(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記録媒体に記録磁界を印加する主磁極と、
主磁極と磁気回路を構成する補助磁極と、
該主磁極と該補助磁極との間に設けられたスピントルク発振子とを含み、
該スピントルク発振子は、該主磁極側から順に配置された、スピン注入層と、
鉄及びコバルトのうち１つの元素、及びプラチナ、パラジウム、ルテニウム、タンタル、クロム、テルビウム、ガドリニウム、ユーロピウム、ジスプロシウム、及びサマリウムからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を含むスピンシンク層、及び軟磁性材料で構成される主発振層を有する発振層と、
該スピン注入層及び該発振層間に設けられた中間層とを具備することを特徴とする磁気記録ヘッド。
【請求項２】
前記スピンシンク層は、前記鉄及びコバルトのうち１つを含む層と、プラチナ、パラジウム、ルテニウム、タンタル、クロム、テルビウム、ガドリニウム、ユーロピウム、ジスプロシウム、及びサマリウムからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を含む層とを交互に積層して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録ヘッド。
【請求項３】
前記主発振層は、鉄、コバルト、及びニッケルから選択される少なくとも１種の元素を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の磁気記録ヘッド。
【請求項４】
前記主発振層は、鉄及びコバルトのうち１つの元素を含む層と、ニッケルを含む層とを交互に積層して形成されることを特徴とする請求項３に記載の磁気記録ヘッド。
【請求項５】
前記主発振層は、鉄及びコバルトのうち１つの元素と、アルミニウム、ケイ素、ガリウム、ゲルマニウム、銅、銀、金、ホウ素、マンガン、及び錫からなる群から選ばれる少なくとも１種の元素とを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の磁気記録ヘッド。
【請求項６】
前記主発振層は、鉄及びコバルトのうち１つの元素を含む層と、アルミニウム、ケイ素、ガリウム、ゲルマニウム、銅、銀、金、ホウ素、マンガン、及び錫からなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を含む層とを交互に積層して形成されることを特徴とする請求項５に記載の磁気記録ヘッド。
【請求項７】
前記スピンシンク層は、０．１ｎｍ以上３ｎｍ以下の膜厚を有することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の磁気記録ヘッド。
【請求項８】
前記プラチナ、パラジウム、ルテニウム、タンタル、クロム、テルビウム、ガドリニウム、ユーロピウム、ジスプロシウム、及びサマリウムからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素の含有量は、スピンシンク層全体のうち0.5原子％以上75原子％以下であるとを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の磁気記録ヘッド。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項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１０】
磁気記録媒体と、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の磁気ヘッドとを具備することを特徴とする磁気記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、磁気記録ヘッド、磁気ヘッドアセンブリ、及び磁気記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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により、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の記録密度は年率約４０％の伸びを示している。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。
【０００３】
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。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、コイルにより高周波磁界を発生させると、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。
【０００４】
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。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（発振層）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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。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。
【０００９】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−３３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
高周波磁界を維持したまま、低電圧でアシスト磁界の駆動を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
実施形態によれば、磁気記録媒体に記録磁界を印加する主磁極と、
主磁極と磁気回路を構成する補助磁極と、
該主磁極と該補助磁極との間に設けられたスピントルク発振子とを含み、
該スピントルク発振子は、該主磁極側から順に配置された、スピン注入層と、
鉄及びコバルトのうち１つの元素、及びプラチナ、パラジウム、ルテニウム、タンタル、クロム、テルビウム、ガドリニウム、ユーロピウム、ジスプロシウム、及びサマリウムからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を含むスピンシンク層、及び軟磁性材料で構成される主発振層を有する発振層と、
該スピン注入層及び該発振層間に設けられた中間層とを具備することを特徴とする磁気記録ヘッドが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態に用いられるスピントルク発振子を表す断面図である。
【図２】一実施形態にかかる磁気ヘッドの概略図である。
【図３】一実施形態に係る磁気記録再生装置の概略図である。
【図４】一実施形態に係る磁気ヘッドアッセンブリの概略図である。
【図５】実施形態に用いられるスピントルク発振子のスピンシンク層の膜厚と臨界電流密度の関係を表すグラフである。
【図６】実施形態に用いられるスピントルク発振子のスピンシンク層の膜厚と臨界電流密度の関係を表すグラフである。
【図７】実施形態に用いられるスピントルク発振子のスピンシンク層の膜厚と臨界電流密度の関係を表すグラフである。
【図８】実施形態に用いられるスピントルク発振子のスピンシンク層の膜厚と臨界電流密度の関係を表すグラフである。
【図９】実施形態に用いられるスピントルク発振子のスピンシンク層の膜厚と臨界電流密度の関係を表すグラフである。
【図１０】実施形態に用いられるスピントルク発振子のスピンシンク層の膜厚と臨界電流密度の関係を表すグラフである。
【図１１】実施形態に用いられるスピントルク発振子のスピンシンク層の膜厚と臨界電流密度の関係を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施形態にかかる磁気記録ヘッドは、磁気記録媒体に記録磁界を印加する主磁極と、主磁極と磁気回路を構成する補助磁極と、主磁極と該補助磁極との間に設けられたスピントルク発振子とを有する。スピントルク発振子は、主磁極側から順に配置された、スピン注入層と、発振層と、スピン注入層及び発振層間に設けられた中間層とを含む。発振層は、スピン注入層側から設けられた、スピンシンク層と主発振層とを有する。スピンシンク層は、Ｆｅ，及びＣｏのうち１つの元素と、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｔｂ，Ｇｄ，Ｅｕ，Ｄｙ，Ｓｍからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を含む。
【００１５】
実施形態に係る磁気ヘッドアセンブリは、上記磁気記録ヘッドと、磁気記録ヘッドが搭載されたヘッドスライダーと、ヘッドスライダーを一端に搭載するサスペンションと、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有する。
【００１６】
実施形態にかかる磁気記録再生装置は、磁気記録媒体と、上記磁気記録ヘッドとを有する。
【００１７】
実施形態によれば、発振層として、さらにＦｅ，及びＣｏのうち１つの元素と、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｔｂ，Ｇｄ，Ｅｕ，Ｄｙ，Ｓｍからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を含むスピンシンク層を使用することにより、より低い臨界電流密度で発振し得るスピントルク発振子が得られる。臨界電流密度を低減することにより、低い電圧で発振ができるので、同じ電圧をかけたときに、より大きい高周波が出るようになる。このため、高周波磁界を維持したまま、低電圧でアシスト磁界の駆動を行うことができる。
【００１８】
実施形態にかかる磁気ヘッドを用いると、臨界電流密度が低いスピントルク発振子を高周波磁界の発生源として用い、大きな高周波磁界で磁気記録媒体の磁化を反転させることが可能である。
【００１９】
スピンシンク層は、Ｆｅ，及びＣｏのうち１つを含む層と、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｔｂ，Ｇｄ，Ｅｕ，Ｄｙ，Ｓｍからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を含む層とを交互に積層して形成することができる。これにより、スピントルク発振子の臨界電流密度を低減し得る。
【００２０】
主発振層はＦｅ，Ｃｏ、及びＮｉから選択される少なくとも１種の元素を含むことができる。例えば、主発振層は、Ｆｅ，及びＣｏのうち１つの元素を含む層と、Ｎｉを含む層とを交互に積層して形成することが可能である。これにより、スピントルク発振子の臨界電流密度を低減し得る。
【００２１】
主発振層は、Ｆｅ，及びＣｏのうち１つの元素と、Ａｌ，Ｓｉ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｂ，Ｍｎ，及びＳｎからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素とを含むことができる。例えば、主発振層は、鉄及びコバルトのうち１つの元素を含む層と、Ａｌ，Ｓｉ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｂ，Ｍｎ，及びＳｎからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を含む層とを交互に積層して形成することができる。これにより、スピントルク発振子の臨界電流密度を低減し得る。
【００２２】
以下、図面を参照し、実施の形態について、より詳細に説明する。
【００２３】
図１は、実施形態にかかるスピントルク発振子の一例を示す断面図である。
【００２４】
このスピントルク発振子２０は、下電極１と上電極２との間に積層膜が設けられた、ボトム・スピン注入層型構造であり、下地層３上に、スピン注入層６が形成され、このスピン注入層６上に中間層７が形成され、中間層７上に発振層１０が形成され、発振層１０上にキャップ層１１が形成された構成となっている。スピン注入層６は、下地層３上に形成された主スピン注入層４と、この主スピン注入層４上に形成された界面磁性層５との積層構造となっている。発振層１０は、中間層７上に形成されたスピンシンク層８と、このスピンシンク層８上に形成された主発振層９との積層構造となっている。
【００２５】
以下、図１のスピントルク発振子の各層をより詳細に説明する。
【００２６】
主スピン注入層としては、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＴａＰｔ、ＣｏＣｒＴａＮｂ等のＣｏＣｒ系合金、ＴｂＦｅＣｏ等のＲＥ−ＴＭ系アモルファス合金、ＦｅＣｏ／Ｎｉ、ＣｏＦｅ／Ｎｉ、Ｃｏ／Ｎｉ、Ｃｏ／Ｐｔ、Ｃｏ／Ｐｄなどの人工格子、ＦｅＰｔ系やＣｏＰｔ系の合金、ＳｍＣｏ系合金を用いることができる。
【００２７】
界面磁性層としては、ＦｅＣｏやＦｅＣｏ合金にＡｌ，Ｓｉ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｂから選ばれる少なくとも一種類以上の元素を添加した合金、Ｆｅ／Ｃｏ人工格子が用いられる。またＣｏ２ＭｎＧｅ，Ｃｏ２ＭｎＳｉ等のホイスラー系合金を用いてもよい。
【００２８】
中間層としては、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕなどスピン拡散長の長い非磁性材料が用いられる。
【００２９】
スピンシンク層はＦｅ，Ｃｏの第１のグループから選ばれる少なくとも一種類以上の元素と、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｔｂ，Ｇｄ，Ｅｕ，Ｄｙ，Ｓｍの第２のグループから選ばれる少なくとも一種類以上の元素を含む。
【００３０】
主発振層としては、ＦｅＣｏやＮｉＦｅの合金、または、ＦｅＣｏ合金にＡｌ，Ｓｉ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｂ，Ｍｎ，Ｓｎから選ばれる少なくとも一種類以上の元素を添加した合金、Ｆｅ／Ｃｏ、ＦｅＣｏ／Ｎｉなどの人工格子が用いられる。
【００３１】
スピンシンク層の膜厚は０．１ｎｍ以上３ｎｍ以下であることが望ましい。０．１ｎｍ未満ではスピントルクの受け渡しができない傾向がある。３ｎｍ以上では、発振層全体に占めるスピンシンク層のダンピングロスの影響が顕著になる傾向がある。たとえば、スピンシンク層のダンピングロスは、主発振層のダンピングロスの１．１倍未満であることが望ましい。その場合、スピンシンク層の膜厚をｔ１、ダンピング定数をα１、飽和磁化をＭｓ１、主発振層の膜厚をｔ２、ダンピング定数をα２、飽和磁化をＭｓ２として、ｔ１＊α１＊Ｍｓ１＜１．１＊ｔ２＊α２＊Ｍｓ２となるように、ｔ１とｔ２の膜厚比が決められる。第２実施例ではα１＝０．０５、Ｍｓ１＝１．１Ｔ、α２＝０．００５、Ｍｓ２＝２．３Ｔであるため、ｔ１＜０．２３＊ｔ２であればよい。主発振層の膜厚ｔ２が１０ｎｍ程度とすると、スピンシンク層の膜厚ｔ１は２．３ｎｍ以下であればよい。
【００３２】
スピンシンク層の第２のグループから選ばれる少なくとも一種類以上の元素の含有量は、０．５原子％以上７５原子％以下が適切である。０．５原子％未満ではスピン拡散長が短くなる効果が見られず、７５原子％以上では、スピンシンク層と主発振層の間に働く交換結合が弱くなり主発振層の発振が不可能となるためである。第１実施例のようにスピンシンク層が合金の場合は、０．５原子％以上４０原子％以下であることが望ましい。
【００３３】
図２に、実施形態にかかる磁気ヘッドの一例を表す概略図を示す。
【００３４】
実施形態にかかる磁気記録ヘッド３０は、再生ヘッド部４０と、書込ヘッド部５０とを備えている。再生ヘッド部４０は、図示しない磁気再生素子、励磁コイル２５及びリーディングシールド２４を有する。また、書込ヘッド部５０は、記録磁極としての主磁極２１と、主磁極２１からの磁界を還流させるトレーリングシールド（補助磁極）２２と、主磁極２１とトレーリングシールド（補助磁極）２２の間に設けられたスピントルク発振子２０と、励磁コイル２４とを有する。この高周波磁界アシスト記録ヘッド３０の書込ヘッド部５０において、主磁極２１とトレーリングシールド２２のギャップ磁界により、膜面垂直の外部磁界を印加されることで、膜面にほぼ垂直な軸を回転軸にして、その発振層が歳差運動を行うことで、外部に高周波磁界を発生する。スピントルク発振子から発生する高周波磁界を、主磁極から印加される磁界と重畳することで、より高記録密度に対応した磁気記録媒体に書き込み可能である。
【００３５】
図３は、実施形態にかかる磁気ヘッドを搭載可能な磁気記録再生装置の概略構成を例示する要部斜視図である。
【００３６】
すなわち、磁気記録再生装置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１５２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。磁気記録再生装置１５０は、複数の媒体ディスク１８０を備えたものとしてもよい。
【００３７】
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１０３は、図２に関して前述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１０３は、例えば、実施の形態にかかる磁気記録ヘッドをその先端付近に搭載している。
【００３８】
媒体ディスク１８０が回転すると、ヘッドスライダー１０３の媒体対向面（ＡＢＳ）は媒体ディスク１８０の表面から所定の浮上量をもって保持される。あるいはスライダが媒体ディスク１８０と接触するいわゆる「接触走行型」であってもよい。
【００３９】
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および対向ヨークからなる磁気回路とから構成される。
【００４０】
アクチュエータアーム１５５は、スピンドル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。
【００４１】
図４に、実施形態にかかる磁気ヘッドアッセンブリの一例を表す概略図を示す。
【００４２】
図４は、アクチュエータアーム１５５から先の磁気ヘッドアセンブリをディスク側から眺めた拡大斜視図である。すなわち、磁気ヘッドアッセンブリ１６０は、例えば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を有し、アクチュエータアーム１５５の一端にはサスペンション１５４が接続されている。
【００４３】
サスペンション１５４の先端には、図２に示す磁気記録ヘッド５を具備するヘッドスライダー１０３が取り付けられている。サスペンション１５４は信号の書き込みおよび読み取り用のリード線１６４を有し、このリード線１６４とヘッドスライダー１０３に組み込まれた磁気ヘッドの各電極とが電気的に接続されている。図中１６５は磁気ヘッドアッセンブリ１６０の電極パッドである。
【００４４】
実施例
以下、実施例を示し、実施形態をより詳細に説明する。
【００４５】
実施例１
以下の構成を有するスピントルク発振子を製造した。
【００４６】
まず、Ｔａ／Ｃｕ／Ｔａからなる電極上に、それぞれ下記の材料を用いて、下地層からキャップ層までの各層を形成した。成膜方法はＤＣマグネトロンスパッタ法で、成膜時の背圧は１×１０−６Ｐａであった。その後、Ｔａ／Ａｕからなる上電極を形成した。
【００４７】
電極（Ｔａ  ５ｎｍ／Ｃｕ  ２５０ｎｍ／Ｔａ  ３５ｎｍ）／下地層（Ｔａ  ３ｎｍ／Ｒｕ  ２ｎｍ／Ｃｕ  ２ｎｍ）／主スピン注入層（（ＦｅＣｏ  ０．２ｎｍ／Ｎｉ  ０．６ｎｍ）＊１５層）／界面磁性層（ＦｅＣｏ  ０．４ｎｍ）／中間層（Ｃｕ  ３ｎｍ）／スピンシンク層（ＦｅＣｏ−５原子％Ｐｔ  ０．８ｎｍ）／主発振層（ＦｅＣｏ  １０ｎｍ）／キャップ層（Ｒｕ  １５ｎｍ）／電極（Ｔａ  ５ｎｍ／Ａｕ  １００ｎｍ）
得られたスピントルク発振子を用い、バイアス電圧を変えていった際のＲ−Ｈ特性を測定することにより、臨界電流密度を測定することができる。
【００４８】
上記構成のスピントルク発振子について、スピンシンク層を設けない場合、及びスピンシンク層の膜厚を変更した場合について、各々臨界電流密度を測定した。
【００４９】
図５に、実施例１で製造したスピントルク発振子について、スピンシンク層の膜厚と臨界電流密度の関係を示す。
【００５０】
スピンシンク層がない場合は１＊１０７Ａ／ｃｍ２であったが、ＦｅＣｏＰｔスピンシンク層を０．８ｎｍ挿入した結果、０．８＊１０７Ａ／ｃｍ２まで臨界電流密度が低減した。スピンシンク層のスピン拡散長が短いため、中間層とスピンシンク層との界面近傍で働くスピントルクの特性長は短くなる。その結果、臨界電流密度が低減すると考えられる。実施例１の場合は、スピンシンク層の膜厚が３ｎｍ以下のとき臨界電流密度が低減した。
【００５１】
図６に、実施例１で製造したスピントルク発振子について、スピンシンク層のＰｔ添加元素濃度と臨界電流密度の関係を示す。
【００５２】
図示するように、実施例１では、スピンシンク層ＦｅＣｏＰｔ中のＰｔの原子％が４０原子％以下のとき臨界電流密度が低減することが確認できた。
【００５３】
以上のように、実施形態にかかるスピントルク発振子によれば、臨界電流密度を低減させることができる。
【００５４】
実施例２
以下の構成のスピントルク発振子を実施例１と同様にして作製した。
【００５５】
電極（Ｔａ  ５ｎｍ／Ｃｕ  ２５０ｎｍ／Ｔａ  ３５ｎｍ）／下地層（Ｔａ３ｎｍ／Ｒｕ２ｎｍ／Ｃｕ２ｎｍ）／主スピン注入層（（ＦｅＣｏ０．２ｎｍ／Ｎｉ０．６ｎｍ）＊１５層）／界面磁性層（ＦｅＣｏ０．４ｎｍ）／中間層（Ｃｕ３ｎｍ）／スピンシンク層（ＦｅＣｏ−５原子％Ｐｄ１ｎｍ）／主発振層（ＦｅＣｏ１０ｎｍ）／キャップ層（Ｒｕ１５ｎｍ）／電極（Ｔａ  ５ｎｍ／Ａｕ  １００ｎｍ）
得られたスピントルク発振子を用い、実施例１と同様にして、臨界電流密度を測定した。
【００５６】
図７に、実施例２で製造したスピントルク発振子について、スピンシンク層の膜厚と臨界電流密度の関係を示す。
【００５７】
図示するように、実施例２では、スピンシンク層の膜厚が４．５ｎｍ以下のとき臨界電流密度が低減し、実施例１と同様に臨界電流密度が低減する効果が得られることが確認できた。
【００５８】
実施例２では、ＰｄはＰｔよりも軽い元素であってダンピング定数が小さいため、より多くの膜厚で効果が得られる。
【００５９】
実施例３
以下の構成のスピントルク発振子を実施例１と同様にして作製した。
【００６０】
電極（Ｔａ  ５ｎｍ／Ｃｕ  ２５０ｎｍ／Ｔａ  ３５ｎｍ）／下地層（Ｔａ３ｎｍ／Ｒｕ２ｎｍ／Ｃｕ２ｎｍ）／主スピン注入層（（ＦｅＣｏ０．２ｎｍ／Ｎｉ０．６ｎｍ）＊１５層）／界面磁性層（ＦｅＣｏ０．４ｎｍ）／中間層（Ｃｕ３ｎｍ）／スピンシンク層（ＦｅＣｏ０．８ｎｍ／Ｒｕ０．２ｎｍ）／主発振層（ＦｅＣｏ１０ｎｍ）／キャップ層（Ｒｕ１５ｎｍ）／電極（Ｔａ  ５ｎｍ／Ａｕ  １００ｎｍ）
図８に、実施例３で製造したスピントルク発振子について、スピンシンク層の膜厚と臨界電流密度の関係を示す。
【００６１】
図示するように、実施例３では、スピンシンク層の膜厚が１．０ｎｍ以下のとき臨界電流密度が低減し、実施例１と同様に臨界電流密度が低減する効果が得られることが確認できた。スピンシンク層のＲｕの層でスピントルクの受渡しが完了すると考えられるため、Ｒｕは２層以上挿入する必要がない。そのため１．０ｎｍ以下の場合のみ測定した。
【００６２】
実施例４
以下の構成のスピントルク発振子を実施例１と同様にして作製した。
【００６３】
電極（Ｔａ  ５ｎｍ／Ｃｕ  ２５０ｎｍ／Ｔａ  ３５ｎｍ）／下地層（Ｔａ３ｎｍ／Ｐｔ２ｎｍ）／主スピン注入層（（Ｃｏ０．４ｎｍ／Ｐｔ０．３ｎｍ）＊１０層）／界面磁性層（ＦｅＣｏ１．５ｎｍ）／中間層（Ｃｕ３ｎｍ）／スピンシンク層（（Ｃｏ０．４ｎｍ／Ｐｔ０．３ｎｍ）＊３層）／主発振層（ＦｅＣｏ１０ｎｍ）／キャップ層（Ｒｕ１５ｎｍ）／電極（Ｔａ  ５ｎｍ／Ａｕ  １００ｎｍ）
図９に、実施例４で製造したスピントルク発振子について、スピンシンク層の膜厚と臨界電流密度の関係を示す。
【００６４】
図示するように、実施例４では、スピンシンク層の膜厚が２．７ｎｍ以下のとき臨界電流密度が低減し、実施例１と同様に臨界電流密度が低減する効果が得られることが確認できた。
【００６５】
スピンシンク層は垂直異方性を持つ材料であって、交換結合によって主発振層に垂直異方性が付与される。この効果によって臨界電流密度がさらに低減したと考えられる。
【００６６】
実施例５
以下の構成のスピントルク発振子を実施例１と同様にして作製した。
【００６７】
電極（Ｔａ  ５ｎｍ／Ｃｕ  ２５０ｎｍ／Ｔａ  ３５ｎｍ）／下地層（Ｔａ３ｎｍ／Ｐｔ２ｎｍ）／主スピン注入層（［Ｃｏ０．４ｎｍ／Ｐｔ０．３ｎｍ］＊１０層）／界面磁性層（ＦｅＣｏ１．５ｎｍ）／中間層（Ｃｕ３ｎｍ）／スピンシンク層（（Ｃｏ０．４ｎｍ／Ｐｔ０．３ｎｍ）＊３層）／主発振層（ＦｅＣｏ−２５原子％Ａｌ１３ｎｍ）／キャップ層（Ｒｕ１５ｎｍ）／電極（Ｔａ  ５ｎｍ／Ａｕ  １００ｎｍ）
図１０に、実施例５で製造したスピントルク発振子について、スピンシンク層の膜厚と臨界電流密度の関係を示す。
【００６８】
図示するように、実施例５では、スピンシンク層の膜厚が２．７ｎｍ以下のとき臨界電流密度が低減し、実施例１と同様に臨界電流密度が低減する効果が得られることが確認できた。
【００６９】
実施例６
以下の構成のスピントルク発振子を実施例１と同様にして作製した。
【００７０】
電極（Ｔａ  ５ｎｍ／Ｃｕ  ２５０ｎｍ／Ｔａ  ３５ｎｍ）／下地層（Ｔａ３ｎｍ／Ｒｕ２ｎｍ／Ｃｕ２ｎｍ）／主スピン注入層（（ＦｅＣｏ０．２ｎｍ／Ｎｉ０．６ｎｍ）＊１５層）／界面磁性層（ＦｅＣｏ０．４ｎｍ）／中間層（Ｃｕ３ｎｍ）／スピンシンク層（（Ｃｏ０．４ｎｍ／Ｐｔ０．３ｎｍ）＊３層）／主発振層（（ＦｅＣｏ１．６ｎｍ／Ｎｉ０．２ｎｍ）＊７層）／キャップ層（Ｒｕ１５ｎｍ）／電極（Ｔａ  ５ｎｍ／Ａｕ  １００ｎｍ）
図１１に、実施例６で製造したスピントルク発振子について、スピンシンク層の膜厚と臨界電流密度の関係を示す。
【００７１】
図示するように、実施例６では、スピンシンク層の膜厚が２．７ｎｍ以下のとき臨界電流密度が低減し、実施例１と同様に臨界電流密度が低減する効果が得られることが確認できた。
【００７２】
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】
【００７３】
６…スピン注入層、７…中間層、８…スピンシンク層、９…主発振層、１０…発振層、２０…スピントルク発振子、２１…主磁極、２２…補助磁極、３０…磁気記録ヘッド
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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