８】
このように、ピン層と磁気記録層との間の電気伝導度は、磁壁の位置によって線形的に変化するため、磁壁を所定の位置に停止させることにより、１つの磁壁移動型磁気記録装置を、０／１以外の複数の値を取り得るアナログ的な多値動作を行う多値記録型の磁壁移動型磁気記録装置として構成することができる。
【０００９】
このような多値記録型の磁壁移動型磁気記録装置において、電流で磁壁を操作する際の磁壁移動量のばらつきが大きいと磁壁が磁壁駆動領域から外れてしまい磁壁が消失してしまう磁壁消失エラーが発生する可能性がある。また、記録状態の長期保持の為には垂直異方性が高い材料系を用いた方が有利であるが、磁壁駆動に必要な閾値電流密度が上がってしまう。その為、閾値電流密度低下と記録保持力にはトレードオフの関係にある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Applied Physics Express 7, 033005 (2014)
【非特許文献２】Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT3675
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、磁壁が駆動できる領域を制御して、磁壁消失のエラー発生率を減少させることを目的とする。さらに、長期記録保持と低動作電力化を両立させた磁壁駆動型磁気記録装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る磁壁移動型磁気記録装置は、強磁性体からなり、磁壁を含む磁気記録層と、非磁性層を介して磁気記録層に接続された強磁性層と、磁気記録層に接続し、平面視して強磁性層を挟んで離間されるように配置された、磁気記録層に磁壁を移動させるための電圧を印加する少なくとも２つの電極と、磁気記録層に高周波磁界を印加する高周波磁界印加機構と、印加された電圧による電流パルスに応じて高周波磁界印加機構を作動させ、磁気記録層に印加される磁界を変化させる磁界制御機構と、を備え、２つの電極の離間された距離ｗ１と高周波印加機構の磁壁移動方向に平行な幅ｗ２の関係性が、ｗ２＜ｗ１を満たす。
【００１３】
このように構成された磁壁移動型磁気記録装置は、離間されて配置される２つの電極間の磁気記録層のみに印加される高周波磁界により、印加部分での磁壁駆動閾値電流密度を制御することができる。そのため、磁壁の駆動可能領域を規定することができる。
【００１４】
また、本発明に係る磁壁移動型磁気記録装置は、高周波磁界制御機構が高周波磁界印加機構を作動させ、高周波磁界を磁気記録層に印加して磁壁の閾値電流密度を制御する。
【００１５】
このように構成された磁壁移動型磁気記録装置は、高周波磁界が印加されたタイミングで閾値電流密度を制御し低下させるため、記録保持力の高い垂直異方性の強い材料を用いても低閾値電流密度での動作が可能となる。
【００１６】
また、本発明に係る磁壁移動型磁気記録装置は、２つの電極の離間された距離ｗ１と高周波印加機構の前記磁壁移動方向に平行の幅ｗ２の関係性が、１．２ * ｗ２＜ｗ１を満たす。
【００１７】
このように構成された磁壁移動型磁気記録装置は、離間されて配置される２つの電極間の磁気記録層のみに印加され、さらに、電極が接地している磁気記録層部分にかかる高周波磁界の強度は著しく低下するため、磁壁消失エラー減少には好ましい構成となる。
【００１８】
また、本発明に係る磁壁移動型磁気記録装置は、高周波印加機構の磁壁移動方向に平行な幅ｗ２と強磁性層の磁壁移動方向に平行の幅ｗ３の関係性が、ｗ３＜０．９ * ｗ２を満たす。
【００１９】
このように構成された磁壁移動型磁気記録装置は、磁壁駆動領域が強磁性層よりも広がるため、アナログ多値記録の諧調、及びダイナミックレンジを向上させることができる。
【００２０】
また、本発明に係る磁壁移動型磁気記録装置は、磁気記録層に高周波磁界が印加されていない場合の磁壁移動閾値電流密度Jw/o MWと、高周波磁界が印加されている場合の磁壁移動閾値電流密度Jw/ MWと、動作時の電流パルスの電流密度Jdriveの関係性が、Jw/ MW＜Jdrive＜Jw/o MWを満たす。
【００２１】
このように構成された磁壁移動型磁気記録装置は、意図しない磁壁駆動を抑制して、磁気記録層の記録保持力を向上させることができる。好ましくは、この構成と磁気記録層に垂直異方性が強く記録保持力の強い材料を用いることで、高記録保持力を伴ったアナログ多値記録動作が可能となる。
【００２２】
また、本発明に係る磁壁移動型磁気記録装置は、電流パルスの印加よりも早く、高周波磁界を磁気記録層に印加させるように高周波磁界印加機構を作動させる。
【００２３】
このように構成された磁壁移動型磁気記録装置は、磁気記録層の磁壁内磁化に高周波磁界が印加され歳差運動が十分に励起されたあとに、電流パルスが印加されるため、歳差運動励起のばらつきによる磁壁駆動量ばらつきを低減させることが可能となる。
【００２４】
また、本発明に係る磁壁移動型磁気記録装置は、磁壁の強磁性層に対する位置に基づく値を保持する多値記録型記録装置である。
【００２５】
このように構成された磁壁移動型磁気記録装置は、磁壁の停止位置に基づいて値を保持でき、多値記録を実現することができる。
【００２６】
また、本発明に係る磁壁移動型磁気記録装置は、高周波磁界を磁気記録層の面内方向に印加する。
【００２７】
このように構成された磁壁移動型磁気記録装置は、面内方向の高周波磁界を磁気記録層の一部に印加することにより閾値電流密度を制御し、磁壁の駆動可能範囲を規定することができる。
【００２８】
また、本発明に係る磁壁移動型磁気記録装置は、高周波磁界を磁気記録層の面直方向に印加する。
【００２９】
このように構成された磁壁移動型磁気記録装置は、面直方向の高周波磁界を磁気記録層の一部に印加することにより閾値電流密度を制御し、磁壁の駆動可能範囲を規定することができる。
【００３０】
また、本発明に係る磁壁移動型磁気記録装置は、高周波磁界印加機構が、非磁性金属からなる線路である。
【００３１】
このように構成された磁壁移動型磁気記録装置は、非磁性金属線路から発生する高周波磁界を磁気記録層の一部に印加することにより閾値電流密度を制御し、磁壁の駆動可能範囲を規定することができる。
【００３２】
また、本発明に係る磁気記録アレイは、前述の磁壁移動型磁気記録装置が２次元または３次元に複数配置される。
【００３３】
このように構成された磁気記録アレイは、多値磁壁移動型磁気記録装置を集積することにより、大容量の記録装置を実現することができる。
【００３４】
また、本発明に係る磁気記録アレイは、磁壁移動型磁気記録装置のうちの一部または全部の磁壁移動型磁気記録装置の磁気記録層に電流パルスを印加し、電流パルスの印加に応じて、高周波磁界制御機構が磁壁移動型磁気記録装置の高周波磁界印加機構のそれぞれを個々に作動させ、磁気記録層に印加される高周波磁界を変化させる。
【００３５】
このように構成された磁気記録アレイは、個々の磁壁移動型磁気記録装置の外部高周波磁界強度を制御することにより、閾値電流密度を個々に調整しつつ、１回の電流パルスで一括して複数の磁壁移動型磁気記録装置に任意の記録を行うことができる。
【００３６】
また、本発明に係る磁気記録アレイは、高周波磁界印加機構が、磁壁移動型磁気記録装置の一部または全部に共有されている。
【００３７】
このように構成された磁気記録アレイは、外部高周波磁界制御機構及び外部高周波磁界印加機構の構成を単純化することができ、複数の磁壁移動型磁気記録装置の外部高周波磁界強度を一括して制御することができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明に係る磁壁移動型磁気記録装置は、高周波磁界を磁気記録層の一部に印加することにより、磁壁の駆動可能範囲を規定できるため、磁壁消失エラー率を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る磁壁移動型磁気記録装置の斜視模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る磁気記録層にかかる高周波磁界強度分布を示すグラフである。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る磁壁移動型磁気記録装置に印加する磁壁駆動のための電流パルス及び磁界の時間変化を示す概略的なグラフである。
【図４】本発明に係る磁壁移動型磁気記録装置をアレイ状に配置した磁気記録アレイの斜視図である。
【図５】従来の多値磁壁移動型磁気記録装置の斜視模式図である。
【図６】従来の多値磁壁移動型磁気記録装置の平面模式図である。
【図７】多値磁壁移動型磁気記録装置の、磁化が平行な部分の面積に対する電気伝導度を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
図１に、本発明に係る磁壁移動型磁気記録装置１の断面模式図を示す。磁壁移動型磁気記録装置１は、強磁性体からなり、磁壁３を含む磁気記録層２と、非磁性層４を介して磁気記録層２に接続された強磁性体からなるピン層５と、磁気記録層２に接続された少なくとも２つの電極６１、６２であって、平面視してピン層５を挟んで離間されるように配置された、磁気記録層２に磁壁３を移動させるための電圧を印加する少なくとも２つの電極６１、６２と、磁気記録層２に磁界１０を印加する高周波磁界印加機構７と、印加された電圧による電流パルスに応じて高周波磁界印加機構７を作動させ、磁気記録層２に印加される高周波磁界１０を変化させる高周波磁界制御機構９と、を備える。磁気記録層２は、互いに反対方向の磁化を有する第１の磁区１１及び第２の磁区１２を含み、第１の磁区１１と第２の磁区１２との間の境界が磁壁３を形成する。磁壁３はピン層５の直下の所定の位置に配置されている。ピン層５は、第１の磁区１１または第２の磁区１２のいずれかの磁化の方向と同方向に固定された磁化を含む。図１に示された実施形態では、ピン層５の磁化は第１の磁区１１の磁化と同方向（平行）であり、第２の磁区１１の磁化に対して反対方向（反平行）である。
【００４１】
ここで、本明細書における、“磁壁を移動させるための所定の振幅の電流パルス”とは、磁壁を移動させるために磁気記録層に印加される、立上り領域と立下り領域とを有し、それらの領域の間に所定の振幅を有するパルス状波形の電流をいう。図３〜図８は、本発明の技術思想をわかりやすく説明するために“磁壁を移動させるための所定の振幅の電流パルス”の典型的な波形として、立上り領域と立下り領域との間に定常値（「所定の振幅」に相当）を示す波形を挙げたものである。この典型的な波形において例えば、立上り領域や立下り領域の波形は図３〜図８に示したような波形に限らず、様々なバリエーションが可能であり、一例として、立上り領域の波形と立下り領域の波形が非対称のものなどを挙げることができる。また、この定常値の領域の波形についても、波形中にオーバーシュートなどがあっても構わないし、値が大きくなる又は小さくなる傾斜波形などでもよい。定常値ではない場合には、時間平均値を「所定の振幅」とする。
【００４２】
本明細書では、電流パルスにおいて、立上り領域と立下り領域との間の領域を所定の振幅領域という。ここで、「立上り領域」は、電流パルスの立上り開始時から電流が単調に増大して最大に達した時までの領域をいい、「立下り領域」は、電流パルスの立下り開始時から電流が単調に減少して電流が最小に達する時までの領域をいう。「所定の振幅領域」は、立上り領域と立下り領域との間の領域であるから、その最大に達した時から立下り開始時までの領域である。
【００４３】
本明細書において、「電流パルスが所定の振幅であるとき」とは、“電流パルスが所定の振幅領域にあるとき”と同じ意味である。
【００４４】
このように構成された磁壁移動型磁気記録装置１に、電極６１から６２に電流パルスを印加すると、第１の磁区１１は第２の磁区１２の方向へ広がり、磁壁３が第２の磁区１２の方向へ移動する。従って、第１の磁区１１がピン層５と重なる面積が大きくなり、第２の磁区１２がピン層５と重なる面積が小さくなる。
【００４５】
ピン層５の磁化と、その直下の磁気記録層２の磁化とが平行であると、ピン層５と磁気記録層２との間の電気伝導度が大きくなり、反平行であると、電気伝導度が小さくなる。磁壁３がピン層５の直下の所定の位置に停止すると、ピン層５と磁気記録層２との間の電気伝導度は、磁化が平行である部分の面積に比例して大きくなる。ピン層５と磁気記録層２との間の電気伝導度は、磁壁３の位置によって線形的に変化するため、磁壁３を所定の位置に正確に停止させることにより、１つの磁壁移動型磁気記録装置を、０／１だけでなく、０と１の間の複数の値を取り得るアナログ的な多値動作を行う多値記録型の磁壁移動型磁気記録装置として構成することができる。
【００４６】
また、本発明に係る磁壁移動型磁気記録装置１はさらに、高周波磁界印加機構７及び高周波磁界印加機構７を制御するための高周波磁界制御機構９を含む。高周波磁界印加機構７は、磁気記録層２に高周波磁界１０を印加する。高周波磁界制御機構９は、磁気記録層２への電流パルスの印加に応じて、高周波磁界印加機構７が磁気記録層２に印加する高周波磁界１０の振幅の大きさ及び印加タイミングを制御することにより、磁壁３の閾値電流密度を制御することができる。
【００４７】
非特許文献１によれば、電流駆動により磁壁が移動する際、磁壁内のスピンは、ブロッホ型とネール型の磁化方向の間を振動しながら移動する。ブロッホ型とネール型の磁化方向の磁気異方性エネルギーの差が大きいと、ブロッホ型の磁化からネール型に磁化が傾きづらくなり、磁壁移動に必要な閾値電流密度が大きくなる。磁壁内磁化に高周波磁界が印加されると磁化の歳差運動が励起されるため磁化が傾き、結果としてブロッホ型とネール型の磁気異方性エネルギー差が小さくなり、閾値電流密度を下げることができる。
【００４８】
高周波磁界印加機構７としては、非磁性金属からなる線路を採用することができる。この場合、線路に高周波電流を印加することにより、振動するエルステッド磁界を発生させ、磁気記録層２に高周波磁界を印加することができる。高周波磁界の周波数は、高周波磁界制御機構７で任意に制御することができ、０．１GHｚ 〜 ５０GHｚの高周波磁界を発生させる。
【００４９】
また図１において、２つの電極の離間された距離をｗ１、高周波印加機構の磁壁移動方向に平行の幅をｗ２、強磁性層の磁壁移動方向に平行の幅をｗ３と定義する。
【００５０】
図２に、高周波磁界印加機構が磁気記録層に印加する高周波磁界の強度分布を示す。一例として、ｗ２＝ ２．０μｍのときに磁気記録層に印加される高周波磁界強度分布を磁界シミュレーションで解析した結果を載せている。高周波磁界が十分に印加される領域が磁壁駆動範囲となる。ｗ１＞ｗ２を満たしていれば、２つの離間された電極６１，６２の間に磁壁駆動範囲を規定することができるため、磁壁消失エラーを低減できる。さらに、好ましくは、ｗ１＞１．２ * ｗ２を満たせば、電極部分にかかる高周波磁界は、最大磁界強度の１０％以下に抑えることができるため、磁壁消失エラーを著しく低減できる。
【００５１】
また、ｗ３＜０．９ * ｗ２を満たせば、磁壁駆動領域が強磁性層部分よりも広くなるため、磁壁位置変化による抵抗変化量を最大に取ることができるため、磁壁移動型磁気記録装置のダイナミックレンジを最大限に活用することができる。
【００５２】
図３に、磁気記録層２に印加する電流パルス２０及び磁気記録層２に印加する高周波磁界１０の振幅強度の時間変化の第１の実施形態を示す。高周波磁界制御機構９が高周波磁界印加機構７を制御することによって、高周波磁界１０の磁気記録層２への印加が制御される。電流パルス２０が印加されるよりも早く磁気記録層２に高周波磁界１０が印加されるように高周波磁界印加機構７は制御される。印加終了に関しては、ほぼ同時が好ましいが、電流パルス２０及び高周波磁界１０のどちらかの停止がずれても問題にはならない。
【００５３】
電流パルス２０と高周波磁界１０が同時に印加されているとき、磁壁３が移動を開始する。電流パルス２０よりも早く高周波磁界１０が印加されることで、磁壁内磁化に歳差運動を電流パルス２０印加前に励起し安定した磁化状態に電流パルス２０を印加させることができる。そのため、磁壁の移動距離を精密に制御することができ、磁壁移動型磁気記録装置１の多値記録の階調精度を向上させることが可能になる。
【００５４】
図４に、本発明に係る複数の磁壁移動型磁気記録装置１を配列した磁気記録アレイ５０を示す。図９に示された磁気記録アレイ５０は、複数の磁壁移動型磁気記録装置１を一列に配置したものを上下に重ねた２次元アレイの構成を有する。しかし、磁気記録アレイ５０としては、複数の磁壁移動型磁気記録装置１を平面状に２次元的に配列した２次元アレイであってもよく、また複数の磁壁移動型磁気記録装置１を平面状に２次元的に配列した２次元アレイをさらに上下に重ねて配置した３次元アレイの構成であってもよい。
【００５５】
このように構成された磁気記録アレイ５０は、個々の磁壁移動型磁気記録装置１に対して書き込みの電流パルスを印加するとともに、個々の磁界印加機構７を用いて磁壁移動型磁気記録装置１のそれぞれについて磁気記録層２に印加される外部磁界を変化させることができる。
【００５６】
また、磁壁移動型磁気記録装置１のうちの一部または全部の磁壁移動型磁気記録装置の磁気記録層２に電流パルスを印加し、電流パルスの印加に応じて、磁界制御機構９が磁壁移動型磁気記録装置１の磁界印加機構７のそれぞれを個々に作動させ、磁気記録層２に印加される外部磁界を変化させることができる。従って、個々の磁壁移動型磁気記録装置１の外部磁界強度を制御することにより、磁壁移動速度を個々に制御しつつ、１回の電流パルスで一括して複数の磁壁移動型磁気記録装置に任意の記録を行うことができるため、記録動作の速度を向上させることができる。
【００５７】
また、磁気記録アレイ５０は、複数の磁壁移動型磁気記録装置１が、１つの磁界印加機構７を共有するように構成することもできる。図４には、１列に配列された磁壁移動型磁気記録装置１が、１つの磁界印加機構７を共有する磁気記録アレイ５０が示されているが、例えば、隣り合う２列に配列された磁壁移動型磁気記録装置１が１つの磁界印加機構７を共有してもよい。また、磁気記録アレイ５０の全ての磁壁移動型磁気記録装置１が１つの磁界印加機構７を共有してもよい。このように構成された磁気記録アレイ５０は、外部磁界制御機構９及び外部磁界印加機構７の構成を単純化することができ、複数の磁壁移動型磁気記録装置１の外部磁界強度を一括して制御することができる。
【００５８】
また、図４に示されるように、磁気記録アレイ５０が磁壁移動型磁気記録装置１を一列に配置したものを上下に重ねた２次元アレイの構成を有する場合、上下に重ねられた列の磁壁移動型磁気記録装置１は、１つの磁界印加機構７及び磁界制御機構９を共有することができる。従って、さらに磁気記録アレイ５０の構成を簡略化することができる。
【００５９】
また、磁気記録アレイ５０において、１つの磁界印加機構７及び磁界制御機構９を共有すると、一列に配置された磁壁移動型磁気記録装置１に一度に磁界を印加してデータを書き込んだ後、所定の遅延後、別の列に配置された磁壁移動型磁気記録装置１に一度に磁界を印加してデータを書き込むように構成することができる。このような書込み動作は、一列に配置された磁壁移動型磁気記録装置１に磁界を印加した後、シフトレジスタなどの遅延回路を用いて次の磁界印加までの遅延時間を発生させることにより実現することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１  磁壁移動型磁気記録装置
２  磁気記録層
３  磁壁
４  非磁性層
５  ピン層
６１、６２  電極
７  磁界印加機構
７１  非磁性金属コイル
７２  磁性体ヨーク
９  磁界制御機構
１０  磁界
１１  第１の磁区
１２  第２の磁区
２０  電流パルス
５０  磁気記録アレイ
１００  従来の多値磁壁移動型磁気記録装置
１０２  磁気記録層
１０３  磁壁
１０４  非磁性層
１０５  ピン層
１６１  第１の磁気固定層
１６２  第２の磁気固定層
１１１  第１の磁区
１１２  第２の磁区
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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