(57)【要約】【課題】低電流密度で安定して発振が可能であり、かつ、面内高周波磁界の強度の高いスピントルク発振子、磁気記録ヘッド、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気記録装置を提供する。【解決手段】Ｆｅ−Ｃｏ−（Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｂ）合金を含む第１の磁性体層と、第２の磁性体層と、前記第１の磁性体層と前記第２の磁性体層との間に設けられた中間層と、を備えたことを特徴とするスピントルク発振子が提供される。【選択図】図１
2010003354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆｅ−Ｃｏ−（Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｂ）合金を含む第１の磁性体層と、
第２の磁性体層と、
前記第１の磁性体層と前記第２の磁性体層との間に設けられた中間層と、
を備えたことを特徴とするスピントルク発振子。
【請求項２】
前記第１の磁性体層は、Ｆｅ−Ｃｏ−Ａｌ合金であることを特徴とする請求項１記載のスピントルク発振子。
【請求項３】
第１の磁性体層と、
第２の磁性体層と、
前記第１の磁性体層と前記第２の磁性体層との間に設けられた中間層と、
を備え、
前記第２の磁性体層は、前記中間層との界面において、Ｆｅ−Ｃｏ−（Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｂ）合金を含むことを特徴とするスピントルク発振子。
【請求項４】
前記第２の磁性体層は、前記中間層との界面において、Ｆｅ−Ｃｏ−Ａｌ合金を含むことを特徴とする請求項３記載のスピントルク発振子。
【請求項５】
第１の磁性体層と、
第２の磁性体層と、
前記第１の磁性体層と前記第２の磁性体層との間に設けられた中間層と、
を備え、
前記第１の磁性体層は、Ｆｅ−Ｃｏ−（Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｂ）合金を含み、
前記第２の磁性体層は、前記中間層との界面において、Ｆｅ−Ｃｏ−（Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｂ）合金を含むことを特徴とするスピントルク発振子。
【請求項６】
前記第１の磁性体層は、Ｆｅ−Ｃｏ−Ａｌ合金を含み、前記第２の磁性体層の前記中間層と接する部分は、Ｆｅ−Ｃｏ−Ａｌ合金を含むことを特徴とする請求項５記載のスピントルク発振子。
【請求項７】
前記第２の磁性体層は、垂直磁化膜を含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１つに記載のスピントルク発振子。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載したスピントルク発振子と、
前記スピントルク発振子に併置された主磁極と、
を備えたことを特徴とする磁気記録ヘッド。
【請求項９】
前記第１の磁性体層の保磁力は前記主磁極から印加される磁界より小さく、前記第２の磁性体層の保磁力は前記主磁極から印加される磁界より小さいことを特徴とする請求項８記載の磁気記録ヘッド。
【請求項１０】
前記第１の磁性体層は、前記主磁極と前記第２の磁性体層との間に配置されていることを特徴とする請求項８または９に記載の磁気記録ヘッド。
【請求項１１】
前記第２の磁性体層は、前記主磁極と前記第１の磁性体層との間に配置されていることを特徴とする請求項８または９に記載の磁気記録ヘッド。
【請求項１２】
請求項８〜１１のいずれか１つに記載の磁気記録ヘッドと、
前記磁気記録ヘッドが搭載されたヘッドスライダーと、
前記ヘッドスライダーを一端に搭載するサスペンションと、
前記サスペンションの他端に接続されたアクチュエータアームと、
を備えたことを特徴とする磁気ヘッドアセンブリ。
【請求項１３】
磁気記録媒体と、
請求項１２記載の磁気ヘッドアセンブリと、
前記磁気ヘッドアセンブリに搭載された前記磁気記録ヘッドを用いて前記磁気記録媒体への信号の書き込みと読み出しを行う信号処理部と、
を備えたことを特徴とする磁気記録装置。
【請求項１４】
前記スピントルク発振子は、前記主磁極のトレーリング側に設けられたことを特徴とする請求項１３記載の磁気記録装置。
【請求項１５】
前記スピントルク発振子は、前記主磁極のリーディング側に設けられたことを特徴とする請求項１３記載の磁気記録装置。
【請求項１６】
前記磁気記録媒体は、隣接し合う記録トラック同士が非磁性部材を介して形成されたディスクリートトラック媒体であることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか１つに記載の磁気記録装置。
【請求項１７】
前記磁気記録媒体は、非磁性部材を介して孤立した記録磁性ドットが規則的に配列形成されたディスクリートビット媒体であることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか１つに記載の磁気記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピントルク発振子、磁気記録ヘッド、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
１９９０年代においては、ＭＲ（Magneto-Resistive effect）ヘッドとＧＭＲ（Giant Magneto-Resistive effect）ヘッドの実用化が引き金となって、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）の記録密度と記録容量が飛躍的な増加を示した。しかし、２０００年代に入ってから磁気記録媒体の熱揺らぎの問題が顕在化してきたために、記録密度増加のスピードが一時的に鈍化した。それでも、面内磁気記録よりも原理的に高密度記録に有利である垂直磁気記録が２００５年に実用化されたことが牽引力となって、昨今、ＨＤＤの記録密度は年率約４０％の伸びを示している。
【０００３】
また、最新の記録密度実証実験では４００Ｇｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ２を超えるレベルが達成されており、このまま堅調に進展すれば、２０１２年頃には記録密度１Ｔｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ２が実現されると予想されている。しかしながら、このような高い記録密度の実現は、垂直磁気記録方式を用いても、再び熱揺らぎの問題が顕在化するために容易ではないと考えられる。
【０００４】
この問題を解消し得る記録方式として「高周波磁界アシスト記録方式」が提案されている（例えば特許文献１）。高周波磁界アシスト記録方式では、記録信号周波数よりも十分に高い、磁気記録媒体の共鳴周波数付近の高周波磁界を、媒体に局所的に印加する。この結果、媒体が共鳴し、高周波磁界が印加された部分の媒体の保磁力（Ｈｃ）がもとの保磁力の半分以下となる。この効果を利用して、記録磁界に高周波磁界を重畳することにより、より高保磁力（Ｈｃ）かつ高磁気異方性エネルギー（Ｋｕ）の媒体への磁気記録が可能となる。しかし、この特許文献１に開示された手法では、コイルにより高周波磁界を発生させているので、媒体に高周波磁界を効率的に印加することが困難であった。
【０００５】
そこで高周波磁界の発生手段として、スピントルク発振子を利用する手法が提案されている（例えば、特許文献２〜４、及び、非特許文献１）。これらにより開示された技術においては、スピントルク発振子は、スピン注入層と、中間層と、磁性体層と、電極とからなる。電極を通じてスピントルク発振子に直流電流を通電すると、スピン注入層によって生じたスピントルクにより、磁性体層の磁化が強磁性共鳴を生じる。その結果、スピントルク発振子から高周波磁界が発生する。
【０００６】
スピントルク発振子のサイズは数十ナノメートル程度であるため、発生する高周波磁界はスピントルク発振子の近傍の数十ナノメートル程度の領域に局在する。さらに高周波磁界の面内成分により、垂直磁化した媒体を効率的に共鳴すること可能となり、媒体の保磁力を大幅に低下させることが可能となる。この結果、主磁極による記録磁界と、スピントルク発振子による高周波磁界とが重畳した部分のみで高密度磁気記録が行われ、高保磁力（Ｈｃ）かつ高磁気異方性エネルギー（Ｋｕ）の媒体を利用することが可能となる。このため、高密度記録時の熱揺らぎの問題を回避できる。
【０００７】
高周波磁界アシスト記録ヘッドを実現するためには、低駆動電流で安定して発振が可能であり、かつ、媒体磁化を十分に共鳴させる面内高周波磁界の発生が可能な、スピントルク発振子を設計・作製することが重要になる。
【０００８】
スピントルク発振子に通電可能な最大電流密度は、例えば素子サイズが７０ｎｍ程度のとき、２×１０８Ａ／ｃｍ２である。これ以上の電流密度では、例えばスピントルク発振子の発熱及びマイグレーションにより、特性が劣化する。このため、なるべく低電流密度で発振可能なスピントルク発振子を設計することが重要となる。
【０００９】
一方、媒体磁化を十分に共鳴させるためには、面内高周波磁界の強度を、媒体の異方性磁界（Ｈｋ）の１０％以上にすることが望ましいことが報告されている（例えば非特許文献２）。面内高周波磁界の強度を高める手段としては、発振層の飽和磁化の増加、発振層の層厚の増加、及び、発振層の磁化の回転角度の増加、が挙げられるが、これらのいずれの手段も、駆動電流を増加させてしまう。
【００１０】
このように、駆動電流の低電流密度化と、面内高周波磁界の強度の増加とは、二律背反の関係にあり、これらを同時に実現するスピントルク発振子の実現が望まれる。
【００１１】
なお、特許文献５には、ＴＭＲを利用した面内磁化型メモリ応用におけるフリー層にＦｅＣｏＡｌ合金を用いる例が開示されている。また、特許文献６には、ホイッスラー合金を利用する例が公開されている。また、非特許文献３には、面内磁化膜ＣＰＰ−ＧＭＲヘッド応用にて、ＦｅＣｏＡｌを用いる例が公開されている。
【特許文献１】米国特許第６０１１６６４号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００５／００２３９３８号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００５／０２１９７７１号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００８／００１９０４０Ａ１号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００５／０１１０００４号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２００７／００６３２３７号明細書
【非特許文献１】IEEE TRANSACTION ON MAGNETICS, VOL. 42, NO. 10, PP. 2670, “Bias-Field-Free Microwave Oscillator Driven by Perpendicularly Polarized Spin Current” by Xiaochun Zhu and Jian-Gang Zhu
【非特許文献２】TMRC  B6(2007), “Microwave Assisted Magnetic Recording (MAMR)”by Jian-Gang (Jimmy) Zhu and Xiaochun Zhu
【非特許文献３】JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 101 093905 (2007)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、低電流密度で安定して発振が可能であり、かつ、面内高周波磁界の強度の高いスピントルク発振子、磁気記録ヘッド、磁気ヘッドアセンブリ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】
【００１３】
本発明の一態様によれば、Ｆｅ−Ｃｏ−（Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｂ）合金を含む第１の磁性体層と、第２の磁性体層と、前記第１の磁性体層と前記第２の磁性体層との間に設けられた中間層と、を備えたことを特徴とするスピントルク発振子が提供される。
【００１４】
また、本発明の他の一態様によれば、第１の磁性体層と、第２の磁性体層と、前記第１の磁性体層と前記第２の磁性体層との間に設けられた中間層と、を備え、前記第２の磁性体層は、前記中間層との界面において、Ｆｅ−Ｃｏ−（Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｂ）合金を含むことを特徴とするスピントルク発振子が提供される。
【００１５】
また、本発明の他の一態様によれば、第１の磁性体層と、第２の磁性体層と、前記第１の磁性体層と前記第２の磁性体層との間に設けられた中間層と、を備え、前記第１の磁性体層は、Ｆｅ−Ｃｏ−（Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｂ）合金を含み、前記第２の磁性体層は、前記中間層との界面において、Ｆｅ−Ｃｏ−（Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｂ）合金を含むことを特徴とするスピントルク発振子が提供される。
【００１６】
また、本発明の他の一態様によれば、上記のいずれか１つに記載のスピントルク発振子と、前記スピントルク発振子に併置された主磁極と、を備えたことを特徴とする磁気記録ヘッドが提供される。
【００１７】
また、本発明の他の一態様によれば、上記の磁気記録ヘッドと、前記磁気記録ヘッドが搭載されたヘッドスライダーと、前記ヘッドスライダーを一端に搭載するサスペンションと、前記サスペンションの他端に接続されたアームと、を備えたことを特徴とする磁気ヘッドアセンブリが提供される。
【００１８】
また、本発明の他の一態様によれば、磁気記録媒体と、上記の磁気ヘッドアセンブリと、前記磁気ヘッドアセンブリに搭載された前記磁気記録ヘッドを用いて前記磁気記録媒体への信号の書き込みと読み出しを行う信号処理部と、を備えたことを特徴とする磁気記録装置が提供される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、低電流密度で安定して発振が可能であり、かつ、面内高周波磁界の強度の高いスピントルク発振子、磁気記録ヘッド、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気記録装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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。  
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比係数などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、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係数が異なって表される場合もある。  
また、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。
【００２１】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るスピントルク発振子の構成を例示する模式的断面図である。  
図１に表したように、本発明の第１の実施形態に係るスピントルク発振子１０は、発振層（第１の磁性体層）１０ａと、スピン注入層（第２の磁性体層）３０と、発振層１０ａとスピン注入層３０との間に設けられた中間層２２を有する積層構造体２５を有する。
【００２２】
そして、スピントルク発振子１０は、積層構造体２５の積層方向に通電可能な１対の電極、すなわち、第１電極４１及び第２電極４２を有することができる。すなわち、第１電極４１及び第２電極４２によって、駆動電流Ｉが積層構造体２５に通電される。
【００２３】
ただし、これらの第１及び第２の電極４１、４２の少なくともいずれかは、例えば、後述する磁気記録ヘッドの例えば主磁極及びリターンパス（シールド）等と兼用されても良く、この場合は、スピントルク発振子１０の上記の第１及び第２の電極４１、４２の少なくともいずれかは省略可能である。以下では、スピントルク発振子１０が、第１及び第２の電極４１、４２を有する場合として説明する。
【００２４】
なお、図１に表したように、積層構造体２５には外部磁界Ｈｅｘが印加される。
【００２５】
本実施形態に係るスピントルク発振子１０においては、発振層１０ａは、Ｆｅ−Ｃｏ−Ａｌ合金を含む。すなわち、本実施形態に係るスピントルク発振子１０は、スピンＦｅ−Ｃｏ−Ａｌを含む層を含む第１の磁性体層１０ａと、第２の磁性体層３０と、第１の磁性体層１０ａと第２の磁性体層３０との間に設けられた中間層２２と、を備える。なお、本実施形態に係るスピントルク発振子１０において、発振層１０ａ（第１の磁性体層１０ａ）が１層の磁性体層からなり、その磁性体層がＦｅ−Ｃｏ−Ａｌ合金を含んでも良い。また、発振層１０ａ（第１の磁性体層１０ａ）が、複数の層からなり、その複数の層の少なくとも１つの層が、Ｆｅ−Ｃｏ−Ａｌ合金を含んでも良い。なお、本願明細書において、「Ｆｅ−Ｃｏ−Ａｌ合金」は、「ＦｅＣｏＡｌ合金」と省略して記述されることがある。
【００２６】
スピントルク発振子１０は、図示しない適切な基板の上や下地の上に形成され、図示しないアルミナやＳｉＯ２等の絶縁体により、他の回路と分離される。
【００２７】
第１及び第２の電極４１、４２には、Ｔｉ、Ｃｕなどの電気抵抗が低く、酸化されにくい材料を用いることができる。また、第１の電極４１のうち、第１の磁性体層１０ａとの界面はＣｕにすることが望ましい。これは、界面をＣｕとすることで、第１の磁性体層１０ａを構成するＡｌ原子の拡散防止層として働き、Ａｌ原子が第１の電極４１へ拡散することを防ぐことが可能となるためである。
【００２８】
本実施形態に係るスピントルク発振子１０においては、発振層１０ａには以下の組成比率のＦｅ−Ｃｏ−Ａｌ合金が用いられている。すなわち、ＦｅとＣｏとの比率（Ｆｅ：Ｃｏ）が、５０原子パーセント（原子百分率）：５０原子パーセントであり、そのＦｅとＣｏの混合部物と、Ａｌと、の比率（ＦｅＣｏ：Ａｌ）が、６８原子パーセント：３２原子パーセントである。以下、この比率を、「（Ｆｅ５０ａｔ％Ｃｏ５０ａｔ％）６８ａｔ％Ａｌ３２ａｔ％」と記述する。なお、この材料の飽和磁化Ｍｓは、６００ｅｍｕ／ｃｃである。また、この発振層１０ａの層厚は、１２ｎｍである。  
そして、中間層２２には、層厚が３ｎｍのＣｕが用いられている。  
また、一方、スピン注入層３０には、層厚が２０ｎｍの、ＣｏとＰｔとの比率（Ｃｏ：Ｐｔ）が、８０原子パーセント：２０原子パーセントの合金（Ｃｏ８０ａｔ％Ｐｔ２０ａｔ％合金）が用いられている。このＣｏ８０ａｔ％Ｐｔ２０ａｔ％合金は、垂直異方性を有する。なお、スピントルク発振子１０の素子のサイズは、７０ｎｍ四方である。
【００２９】
ただし、本実施形態に係るスピントルク発振子１０は、上記の材料及び層厚だけでなく、各種の材料と層厚を有することができる。
【００３０】
例えば、中間層２２には、例えば、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇなどのスピン透過率の高い材料を用いることができる。中間層２２の層厚は、１原子層から３ｎｍとすることが望ましい。これにより発振層１０ａとスピン注入層３０の交換結合を最適な値に調節することが可能となる。
【００３１】
また、スピン注入層３０には、例えば、膜面直方向に磁化配向したＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＴａＰｔ、ＣｏＣｒＴａＮｂ等のＣｏＣｒ系磁性、ＴｂＦｅＣｏ等のＲＥ−ＴＭ系アモルファス合金磁性層、Ｃｏ／Ｐｄ、Ｃｏ／Ｐｔ、ＣｏＣｒＴａ／Ｐｄ等のＣｏ人工格子磁性層、ＣｏＰｔ系やＦｅＰｔ系の合金磁性層、ＳｍＣｏ系合金磁性層など、垂直配向性に優れた材料、ＣｏＦｅ、ＣｏＮｉＦｅ、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＮｂ、ＦｅＮ、ＦｅＳｉ、ＦｅＡｌＳｉ等の、比較的、飽和磁束密度の大きく膜面内方向に磁気異方性を有する軟磁性層や、ＣｏＦｅＳｉ、ＣｏＭｎＳｉ、ＣｏＭｎＡｌ等のグループから選択されるホイスラー合金、膜面内方向に磁化が配向したＣｏＣｒ系の磁性合金膜も適宜用いることができる。さらに、複数の上記材料を積層したものを用いてもよい。
【００３２】
また、発振層１０ａには、ＦｅＣｏＡｌ合金と、上記のスピン注入層３０に用いることができる各種の材料を積層したものを用いても良い。  
なお、発振層１０ａには、ＦｅＣｏＡｌ合金に、さらに、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｂの少なくともいずれか１つ以上を添加した材料を用いても良い。さらに、発振層１０ａには、ＦｅＣｏＡｌ合金におけるＡｌの替わりに、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｂのいずれか１つ以上を用いた、ＦｅＣｏＳｉ、ＦｅＣｏＧｅ、ＦｅＣｏＭｎ、ＦｅＣｏＣｒ、ＦｅＣｏＢ合金を用いても良い。これにより、例えば、発振層１０ａとスピン注入層３０との飽和磁束密度（Ｂｓ）、異方性磁界（Ｈｋ）、及び、スピントルク伝達効率を調整することができる。  
このように、本実施形態のスピントルク発振子１０においては、発振層１０ａは、Ｆｅ−Ｃｏ−（Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｂ）合金を含む。なお、「Ｆｅ−Ｃｏ−（Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｂ）合金」は、Ｆｅと、Ｃｏと、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｍｎ、Ｃｒ及びＢの少なくともいずれかと、を含む合金である。
【００３３】
なお、発振層１０ａの層厚は、５ｎｍから２０ｎｍとすることが望ましく、スピン注入層３０の層厚は、２ｎｍから６０ｎｍとすることが望ましい。また、スピントルク発振子１０の素子のサイズは１０ｎｍ四方から１００ｎｍ四方にすることが望ましく、素子形状も直方体だけでなく、円柱状や六角柱状としてもよい。
【００３４】
図２は、本発明の第１の実施形態に係るスピントルク発振子の特性を例示するグラフ図である。  
すなわち、同図（ａ）は、スピントルク発振子１０を流れる電流の電流密度が低い場合、すなわち、駆動電流Ｉの電流密度Ｊが０．２×１０８Ａ／ｃｍ２の時のＲＨ曲線であり、同図（ｂ）は、スピントルク発振子１０を流れる電流の電流密度が高い場合、すなわち、駆動電流Ｉの電流密度Ｊが１．５×１０８Ａ／ｃｍ２の時のＲＨ曲線である。これらの図において、横軸は、スピントルク発振子１０に印加される外部磁界Ｈｅｘを表し、縦軸は、積層構造体２５を流れる電流における抵抗変化（第１電極４１と第２電極４２との間の抵抗の変化）を表す。なお同図（ｂ）では、Ｈｅｘ＝０での値が、同図（ａ）と等しくなるよう、値をずらしている。  
また、同図（ｃ）、（ｄ）は、同図（ａ）の点Ａ、点Ｂの状態における磁化の状態をそれぞれ示す模式的断面図である。また、同図（ｅ）は、同図（ｂ）の点Ｃの状態における磁化の状態を示す模式的断面図である。
【００３５】
図２（ａ）に表したように、低電流密度の時は、典型的な保磁力差型のＲＨ曲線となっており、スピントルクの影響はない。すなわち、同図（ａ）における点Ａの状態、すなわち、外部磁界が零の時は、発振層１０ａの形状異方性により、同図（ｃ）に表したように、発振層１０ａの磁化の方向は、層面に対して平行方向となっている。そして、同図（ａ）における点Ｂの状態、すなわち、外部磁界が大きい時は、同図（ｄ）に表したように、発振層１０ａの磁化の方向は、外部磁界の方向と略同一方向となっている。
【００３６】
一方、図２（ｂ）に表したように、電流密度Ｊが大きいと、ＲＨ曲線は谷型となる。このことは、発振層１０ａが発振していることを表している。すなわち、すなわち、同図（ｂ）における点Ｃの状態、すなわち、外部磁界が大きい時、同図（ｅ）に表したように、発振層１０ａの磁化の方向は、スピントルクによって、外部磁界に対して逆向きとなり、磁化が回転している。すなわち、スピントルク発振子１０の駆動電流によるスピントルクにより、発振層１０ａの磁化が発振している。
【００３７】
このように、本実施形態に係るスピントルク発振子１０は、例えば、低電流密度Ｊが０．２×１０８Ａ／ｃｍ２の時は発振しないが、電流密度Ｊが１．５×１０８Ａ／ｃｍ２の時には、適正な発振を示す。
【００３８】
（第１の比較例）
図３は、第１の比較例のスピントルク発振子の特性を例示するグラフ図である。  
第１の比較例のスピントルク発振子は、発振層１０ａとして、ＣｏＦｅを用いたものである。これ以外は、本実施形態に係るスピントルク発振子１０と同様なので説明を省略する。なお、ＣｏＦｅの飽和磁化Ｍｓは、１４００ｅｍｕ／ｃｃであり、本実施形態に係るスピントルク発振子１０の発振層１０ａに用いられているＦｅＣｏＡｌ合金の６００ｅｍｕ／ｃｃに比べて大きい。また、図３は、第１の比較例のスピントルク発振子の駆動電流の電流密度Ｊが１．５×１０８Ａ／ｃｍ２の時の結果である。
【００３９】
図３に表したように、第１の比較例のスピントルク発振子の場合、駆動電流Ｉの電流密度Ｊが１．５×１０８Ａ／ｃｍ２と、比較的大きいにもかかわらず発振現象を示していない。すなわち、図２（ａ）に例示した、本実施形態に係るスピントルク発振子１０における電流密度Ｊが低い場合（Ｊが０．２×１０８Ａ／ｃｍ２）のＲＨ曲線に類似のＲＨ曲線を示している。
【００４０】
なお、マイクロマグネティクス法によるシミュレーションによると、第１の比較例のように発振層１０ａに例えばＣｏＦｅを用いた場合には、ＲＨ曲線が谷型となる電流密度Ｊ、すなわち、発振現象を示す電流密度Ｊは、５．６×１０８Ａ／ｃｍ２であった。このように、第１の比較例のスピントルク発振子においては、発振するためには５．６×１０８Ａ／ｃｍ２と非常に大きい電流を必要とする。しかし、この電流は非常に大きいため、ジュール熱による発熱が非常に大きく、素子特性が劣化してしまうため、実用上、この電流を通電することは非常に困難である。このためＣｏＦｅを発振層１０ａに適用した場合には、安定して発振することが困難である。
【００４１】
これに対し、本実施形態に係るスピントルク発振子１０は、低電流密度（例えば電流密度Ｊが１．５×１０８Ａ／ｃｍ２）でも発振し易い特性を発揮する。すなわち、本実施形態に係るスピントルク発振子１０は、第１の比較例のスピントルク発振子に比べて、約１／４の電流密度で発振が可能である。
【００４２】
このように、本実施形態に係るスピントルク発振子１０によれば、低電流密度で安定して発振が可能であり、かつ、面内高周波磁界の強度の高いスピントルク発振子が提供できる。
【００４３】
本実施形態に係るスピントルク発振子１０では、スピン注入層３０として垂直磁化膜を用いており、これにより、スピントルクの伝達効率が向上したものと考えられる。
【００４４】
すなわち、垂直磁化膜をスピン注入層３０に用いた場合、発振層１０ａの磁化の軌跡が通る平面と、スピン注入層３０の磁化方向は略垂直となり、発振層１０ａの磁化方向とスピン注入層３０の磁化方向とがなす角は、常に略垂直となる。このため、常に安定したスピントルク伝達が行われる。
【００４５】
一方、スピン注入層３０が面内磁化膜の場合、発振層１０ａの磁化の軌跡が通る平面と、スピン注入層３０の磁化方向は略平行となる。このため、発振層１０ａの磁化方向とスピン注入層３０の磁化方向がなす角は、瞬間瞬間によって変動する。その結果、ある瞬間はスピントルク伝達効率が高いが、ある瞬間は小さくなり、時間平均をとると、スピントルク伝達効率は大きく低下することになる。
【００４６】
従って、スピン注入層３０に垂直磁化膜を用いた方が、スピントルク伝達効率が高く、低電流密度での安定した発振が可能となる。
【００４７】
従って、本実施形態のスピントルク発振子１０において、スピン注入層３０は、垂直磁化膜を含むことが望ましい。
【００４８】
図４は、本発明の第１の実施形態に係るスピントルク発振子における特性を例示するグラフ図である。  
すなわち、同図は、発振層１０ａの磁化の回転の開き角が１８０度となる時の臨界電流密度Ｊｃと、発振層１０ａの飽和磁化Ｍｓ及び層厚ｔとの関係の実験結果を例示するグラフである。同図（ａ）の横軸は、発振層１０ａの飽和磁化Ｍｓを表し、同図（ｂ）の横軸は発振層１０ａの層厚ｔを表す。そして、同図（ａ）、（ｂ）の縦軸は、発振層１０ａの層厚方向の全ての領域において均一に、磁化の回転の開き角が１８０度となる時の臨界電流密度の平均値Ｊｃの絶対値を表す。
【００４９】
図４（ａ）、（ｂ）に表したように、臨界電流密度Ｊｃの飽和磁化層Ｍｓ依存性は、層厚ｔ依存性よりも大きい。すなわち、臨界電流密度Ｊｃの飽和磁化Ｍｓに対する傾きは、臨界電流密度Ｊｃの層厚ｔに対する傾きの約２倍となっている。すなわち、臨界電流密度Ｊｃは、発振層１０ａの層厚ｔに比例し、飽和密度Ｍｓの２乗に比例する。すなわち、臨界電流密度Ｊｃは、ｔＭｓ２に比例する。
【００５０】
スピントルク発振子１０において、発振層１０ａの媒体対向面に発生する磁荷量によって高周波磁界Ｈａｃが作られる。このため、発振層１０ａが均一に大きな角度で回転する場合（磁化の回転の開き角が１８０度となる場合）、高周波磁界の強度Ｈａｃは、発振層１０ａの層厚ｔと飽和磁化Ｍｓとの積（ｔＭｓ)に比例すると考えられる。
【００５１】
その結果、発振層１０ａの飽和磁化Ｍｓが小さい場合は、層厚ｔを厚くしないと、高周波磁界アシスト記録に必要な高い強度の、高周波磁界の強度Ｈａｃが得られない。
【００５２】
従って、本実施形態に係る発振層１０ａでは、発振層１０ａの飽和磁化Ｍｓの低い材料を用いることで臨界電流密度Ｊｃの低減を図り、そして、発振層１０ａの層厚ｔを実用的に可能な範囲で増大することで高周波磁界の強度Ｈａｃの増加を図る必要がある。
【００５３】
図５は、本発明の第１の実施形態に係るスピントルク発振子に用いられるＦｅＣｏＡｌ合金の特性を例示するグラフ図である。  
すなわち、同図は、第１の実施形態に用いることができるＦｅＣｏＡｌ合金におけるＡｌ組成比率と、飽和磁化Ｍｓと、の関係を例示している。同図において、横軸はＦｅＣｏＡｌ合金におけるＡｌ組成比率を表し、縦軸は飽和磁化Ｍｓを表す。  
なお、同図には、比較例である、ＦｅＣｏの飽和磁化の値と、ＮｉＦｅの飽和磁化の値とを破線で示している。
【００５４】
図５に表したように、ＦｅＣｏＡｌ合金において、Ａｌ組成比率の増加により、飽和磁化Ｍｓは減少し、Ａｌ組成比率が２４原子パーセント以上では、ＮｉＦｅの飽和磁化の値以下となる。
【００５５】
スピントルクは、中間層２２と発振層１０ａとの界面で受け渡されるため、発振層１０ａの層厚ｔが過度に厚い場合、界面付近では、磁化の回転の開き角が１８０度となる大きな回転を示すが、界面から離れた領域では大きな回転ができないことが生じる。このため、層厚ｔを厚くしても、高周波磁界の強度Ｈａｃは大きくは増加しないことが発生し得る。  
このため、発振層１０ａの層厚方向の全ての領域において、均一に、大きな角度で回転する（磁化の回転の開き角が１８０度となる）には、発振層１０ａの層厚ｔは、３０ｎｍ以下にする必要がある。
【００５６】
このため、発振層１０ａに飽和磁化Ｍｓが低い材料を用いたときに、必要な高周波磁界の強度Ｈａｃを必要な強度とするために、その材料の飽和磁化Ｍｓは、５００ｅｍｕ以上とする必要がある。従って、図５に例示した飽和磁化ＭｓのＡｌ組成比率依存性の実験結果から、Ａｌ組成比率は、４０原子パーセント以下とすることが望ましい。
【００５７】
一方、発振層１０ａの飽和磁化Ｍｓは、７００ｅｍｕ／ｃｃ〜１０００ｅｍｕ／ｃｃが最適である。この時、発振層１０ａの層厚ｔは、１０ｎｍ〜２５ｎｍとなり、発振層１０ａの層厚方向の全ての領域において、大きな角度で回転する（磁化の回転の開き角が１８０度となる）ことが可能である。すなわち、このとき、高周波磁界の強度Ｈａｃを最も効率的に大きくすることができる。  
このため、Ａｌ組成比率は、２０原子パーセント〜３０原子パーセントであることがより望ましい。
【００５８】
一方、既に図４に関して説明したように、発振層１０ａの飽和磁化Ｍｓが増加すると、臨界電流密度Ｊｃ（駆動電流Ｉ）は、Ｍｓの２乗に比例して増加する。さらに、スピントルク発振子１０の素子のジュール熱による発熱は、駆動電流Ｉの２乗に比例して増加する。このため、素子のジュール熱による発熱は、飽和磁化Ｍｓの４乗に比例して増加することになる。この時、飽和磁化Ｍｓが１３００ｅｍｕ／ｃｃよりも大きいとき、素子の発熱により素子特性が劣化するため、利用することが難しい。
【００５９】
従って、発振層１０ａの飽和磁化Ｍｓは、１３００ｅｍｕ／ｃｃ以下とすることが望ましい。従って、図５に例示した飽和磁化ＭｓのＡｌ組成比率依存性の実験結果から、Ａｌ組成比率は、１２原子パーセント以上とすることが望ましい。
【００６０】
スピントルク発振子におけるスピントルク効果の原理と、ＣＰＰ−ＧＭＲ（Current Perpendicular to Plane - Giant Magneto-Resistive）効果の原理と、は、同一の起源により発生していると考えられている。すなわち、反平行状態に磁化した２枚の磁性体層とその間に設けられた中間層からなる積層構造体において、最初の磁性層の磁化方向にスピン分極した伝導電子が、中間層を経由して、もう一方の磁性層に流入する現象を考える。このとき、最初の磁性層の磁化方向にスピン分極した伝導電子は、もう一方の磁性層に流入する際にスピン散乱し、抵抗が増加すると同時に、スピン角運動量をスピントルクとして受け渡すことになる。このため、ＭＲ比の増加が、スピントルク伝達効率の増加に直結する。
【００６１】
このため、ＧＭＲ効果が大きい材料を発振層およびスピン注入層界面に用いることが望ましい。このため、本実施形態に係るスピントルク発振子１０の発振層１０ａに用いるＦｅＣｏ−（Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｂ）合金におけるＦｅＣｏの組成は、結晶構造がｂｃｃ構造となる組成、すなわち、Ｆｅ組成が２０原子パーセント以上であることが望ましい。
【００６２】
以上のように、本実施形態に係るスピントルク発振子１０において、発振層１０ａに用いるＦｅＣｏＡｌ合金において、Ａｌ組成比率を１０原子パーセント〜４０原子パーセントとすることで、良好な高周波磁界の強度が達成可能かつ、低駆動電流で発振可能な、スピントルク発振素子を製作することが可能となる。
【００６３】
なお、特許文献５においては、フリー層にＦｅＣｏＡｌ合金を利用している。しかし、特許文献５に開示された技術は、ＴＭＲを利用した面内磁化型メモリ応用であり、ＧＭＲを利用したスピントルク発振子への応用を目的とした本発明とは、異なる。また、特許文献６では、ホイッスラー合金の利用を想定し、組成もＣｏ２ＦｅＡｌに限定しており、本実施形態にスピントルク発振子１０とは、ＦｅＣｏの組成が大きく異なっている。また、非特許文献３では、面内磁化膜ＣＰＰ−ＧＭＲヘッド応用において、ＦｅＣｏＡｌによるＪｃの低減について記載されているが、この効果はＪｃ∝ｔＭｓ２で説明可能であり、本実施形態に係るスピントルク発振子１０では、垂直磁化膜を用いたスピントルク発振素子であり、Ｊｃ∝ｔＭｓ２で説明不可能な新たに見いだされた効果により、Ｊｃの低減が可能となっている。
【００６４】
（第２の実施の形態）
図６は、本発明の第２の実施形態に係るスピントルク発振子の構成を例示する模式的断面図である。  
図６に表したように、本発明の第２の実施形態に係るスピントルク発振子１０ｂにおいては、スピン注入層３０として、層厚２ｎｍの（Ｆｅ５０ａｔ％Ｃｏ５０ａｔ％）７６ａｔ％Ａｌ２４ａｔ％合金（第１スピン注入層３０ａ）と、層厚２０ｎｍのＣｏＰｔ層（第２スピン注入層３０ｂ）３０ｂと、の積層膜が用いられている。ＦｅＣｏＡｌ層である第１スピン注入層３０ａは、中間層２２との界面、すなわち、発振層１０ａの側に設けられている。発振層１０ａには、層厚が１２ｎｍの（Ｆｅ５０ａｔ％Ｃｏ５０ａｔ％）８４ａｔ％Ａｌ１６ａｔ％合金が用いられている。
【００６５】
これ以外は、第１の実施形態に係るスピントルク発振子１０と同様である。すなわち、中間層２２には、層厚が３ｎｍのＣｕが用いられている。なお、スピントルク発振子１０の素子のサイズは、７０ｎｍ四方である。
【００６６】
このような構成を有する本実施形態に係るスピントルク発振子１０ｂは、６ｋＯｅの外部磁界の印加の状態において、電流密度Ｊが１．４×１０８Ａ／ｃｍ２の場合に、良好に発振する。すなわち、スピントルク発振子１０ｂの発振層１０ａは、磁化の回転の開き角が１８０度となる大きな回転を示す。
【００６７】
図７は、本発明の第２の実施形態に係るスピントルク発振子の特性を例示するグラフ図である。  
すなわち、同図は、本発明の第２の実施形態に係るスピントルク発振子１０ｂにおいて、各磁性体層の面内磁化成分の発振スペクトルを例示している。同図の横軸は、発振周波数であり、縦軸は面内磁化成分の発振強度である。
【００６８】
図７に表したように、本実施形態に係るスピントルク発振子１０ｂは、１９ＧＨｚにシャープなピークを有する。このことから、発振層１０ａは非常に安定して発振していることがわかる。
【００６９】
このように、発振層１０ａ、及び、スピン注入層３０の中間層との界面に、ＦｅＣｏＡｌ合金からなる第１スピン注入層３０ａを設けることで、スピントルク伝達効率がさらに向上する。すなわち、従来のＣｏＦｅ／ＮｉＦｅを用いた発振層やＣｏＰｔを用いたスピン注入層よりも、スピントルク伝達効率の向上が可能となる。
【００７０】
これにより、本実施形態に係るスピントルク発振子１０ｂによれば、低電流密度で安定して発振が可能であり、かつ、面内高周波磁界の強度の高いスピントルク発振子が提供できる。
【００７１】
ところで、スピン注入層３０の中間層との界面にＦｅＣｏＡｌ合金からなる第１スピン注入層３０ａを設けた場合に、面内磁化膜であるＦｅＣｏＡｌ合金が垂直に磁化するかどうかが懸念されるが、ＦｅＣｏＡｌ合金が低Ｍｓであること、第１スピン注入層３０ａの層厚を２ｎｍと薄くしたこと、及び、第１スピン注入層３０ａのＦｅＣｏＡｌ層と、第２スピン注入層３０ｂのＣｏＰｔ合金層との交換結合力が十分に大きいこと、によって、面内磁化膜であるＦｅＣｏＡｌ合金が垂直に磁化することが実現可能になっている。なお、第１スピン注入層３０ａの膜厚が５ｎｍ以下とすることが望ましく、この時、第２スピン注入層３０ｂの異方性エネルギーおよび、第１スピン注入層３０ａと第２スピン注入層３０ａとの間の交換結合力を調整することにより、第１スピン注入層３０ａを垂直に磁化することが可能となる。
【００７２】
また、スピン注入層３０の中間層との界面にＦｅＣｏＡｌ合金からなる第１スピン注入層３０ａを設けた場合に、スピントルク伝達効率を十分に大きくできるかどうかが懸念される。ＦｅＣｏＡｌ合金のスピン拡散長が短いため、第１スピン注入層３０ａのＦｅＣｏＡｌ合金が薄い場合でも伝導電子はスピン分極する。この結果、第１スピン注入層３０ａのＦｅＣｏＡｌ層が薄い場合でも、スピントルク伝達効率を十分に大きくできる。このため、第１スピン注入層３０ａの膜厚は０．５ｎｍ以上であればよい。
【００７３】
以上より、第１スピン注入層３０ａのＦｅＣｏＡｌ合金の膜厚は０．５ｎｍから５ｎｍとすることが望ましい。
【００７４】
ただし、本実施形態に係るスピントルク発振子１０ｂにおいても、上記の材料及び層厚だけでなく、各種の材料と層厚を有することができる。
【００７５】
例えば、中間層２２には、例えば、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇなどのスピン透過率の高い材料を用いることができる。中間層２２の層厚は、１原子層から３ｎｍとすることが望ましい。これにより発振層１０ａとスピン注入層３０の交換結合を最適な値に調節することが可能となる。
【００７６】
また、スピン注入層３０の第２スピン注入層３０ｂには、例えば、膜面直方向に磁化配向したＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＴａＰｔ、ＣｏＣｒＴａＮｂ等のＣｏＣｒ系磁性、ＴｂＦｅＣｏ等のＲＥ−ＴＭ系アモルファス合金磁性層、Ｃｏ／Ｐｄ、Ｃｏ／Ｐｔ、ＣｏＣｒＴａ／Ｐｄ等のＣｏ人工格子磁性層、ＣｏＰｔ系やＦｅＰｔ系の合金磁性層、ＳｍＣｏ系合金磁性層など、垂直配向性に優れた材料、ＣｏＦｅ、ＣｏＮｉＦｅ、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＮｂ、ＦｅＮ、ＦｅＳｉ、ＦｅＡｌＳｉ等の、比較的、飽和磁束密度の大きく膜面内方向に磁気異方性を有する軟磁性層や、ＣｏＦｅＳｉ、ＣｏＭｎＳｉ、ＣｏＭｎＡｌ等のグループから選択されるホイスラー合金、膜面内方向に磁化が配向したＣｏＣｒ系の磁性合金膜も適宜用いることができる。さらに、複数の上記材料を積層したものを用いてもよい。
【００７７】
また、発振層１０ａには、ＦｅＣｏＡｌ合金と、上記のスピン注入層３０の第２スピン注入層３０ｂに用いることができる各種の材料を積層したものを用いても良い。  
なお、発振層１０ａおよび第１スピン注入層３０ａには、ＦｅＣｏＡｌ合金に、さらに、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｂの少なくともいずれか１つ以上を添加した材料を用いても良い。さらに、発振層１０ａおよび第１スピン注入層３０ａには、ＦｅＣｏＡｌ合金におけるＡｌの替わりに、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｂのいずれか１つ以上を用いた、ＦｅＣｏＳｉ、ＦｅＣｏＧｅ、ＦｅＣｏＭｎ、ＦｅＣｏＣｒ、ＦｅＣｏＢ合金を用いても良い。これにより、例えば、発振層１０ａとスピン注入層３０との飽和磁束密度（Ｂｓ）、異方性磁界（Ｈｋ）、及び、スピントルク伝達効率を調整することができる。
【００７８】
すなわち、本実施形態に係るスピントルク発振子１０ｂにおいては、発振層１０ａは、Ｆｅ−Ｃｏ−（Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｂ）合金を含み、スピン注入層３０の中間層２２の側の部分は、Ｆｅ−Ｃｏ−（Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｂ）合金を含む。
【００７９】
なお、発振層１０ａの層厚は、５ｎｍから２０ｎｍとすることが望ましく、スピン注入層３０の層厚は、２ｎｍから６０ｎｍとすることが望ましい。また、Ｓｉは、アニールする際にＦｅＣｏ合金母相から拡散しにくい、という特徴がある。このため、素子プロセスでアニールが必要な場合や、第１スピン注入層３０ａに用いる場合には、ＦｅＣｏＳｉ合金を用いることが望ましい。
【００８０】
（第３の実施の形態）
図８は、本発明の第３の実施形態に係るスピントルク発振子の構成を例示する模式的断面図である。  
図８に表したように、本発明の第３の実施形態に係るスピントルク発振子１０ｃにおいては、スピン注入層３０として、中間層側のＦｅＣｏＡｌ層（第１スピン注入層３０ａ）と、層厚２０ｎｍのＣｏＰｔ層（第２スピン注入層３０ｂ）３０ｂと、の積層膜が用いられている。また、本実施形態に係るスピントルク発振子においては、発振層１０ａはＦｅＣｏＡｌ合金を含んでいない。
【００８１】
すなわち、スピン注入層３０は、ＦｅＣｏＡｌ合金層と、膜面垂直方向に磁化配向したＣｏＰｔ合金層と、の積層構造からなっており、中間層２２との界面に、ＦｅＣｏＡｌ合金層が配置されている。すなわち、スピン注入層３０は、膜面垂直方向に磁化配向したＣｏＰｔ合金を含む第２スピン注入層３０ｂと、第２スピン注入層３０ｂと中間層２２との間に配置され、ＦｅＣｏＡｌ合金を含む第１スピン注入層３０ａと、を有している。  
第１スピン注入層３０ａとなるＦｅＣｏＡｌ合金層の層厚は、０．５ｎｍから５ｎｍであることが望ましい。  
一方、第２スピン注入層３０ｂとなるＣｏＰｔ合金の層厚は、２ｎｍから６０ｎｍとすることが望ましい。  
なお、第１スピン注入層３０ａの層厚と、第２スピン注入層３０ｂの層厚とは、第１スピン注入層３０ａとなるＦｅＣｏＡｌ合金によりスピントルクが十分に発振層に伝達し、かつ、第２スピン注入層３０ｂとなるＣｏＰｔ合金の垂直磁気異方性によりＦｅＣｏＡｌ合金層が垂直に磁化するように、適宜調整することができる。
【００８２】
なお、第１スピン注入層３０ａに用いられるＦｅＣｏＡｌ合金は、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｂのうちのいずれか１つ以上を含むこともできる。  
さらに、第１スピン注入層３０ａに用いられるＦｅＣｏＡｌ合金のＡｌの替わりに、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｂをいずれか１つ以上用いた、ＦｅＣｏＳｉ、ＦｅＣｏＧｅ、ＦｅＣｏＭｎ、ＦｅＣｏＣｒ、ＦｅＣｏＢ合金を、第１スピン注入層３０ａに用いても良い。  
すなわち、本実施形態に係るスピントルク発振子１０ｃにおいては、スピン注入層３０の中間層２２との界面では、Ｆｅ−Ｃｏ−（Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｂ）合金を含む。
【００８３】
一方、発振層１０ａには、発振時に磁界を発生する高Ｂｓ軟磁性材料（ＦｅＣｏ／ＮｉＦｅ積層膜）を用いることができ、発振層１０ａの層厚は５ｎｍから２０ｎｍとすることが望ましい。
【００８４】
また、第２スピン注入層３０ｂ、及び、発振層１０ａには、ＣｏＦｅ、ＣｏＮｉＦｅ、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＮｂ、ＦｅＮ、ＦｅＳｉ、ＦｅＡｌＳｉ等の、比較的、飽和磁束密度の大きく膜面内方向に磁気異方性を有する軟磁性層や、ＣｏＦｅＳｉ、ＣｏＭｎＳｉ、ＣｏＭｎＡｌ等のグループから選択されるホイスラー合金、膜面内方向に磁化が配向したＣｏＣｒ系の磁性合金膜を用いることができる。さらに、膜面直方向に磁化配向したＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＴａＰｔ、ＣｏＣｒＴａＮｂ等のＣｏＣｒ系磁性、ＴｂＦｅＣｏ等のＲＥ−ＴＭ系アモルファス合金磁性層、Ｃｏ／Ｐｄ、Ｃｏ／Ｐｔ、ＣｏＣｒＴａ／Ｐｄ等のＣｏ人工格子磁性層、ＣｏＰｔ系やＦｅＰｔ系の合金磁性層、ＳｍＣｏ系合金磁性層など、垂直配向性に優れた材料も適宜用いることができる。
【００８５】
また、第２スピン注入層３０ｂ、及び、発振層１０ａにおいては、複数の上記材料を積層してもよい。これにより、発振層１０ａとスピン注入層３０との飽和磁束密度（Ｂｓ）及び異方性磁界（Ｈｋ）を調整することができる。
【００８６】
また、第１、第２の電極４１、４２としては、Ｔｉ、Ｃｕなどの電気抵抗が低く、酸化されにくい材料を用いることができる。  
また、中間層２２としては、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇなどのスピン透過率の高い材料を用いることができる。中間層２２の層厚は、１原子層から３ｎｍとすることが望ましい。これにより発振層とスピン注入層の交換結合を最適な値に調節することが可能となる。
【００８７】
このような構造を有する本実施形態に係るスピントルク発振子１０ｃにおいては、スピン注入層３０の中間層との界面に、ＦｅＣｏＡｌ合金からなる第１スピン注入層３０ａを設けることで、スピントルク伝達効率が向上する。
【００８８】
これにより、本実施形態に係るスピントルク発振子１０ｃによれば、低電流密度で安定して発振が可能であり、かつ、面内高周波磁界の強度の高いスピントルク発振子が提供できる。
【００８９】
ところで、スピン注入層３０の中間層側の界面にＦｅＣｏＡｌ合金からなる第１スピン注入層３０ａを設けた場合において、ＦｅＣｏＡｌ合金が低Ｍｓであること、第１スピン注入層３０ａの層厚を２ｎｍと薄くしたこと、及び、第１スピン注入層３０ａのＦｅＣｏＡｌ層と、第２スピン注入層３０ｂのＣｏＰｔ合金層との交換結合力が十分に大きいこと、によって、面内磁化膜であるＦｅＣｏＡｌ合金が垂直に磁化することが実現可能である。また、ＦｅＣｏＡｌ合金のスピン拡散長が短いため、スピントルク伝達効率を十分に大きくできる。
【００９０】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態に係る磁気記録ヘッドについて、多粒子系の垂直磁気記録媒体に記録する場合を想定して、説明する。  
図９は、本発明の第４の実施形態に係る磁気記録ヘッドの構成を例示する模式的斜視図である。  
図１０は、本発明の第４の実施形態に係る磁気記録ヘッドが搭載されるヘッドスライダーの構成を例示する模式的斜視図である。  
図１１は、本発明の第４の実施形態に係る磁気記録ヘッドに用いられるスピントルク発振子の構成を例示する模式的斜視図である。
【００９１】
図９に表したように、本発明の第４の実施形態に係る磁気記録ヘッド５１は、主磁極６１と、上記の本発明の実施形態に係るスピントルク発振子１０と、を備える。
【００９２】
なお、本具体例では、スピントルク発振子として、第１の実施形態に係るスピントルク発振子１０が用いられているが、本発明はこれに限らず、第２及び第３の実施形態に係るスピントルク発振子１０ｂ、１０ｃ、及び、それらを変形した各種のスピントルク発振子を用いることができる。以下に説明する具体例では、スピントルク発振子として第１の実施形態に係るスピントルク発振子１０を用いる例として説明する。
【００９３】
図９に表したように、発振層１０ａは、主磁極６１とスピン注入層３０との間に配置することができる。ただし、それとは逆に、スピン注入層３０を、主磁極６１と発振層１０ａとの間に配置しても良い。  
上記の主磁極６１と、スピントルク発振子１０と、は、書き込みヘッド部６０に含まれる。  
さらに、書き込みヘッド部６０は、リターンパス（シールド）６２をさらに含むことができる。
【００９４】
なお、主磁極６１と第２の電極４２は共用されており、リターンパス（シールド）６２と第１の電極４１は共用されている。
【００９５】
なお、図９に表したように、本実施形態に係る磁気記録ヘッド５１には、さらに、再生ヘッド部７０を設けることができる。  
再生ヘッド部７０は、第１磁気シールド層７２ａと、第２磁気シールド層７２ｂと、第１磁気シールド層７２ａと第２磁気シールド層７２ｂとの間に設けられた磁気再生素子７１と、を含む。  
上記の再生ヘッド部７０の各要素、及び、上記の書き込みヘッド部６０の各要素は、図示しないアルミナ等の絶縁体により分離される。
磁気再生素子７１としては、ＧＭＲ素子やＴＭＲ(Tunnel Magneto-Resistive effect）素子などを利用することが可能である。なお、再生分解能をあげるために、磁気再生素子７１は、２枚の磁気シールド層、すなわち、第１及び第２磁気シールド層７２ａ、７２ｂの間に設置される。
【００９６】
そして、図９に表したように、磁気記録ヘッド５１の媒体対向面６１ｓに対向して磁気記録媒体８０が設置される。そして、主磁極６１は、磁気記録媒体８０に記録磁界を印加する。なお、磁気記録ヘッド５１の媒体対向面６１ｓは、磁気記録ヘッド５１に対して設置される磁気記録媒体８０に対向した主磁極６１の主面とすることができる。  
また、例えば、図１０に表したように、磁気記録ヘッド５１は、ヘッドスライダー３に搭載される。ヘッドスライダー３は、Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＣなどからなり、磁気ディスクなどの磁気記録媒体８０の上を、浮上または接触しながら相対的に運動できるように設計され、製作される。  
ヘッドスライダー３は、空気流入側３Ａと空気流出側３Ｂとを有し、磁気記録ヘッド５１は、空気流出側３Ｂの側面などに配置される。これにより、ヘッドスライダー３に搭載された磁気記録ヘッド５１は、磁気記録媒体８０の上を浮上または接触しながら相対的に運動する。
【００９７】
図９に表したように、磁気記録媒体８０は、媒体基板８２と、その上に設けられた磁気記録層８１と、を有する。書き込みヘッド部６０から印加される磁界により、磁気記録層８１の磁化８３が所定の方向に制御され、書き込みがなされる。なお、この時、磁気記録媒体８０は、媒体移動方向８５の方向に、磁気記録ヘッド５１に対して相対的に移動する。  
一方、再生ヘッド部７０は、磁気記録層８１の磁化の方向を読み取る。
【００９８】
図１１に表したように、本実施形態に用いられるスピントルク発振子１０は、スピン注入層３０と、スピン透過率の高い中間層２２と、発振層１０ａがこの順に積層された積層構造体２５を有し、積層構造体２５に接続された第１電極４１及び第２電極４２を通じて駆動電子流を流すことにより、発振層１０ａから高周波磁界を発生させることができる。駆動電流密度は、所望の発振状態になるよう適宜調整する。なお、記録トラックピッチが縮小し、スピントルク発振子の素子サイズがより小さくなった場合、熱の放散が改善されるため、駆動電流密度をより改善することが可能である。
【００９９】
また、スピン注入層３０の保磁力は、主磁極６１から印加される磁界より小さくすることが望ましい。この時、スピン注入層３０の磁化方向と、主磁極６１からの印加磁界方向とは略平行となる。その結果、主磁極６１から発振層１０ａに印加される磁界と、スピン注入層３０から発振層１０ａに印加されるスピントルクとが、主磁極６１からの印加磁界方向に依存せず常につりあい、安定した発振が可能となる。このため、主磁極６１が、「０」及び「１」のどちらを磁気記録媒体８０に記録する場合にも、安定した高周波磁界アシスト記録が可能となる。
【０１００】
なお、スピン注入層３０の保磁力が主磁極６１から印加される磁界より大きい場合、スピン注入層３０の磁化方向は、主磁極６１からの印加磁界によらず、常に略同一方向に磁化する。この時、主磁極６１が「０」を記録する場合には、安定した発振が可能であったとする。しかし、「１」を記録する場合、主磁極６１からの磁界が反転する必要がある。この結果、主磁極６１から発振層１０ａに印加される磁界と、スピン注入層３０から発振層１０ａに印加されるスピントルクとがつりあわなくなり、発振が停止する。このため、安定した高周波磁界アシスト記録が不可能となる。以上の理由から、スピン注入層３０の保磁力は、主磁極６１から印加される磁界より小さくすることが望ましい。
【０１０１】
スピントルク発振子１０の各構成要素に関しては、既に第１の実施形態に関して説明したので省略する。
【０１０２】
主磁極６１及びリターンパス６２は、ＦｅＣｏ、ＣｏＦｅ、ＣｏＮｉＦｅ、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＮｂ、ＦｅＮ、ＦｅＳｉ、ＦｅＡｌＳｉ等の、比較的、飽和磁束密度の大きい軟磁性層で構成されている。
【０１０３】
また、主磁極６１は、媒体対向面６１ｓの側の部分と、それ以外の部分の材料を別々の材料としても良い。すなわち、例えば、磁気記録媒体８０やスピントルク発振子１０に発生する磁界を大きくするため、媒体対向面６１ｓの側の部分の材料を、飽和磁束密度の特に大きいＦｅＣｏ、ＣｏＮｉＦｅ、ＦｅＮ等とし、それ以外の部分は、特に透磁率が高いＮｉＦｅ等にしても良い。また、磁気記録媒体８０やスピントルク発振子１０に発生する磁界を大きくするため、主磁極６１の媒体対向面６１ｓの側の形状を、バックギャップ部より小さくしても良い。これにより、磁束が媒体対向面６１ｓの側の部分に集中し、高強度の磁界を発生することが可能となる。
【０１０４】
主磁極６１のコイルには、Ｔｉ、Ｃｕなどの電気抵抗が低く、酸化されにくい材料を用いることができる。
【０１０５】
このような構成を有する本実施形態に係る磁気記録ヘッド５１によれば、低電流密度で安定して発振が可能であり、かつ、面内高周波磁界の強度の高いスピントルク発振子による安定した高周波磁界が得られ、高密度の磁気記録を実現できる磁気記録ヘッドが提供できる。
【０１０６】
なお、スピントルク発振子１０の高周波磁界の強度Ｈａｃの最大領域は、発振層１０ａのリーディング側及びトレーリング側にある。主磁極６１からの記録磁界の最大領域と、トレーリング側の高周波磁界の強度Ｈａｃの最大領域と、が重畳するように、スピントルク発振子１０と、主磁極６１と、シールド６２の位置を調整することにより、良好な記録が可能である。
【０１０７】
本実施形態に係る磁気記録ヘッド５１において、スピントルク発振子として第２の実施形態で説明したスピントルク発振子１０ｂを用いることができる。  
すなわち、発振層１０ａ、及び、スピン注入層３０の中間層側の界面側、に、ＦｅＣｏＡｌ合金からなる第１スピン注入層３０ａを設ける。これにより、スピントルク伝達効率がさらに向上する。
【０１０８】
従って、低電流密度でさらに安定して発振が可能であり、かつ、面内高周波磁界の強度の高いスピントルク発振子によるさらに安定した高周波磁界が得られ、高密度の磁気記録を実現できる磁気記録ヘッドが提供できる。
【０１０９】
なお、この場合も、スピントルク発振子１０ｂの高周波磁界の強度Ｈａｃの最大領域は、発振層１０ａのリーディング側及びトレーリング側にある。主磁極６１からの記録磁界の最大領域と、トレーリング側の高周波磁界の強度Ｈａｃの最大領域と、が重畳するように、スピントルク発振子１０ｂと、主磁極６１と、シールド６２の位置を調整することにより、良好な記録が可能である。
【０１１０】
さらに、本実施形態に係る磁気記録ヘッド５１において、スピントルク発振子として第３の実施形態で説明したスピントルク発振子１０ｃを用いることができる。  
すなわち、スピン注入層３０の中間層側の界面側に、ＦｅＣｏＡｌ合金からなる第１スピン注入層３０ａを設ける。これにより、スピントルク伝達効率が向上する。
【０１１１】
また、主磁極６１の発振層１０ａとの界面をＣｕとすることができる。これにより、ＦｅＣｏＡｌ合金からなる発振層１０ａのＡｌ原子の拡散を防止することが可能となる。その結果、良好なスピントルク発振子を作製することが可能となる。
【０１１２】
従って、低電流密度で安定して発振が可能であり、かつ、面内高周波磁界の強度の高いスピントルク発振子による安定した高周波磁界が得られ、高密度の磁気記録を実現できる磁気記録ヘッドが提供できる。
【０１１３】
（第５の実施の形態）
以下、本発明の第５の実施の形態に係る磁気記録装置及び磁気ヘッドアセンブリについて説明する。  
上記で説明した本発明の実施形態に係る磁気記録ヘッドは、例えば、記録再生一体型の磁気ヘッドアセンブリに組み込まれ、磁気記録装置に搭載することができる。なお、本実施形態に係る磁気記録装置は、記録機能のみを有することもできるし、記録機能と再生機能の両方を有することもできる。
【０１１４】
図１２は、本発明の第５の実施形態に係る磁気記録装置の構成を例示する模式的斜視図である。  
図１３は、本発明の第５の実施形態に係る磁気記録装置の一部の構成を例示する模式的斜視図である。  
図１２に表したように、本発明の第５の実施形態に係る磁気記録装置１５０は、ロータリーアクチュエータを用いた形式の装置である。同図において、記録用媒体ディスク１８０は、スピンドルモータ４に装着され、図示しない駆動装置制御部からの制御信号に応答する図示しないモータにより矢印Ａの方向に回転する。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を備えたものとしても良い。
【０１１５】
記録用媒体ディスク１８０に格納する情報の記録再生を行うヘッドスライダー３は、既に説明したような構成を有し、薄膜状のサスペンション１５４の先端に取り付けられている。ここで、ヘッドスライダー３は、例えば、前述した実施の形態に係る磁気記録ヘッドをその先端付近に搭載している。
【０１１６】
記録用媒体ディスク１８０が回転すると、サスペンション１５４による押付け圧力とヘッドスライダー３の媒体対向面（ＡＢＳ）で発生する圧力とがつりあい、ヘッドスライダー３の媒体対向面は、記録用媒体ディスク１８０の表面から所定の浮上量をもって保持される。なお、ヘッドスライダー３が記録用媒体ディスク１８０と接触するいわゆる「接触走行型」としても良い。
【０１１７】
サスペンション１５４は、図示しない駆動コイルを保持するボビン部などを有するアクチュエータアーム１５５の一端に接続されている。アクチュエータアーム１５５の他端には、リニアモータの一種であるボイスコイルモータ１５６が設けられている。ボイスコイルモータ１５６は、アクチュエータアーム１５５のボビン部に巻き上げられた図示しない駆動コイルと、このコイルを挟み込むように対向して配置された永久磁石及び対向ヨークからなる磁気回路とから構成することができる。
【０１１８】
アクチュエータアーム１５５は、軸受部１５７の上下２箇所に設けられた図示しないボールベアリングによって保持され、ボイスコイルモータ１５６により回転摺動が自在にできるようになっている。その結果、磁気記録ヘッドを記録用媒体ディスク１８０の任意の位置に移動可能となる。
【０１１９】
図１３（ａ）は、本実施形態に係る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。また、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）１５８を例示する斜視図である。  
図１３（ａ）に表したように、ヘッドスタックアセンブリ１６０は、軸受部１５７と、この軸受部１５７から延出したヘッドジンバルアセンブリ１５８と、軸受部１５７からヘッドジンバルアセンブリ１５８と反対方向に延出しているとともにボイスコイルモータのコイル１６２を支持した支持フレーム１６１を有している。
【０１２０】
また、図１３（ｂ）に表したように、ヘッドジンバルアセンブリ１５８は、軸受部１５７から延出したアクチュエータアーム１５５と、アクチュエータアーム１５５から延出したサスペンション１５４と、を有している。
【０１２１】
サスペンション１５４の先端には、既に説明した本発明の実施形態に係る磁気記録ヘッドを具備するヘッドスライダー３が取り付けられている。そして、既に説明したように、ヘッドスライダー３には、本発明の実施形態に係る磁気記録ヘッドが搭載される。
【０１２２】
すなわち、本発明の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、本発明の実施形態に係る磁気記録ヘッドと、前記磁気記録ヘッドが搭載されたヘッドスライダー３と、前記ヘッドスライダー３を一端に搭載するサスペンション１５４と、前記サスペンション１５４の他端に接続されたアクチュエータアーム１５５と、を備える。
【０１２３】
サスペンション１５４は、信号の書き込み及び読み取り用、浮上量調整のためのヒーター用、スピントルク発振子用のリード線（図示しない）を有し、このリード線とヘッドスライダー３に組み込まれた磁気記録ヘッドの各電極とが電気的に接続される。また、図示しない電極パッドが、ヘッドジンバルアセンブリ１５８に設けられる。本具体例においては、電極パッドは８個設けられる。すなわち、主磁極６１のコイル用の電極パッドが２つ、磁気再生素子７１用の電極パッドが２つ、ＤＦＨ（ダイナミックフライングハイト）用の電極パッドが２つ、スピントルク発振子１０用の電極パッドが２つ、設けられる。
【０１２４】
そして、磁気記録ヘッドを用いて磁気記録媒体への信号の書き込みと読み出しを行う信号処理部１９０が設けられる。信号処理部１９０は、例えば、図１２に例示した磁気記録装置１５０の図面中の背面側に設けられる。信号処理部１９０の入出力線は、ヘッドジンバルアセンブリ１５８の電極パッドに接続され、磁気記録ヘッドと電気的に結合される。
【０１２５】
このように、本実施形態に係る磁気記録装置１５０は、磁気記録媒体と、上記の実施形態に係る磁気記録ヘッドと、磁気記録媒体と磁気記録ヘッドとを離間させ、または、接触させた状態で対峙させながら相対的に移動可能とした可動部と、磁気記録ヘッドを磁気記録媒体の所定記録位置に位置合せする位置制御部と、磁気記録ヘッドを用いて磁気記録媒体への信号の書き込みと読み出しを行う信号処理部と、を備える。
【０１２６】
すなわち、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、ヘッドスライダー３を含むことができる。  
また、上記の位置制御部は、ヘッドジンバルアセンブリ１５８を含むことができる。
【０１２７】
すなわち、本実施形態に係る磁気記録装置１５０は、磁気記録媒体と、本発明の実施形態に係る磁気ヘッドアセンブリと、前記磁気ヘッドアセンブリに搭載された前記磁気記録ヘッドを用いて前記磁気記録媒体への信号の書き込みと読み出しを行う信号処理部と、を備える。
【０１２８】
本実施形態に係る磁気記録装置１５０によれば、上記の実施形態のスピントルク発振子及び上記の実施形態に係る磁気記録ヘッドを用いることで、低電流密度で安定して発振が可能であり、かつ、面内高周波磁界の強度の高いスピントルク発振子による安定した高周波磁界が得られ、高密度の磁気記録を実現できる磁気記録装置が提供できる。
【０１２９】
なお、本発明の実施形態に係る磁気記録装置において、スピントルク発振子１０は、主磁極６１のトレーリング側に設けることができる。この場合は、磁気記録媒体８０の磁気記録層８１は、まず、スピントルク発振子１０に対向し、その後で主磁極６１に対向する。
【０１３０】
また、本発明の実施形態に係る磁気記録装置において、スピントルク発振子１０は、主磁極６１のリーディング側に設けることができる。この場合は、磁気記録媒体８０の磁気記録層８１は、まず、主磁極６１に対向し、その後でスピントルク発振子１０に対向する。
【０１３１】
以下、上記の実施形態の磁気記録装置に用いることができる磁気記録媒体について説明する。  
図１４は、本発明の実施形態に係る磁気記録装置の磁気記録媒体の構成を例示する模式的斜視図である。  
図１４に表したように、本発明の実施形態に係る磁気記録装置に用いられる磁気記録媒体８０は、非磁性体（あるいは空気）８７により互いに分離された垂直配向した多粒子系の磁性ディスクリートトラック（記録トラック）８６を有する。この磁気記録媒体８０がスピンドルモータ４により回転され、媒体移動方向８５に向けて移動する際に、上記の実施形態に係る磁気記録ヘッドのいずれかが設けられ、これにより、記録磁化８４を形成することができる。  
このように、本発明の実施形態に係る磁気記録装置においては、磁気記録媒体８０は、隣接し合う記録トラック同士が非磁性部材を介して形成されたディスクリートトラック媒体とすることができる。
【０１３２】
スピントルク発振子１０の記録トラック幅方向の幅（ＴＳ）を記録トラック８６の幅（ＴＷ）以上で、かつ記録トラックピッチ（ＴＰ）以下とすることによって、スピントルク発振子１０から発生する漏れ高周波磁界による隣接記録トラックの保磁力低下を大幅に抑制することができる。このため、本具体例の磁気記録媒体８０では、記録したい記録トラック８６のみを効果的に高周波磁界アシスト記録することができる。
【０１３３】
本具体例によれば、いわゆる「べた膜状」の多粒子系垂直媒体を用いるよりも、狭トラックすなわち高トラック密度の高周波アシスト記録装置を実現することが容易になる。また、高周波磁界アシスト記録方式を利用し、さらに従来の磁気記録ヘッドでは書き込み不可能なＦｅＰｔやＳｍＣｏ等の高磁気異方性エネルギー（Ｋｕ）の媒体磁性材料を用いることによって、媒体磁性粒子をナノメートルのサイズまでさらに微細化することが可能となり、記録トラック方向（ビット方向）においても、従来よりも遥かに線記録密度の高い磁気記録装置を実現することができる。  
本実施形態に係る磁気記録装置によれば、ディスクリート型の磁気記録媒体８０において、高い保磁力を有する磁気記録層に対しても確実に記録することができ、高密度かつ高速の磁気記録が可能となる。
【０１３４】
図１５は、本発明の実施形態に係る磁気記録装置の別の磁気記録媒体の構成を例示する模式的斜視図である。  
図１５に表したように、本発明の実施形態に係る磁気記録装置に用いることができる別の磁気記録媒体８０は、非磁性体８７により互いに分離された磁性ディスクリートビット８８を有する。この磁気記録媒体８０がスピンドルモータ４により回転され、媒体移動方向８５に向けて移動する際に、本発明の実施形態に係る磁気記録ヘッドにより、記録磁化８４を形成することができる。  
このように、本発明の実施形態に係る磁気記録装置においては、磁気記録媒体８０は、非磁性部材を介して孤立した記録磁性ドットが規則的に配列形成されたディスクリートビット媒体とすることができる。
【０１３５】
本実施形態に係る磁気記録装置によれば、ディスクリート型の磁気記録媒体８０において、高い保磁力を有する磁気記録層に対しても確実に記録することができ、高密度かつ高速の磁気記録が可能となる。
【０１３６】
この具体例においても、スピントルク発振子１０の記録トラック幅方向の幅（ＴＳ）を記録トラック８６の幅（ＴＷ）以上で、かつ記録トラックピッチ（ＴＰ）以下とすることによって、スピントルク発振子１０から発生する漏れ高周波磁界による隣接記録トラックの保磁力低下を大幅に抑制することができるため、記録したい記録トラック８６のみを効果的に高周波磁界アシスト記録することができる。本具体例を用いれば、使用環境下での熱揺らぎ耐性を維持できる限りは、磁性ディスクリートビット８８の高磁気異方性エネルギー（Ｋｕ）化と微細化を進めることで、１０Ｔｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ２以上の高い記録密度の高周波磁界アシスト記録装置を実現できる可能性がある。
【０１３７】
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、スピントルク発振子、磁気記録ヘッド、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気記録装置を構成する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。  
また、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。
【０１３８】
その他、本発明の実施の形態として上述したスピントルク発振子、磁気記録ヘッド、磁気ヘッドアセンブリ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スピントルク発振子、磁気記録ヘッド、磁気ヘッドアセンブリ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。
【０１３９】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るスピントルク発振子の構成を例示する模式的断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るスピントルク発振子の特性を例示するグラフ図である。
【図３】第１の比較例のスピントルク発振子の特性を例示するグラフ図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るスピントルク発振子における特性を例示するグラフ図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るスピントルク発振子に用いられるＦｅＣｏＡｌ合金の特性を例示するグラフ図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るスピントルク発振子の構成を例示する模式的断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るスピントルク発振子の特性を例示するグラフ図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係るスピントルク発振子の構成を例示する模式的断面図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る磁気記録ヘッドの構成を例示する模式的斜視図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態に係る磁気記録ヘッドが搭載されるヘッドスライダーの構成を例示する模式的斜視図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態に係る磁気記録ヘッドに用いられるスピントルク発振子の構成を例示する模式的斜視図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態に係る磁気記録装置の構成を例示する模式的斜視図である。
【図１３】本発明の第５の実施形態に係る磁気記録装置の一部の構成を例示する模式的斜視図である。
【図１４】本発明の実施形態に係る磁気記録装置の磁気記録媒体の構成を例示する模式的斜視図である。
【図１５】本発明の実施形態に係る磁気記録装置の別の磁気記録媒体の構成を例示する模式的斜視図である。
【符号の説明】
【０１４１】
３  ヘッドスライダー
３Ａ  空気流入側
３Ｂ  空気流出側
４  スピンドルモータ
５  磁気記録ヘッド、
１０、１０ｂ、１０ｃ  スピントルク発振子
１０ａ  発振層
２０  バイアス層
２２  中間層
２５  積層構造体
３０  スピン注入層
４１  第１電極
４２  第２電極
５１  磁気記録ヘッド
６０  書き込みヘッド部
６１  主磁極
６１ｓ  媒体対向面
６２  シールド（リターンパス）
７０  再生ヘッド部
７１  磁気再生素子
７２ａ、７２ｂ  磁気シールド層
８０  磁気記録媒体
８１  磁気記録層
８２  媒体基板
８３  磁化
８４  記録磁化
８５  媒体移動方向
８６  記録トラック
８７  非磁性体
８８  磁気ディスクリートビット
１５０  磁気記録装置
１５４  サスペンション
１５５  アクチュエータアーム
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（磁気ヘッドアセンブリ）
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
１９０  信号処理部
【図１】
2010003354.tif 000003
【図２】
2010003354.tif 000004
【図３】
2010003354.tif 000005
【図４】
2010003354.tif 000006
【図５】
2010003354.tif 000007
【図６】
2010003354.tif 000008
【図７】
2010003354.tif 000009
【図８】
2010003354.tif 000010
【図９】
2010003354.tif 000011
【図１０】
2010003354.tif 000012
【図１１】
2010003354.tif 000013
【図１２】
2010003354.tif 000014
【図１３】
2010003354.tif 000015
【図１４】
2010003354.tif 000016
【図１５】
2010003354.tif 000017