(57)【要約】【課題】磁気ヘッド周辺の大幅な構造変更を伴わずに保磁力より小さな磁界で磁気記録を行うことができるようにする。【解決手段】  磁気ヘッドによって記録媒体の磁性体記録層に磁界を与え磁化を記録する際に、磁性体記録層内に電界を発生させてその保磁力を低下させる。これによって磁性体記録層の元々の保磁力よりも低い磁界で磁化を記録する。電界を発生させるためには、長手磁気記録ヘッドの磁極（或いは垂直磁気記録ヘッドの磁極と記録媒体の導電層）に対して電源を接続する構成を採る。【選択図】      図３
2006139854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報に応じて異なる向きの磁界を生じさせる記録ヘッドと、
磁界に応じて磁化を記録する磁性体記録層を有する記録媒体と、
上記記録ヘッドにより上記磁性体記録層に磁気記録を行う際に、上記磁性体記録層内に電界を発生させる電界発生手段と、
を備えたことを特徴とする情報記録装置。
【請求項２】
上記記録ヘッドは、長手磁気記録ヘッドであって、漏洩磁界を発生させる二つの磁極は、絶縁体部によって絶縁された第１の導体部と第２の導体部として形成されていることを特徴とする請求項１に記載の情報記録装置。
【請求項３】
上記第１，第２の導体部とされている上記二つの磁極が、それぞれ電圧源の正極側と負極側に接続されていることで上記電界発生手段が形成されることを特徴とする請求項２に記載の情報記録装置。
【請求項４】
上記記録ヘッドは、磁極が導体部として形成された垂直磁気記録ヘッドであり、
上記記録媒体は、上記磁性体記録層と基板の間に導電材料で構成された導体層を有する構造とされていることを特徴とする請求項１に記載の情報記録装置。
【請求項５】
上記記録ヘッドにおいて導体部とされている上記磁極と、上記記録媒体における上記導体層が、それぞれ電圧源の正極側と負極側に接続されていることで上記電界発生手段が形成されることを特徴とする請求項４に記載の情報記録装置。
【請求項６】
上記記録ヘッドは、導体部とされている上記磁極に電極が形成され、該電極が上記電圧源に接続されていることを特徴とする請求項５に記載の情報記録装置。
【請求項７】
上記記録媒体は、上記導体層が他の導体部と接し、上記他の導体部が上記電圧源に接続されていることを特徴とする請求項５に記載の情報記録装置。
【請求項８】
上記他の導体部は、上記記録媒体を回転駆動する回転軸であることを特徴とする請求項７に記載の情報記録装置。
【請求項９】
上記導体層の一部は、上記記録層の上面に表出されるようにされるとともに、表出された上記導体層の一部が、上記他の導体部に接触する構造とされていることを特徴とする請求項７に記載の情報記録装置。
【請求項１０】
上記記録媒体における上記磁性体記録層は、電界によって保磁力が低下する強磁性体で形成されることを特徴とする請求項２、４に記載の情報記録装置。
【請求項１１】
上記強磁性体は、強磁性絶縁体、あるいは強磁性半導体であることを特徴とする請求項１０に記載の情報記録装置。
【請求項１２】
上記強磁性半導体は、非磁性化合物半導体を構成する原子の一部を磁性イオンで置換した強磁性半導体であることを特徴とする請求項１１に記載の情報記録装置。
【請求項１３】
上記強磁性半導体は、（Ｉｎ、Ｍｎ）Ａｓ、（Ｇａ、Ｍｎ）Ａｓ、（Ｇａ、Ｍｎ）Ｎ、（Ｚｎ、Ｃｏ）Ｏ、（Ｚｎ，Ｖ）Ｏ，（Ｚｎ、Ｃｒ）Ｔｅ、のいずれかであることを特徴とする請求項１２に記載の情報記録装置。但し、（Ａ，Ｂ）Ｃの表記は化合物ＡＣ中のイオンＡの一部をＢに置き換えることを意味する。
【請求項１４】
上記磁性体記録層は、上記導体層の上層に、下から順に強磁性半導体層、強磁性記録層を形成した積層構造を成していることを特徴とする請求項１０に記載の情報記録装置。
【請求項１５】
上記磁性体記録層は、上記導体層の上層に、下から順に強磁性半導体層、非磁性層、強磁性記録層を形成した積層構造を成していることを特徴とする請求項１０に記載の情報記録装置。
【請求項１６】
上記強磁性記録層は、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｐｔのいずれかの磁性体金属を含む強磁性体化合物、あるいは合金で形成されていることを特徴とする請求項１４又は請求項１５に記載の情報記録装置。
【請求項１７】
上記強磁性記録層は、上記強磁体金属、あるいは上記合金の微粒子を配置した絶縁あるいは半導体で構成されることを特徴とする請求項１６に記載の情報記録装置。
【請求項１８】
磁界に応じて磁化を記録する磁性体記録層を有する記録媒体に対して、記録ヘッドにより情報に応じて異なる向きの磁界を生じさせて上記磁性体記録層に磁気記録を行う際に、上記磁性体記録層内に電界を発生させることを特徴とする情報記録方法。
【請求項１９】
上記記録ヘッドは長手磁気記録ヘッドであって、漏洩磁界を発生させる二つの磁極を、絶縁体部によって絶縁された第１の導体部と第２の導体部として形成し、上記二つの磁極をそれぞれ電圧源の正極側と負極側に接続することで、上記２つの磁極から電界を発生させ、その漏洩電界が上記磁性体記録層に印加されるようにしたことを特徴とする請求項１８に記載の情報記録方法。
【請求項２０】
上記記録ヘッドは、磁極が導体部として形成された垂直磁気記録ヘッドとし、
上記記録媒体は、上記磁性体記録層と基板の間に導電材料で構成された導体層を有する構造とし、
上記記録ヘッドにおいて導体部とされている上記磁極と、上記記録媒体における上記導体層をそれぞれが電圧源の正極側と負極側に接続することで上記磁極と上記導体層の間で発生する電界が、上記磁性体記録層に印加されるようにしたことを特徴とする請求項１８に記載の情報記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスクなど、磁界変調を行う記録ヘッドを用いた情報記録装置及び情報記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開平２−４２６１１号公報
【０００３】
磁気テープ、磁気ディスクなどの情報記録方式では、情報に応じて異なる向きの磁界を生ずる磁気記録ヘッドを用いて、磁性体記録膜の特定の領域に磁界を生じさせて、その領域の磁化の向きを変化させることで情報を記録している。
このような磁性体の磁化を用いた情報記録方式では、情報の記録密度の限界は、異なる磁化を記録した隣り合う領域間に生じる磁壁の幅で決定する。また、この磁壁の幅は、磁性膜を構成する磁気記録媒体の有する保磁力とは逆向きの大小関係を有することが知られている。すなわち、磁壁の幅を小さくするためには、保磁力を高める必要がある。したがって、磁気情報記録において、情報を高い密度で記録するためには、高い保磁力を有する記録媒体が必要である。
【０００４】
一方、高い保磁力を有する記録媒体に磁気記録を行う場合、保磁力に応じて強い磁界を発生させることのできる記録ヘッドが必要である。
しかしながら、現在、磁気記録で用いられている記録ヘッドでは、発生できる磁界の強さに限界があることが知られている。したがって、現在の記録ヘッドを用いていると、将来、記録ヘッドの発生できる磁界の強さが、保磁力を越えることが出来なくなる可能性がある。
【０００５】
以上のような状況を鑑みると、磁気情報記録方式においては、記録媒体の有する保磁力よりも低い磁界で磁化を記録する方法が必要となる。
これを実現する方法として、記録するときに一時的に保磁力を下げて、低い磁界で磁化が記録できるような方法が考える必要がある。
このような方法の一つに、熱アシスト磁気記録とよばれる方法が知られている。この方法は、記録時に磁性体に熱を加えることで、保磁力を一時的に小さくする方法である。（特許文献１参照）
また、熱を加える方法として、光、レーザ光を照射する方法、温風を送る方法、ジュール熱を発生させる方法などが考えられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この熱アシスト記録は、下記の二つの条件が満たされていなければ実現されない。
（１）転送レートを維持するために、高速な熱伝達が行われなければならない。
（２）熱分布が局所的であり、磁界記録が行われる場所とかさなっていなければならない。
ここで、（２）の条件は、熱によって保磁力が低くなる部分が、磁界記録が行われている部分以外に及ぶことを防ぐための条件である。
【０００７】
このような観点から、熱アシスト記録の候補となる例を見てみると、温風を送る方法、および、ジュール熱を用いる方法のような熱伝導を用いる方法は、（１）の記録時間という観点から、従来の磁気記録に対して大きく劣るため有力視されていない。
これに対して、レーザ光を用いる方法は、エネルギーの伝達に要する時間という観点では、他の方法よりも優れている。このため、現実的な熱アシスト記録として有望視されている方法である。
【０００８】
実際に、記録媒体にレーザ光を照射する方法としては、レーザ光を、レンズを用いて集光する、あるいは、先端をファイバーに通すなどしてレーザを照射する方法などが考えられる。
ここで、このようなレーザ照射の方法において、最初に問題となるのは、これらの方法が、従来の磁界を発生する磁気記録ヘッドに加えて、レーザ光を通すための光ピックアップ機構が必要となることである。その結果、レンズを用いて集光する場合は、最低、対物レンズ一つが必要であり、また、このレンズのフォーカスやトラッキングを制御する制御系が新たに必要になる。
また、ファイバーを用いる場合も、少なくともファイバーと、ファイバーを磁性膜と一定の距離を保つための制御が必要である。したがって、実際の記録ではなく記録のアシストを行うためだけに、記録するための機構と同じくらい複雑な付加的な機構が必要になるという問題が生じる。
【０００９】
次に、上記の光ピックアップと、磁気記録ヘッドを、実際の記録システムにおいて、どのように配置するかを考える。まず、これらを一体型にするか、独立型にするかという点から検討する。
ピックアップと記録ヘッドを別々にした場合、磁界による記録領域と熱アシストを行う光スポットの位置を一致させるという条件をクリアすることが非常に難しくなる。この場合、記録ヘッドとピックアップは磁性体記録膜をはさんで対抗する位置に配置する以外には、充分な方法がない。したがって、ピックアップ側で記録ヘッドの記録位置を探索する方法を考えなければならず、新たな制御技術を再度開発する必要がある。
【００１０】
一方、ピックアップと記録ヘッドを一体型にする場合、今度は、レンズやファイバーをどのように記録ヘッドに追加するかを考えなければならない。さらに、ピックアップを記録ヘッド上に同時に用意する場合には、従来の浮上型の記録ヘッドの構造を、揚力などの観点から大きく変更しなければならない。さらに、仮に、ピックアップと記録ヘッドを一体型にしても、上記のように光スポットを磁界記録領域程度にし、その位置に一致させることは困難を要する。
【００１１】
以上のように、熱などのアシストを用いて磁性体の記録膜の保磁力を低下させるためには、磁気記録ヘッドに光ピックアップなどの記録とは別の機構を用いなければならず、実際上、その実現は困難である。
したがって、磁気記録ヘッド近辺において光ピックアップ等の新たな構造や大きな機構変更を必要とせずに、磁性体記録層の保磁力を低下させる機能をもたせることが課題となる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そこで本発明は、磁気記録ヘッドに大きな構造変更をもたらさないで、保磁力より小さな磁界で磁気記録を行うことができる新たな記録方式を提供することを目的とする。
【００１３】
本発明の情報記録装置は、情報に応じて異なる向きの磁界を生じさせる記録ヘッドと、磁界に応じて磁化を記録する磁性体記録層を有する記録媒体と、上記記録ヘッドにより上記磁性体記録層に磁気記録を行う際に、上記磁性体記録層内に電界を発生させる電界発生手段とを備える。
【００１４】
また、上記記録ヘッドは、長手磁気記録ヘッドであって、漏洩磁界を発生させる二つの磁極は、絶縁体部によって絶縁された第１の導体部と第２の導体部として形成されている。そして上記第１，第２の導体部とされている上記二つの磁極は、それぞれが電圧源の正極側と負極側に接続されている。
【００１５】
また或いは、上記記録ヘッドは、磁極が導体部として形成された垂直磁気記録ヘッドであり、上記記録媒体は、上記磁性体記録層と基板の間に導電材料で構成された導体層を有する構造とされている。そして上記記録ヘッドにおいて導体部とされている上記磁極と、上記記録媒体における上記導体層は、それぞれが電圧源の正極側と負極側に接続されている。
【００１６】
本発明の情報記録方法は、磁界に応じて磁化を記録する磁性体記録層を有する記録媒体に対して、記録ヘッドにより情報に応じて異なる向きの磁界を生じさせて上記磁性体記録層に磁気記録を行う際に、上記磁性体記録層内に電界を発生させることを特徴とする。
ここで上記記録ヘッドは長手磁気記録ヘッドであって、漏洩磁界を発生させる二つの磁極を、絶縁体部によって絶縁された第１の導体部と第２の導体部として形成し、上記二つの磁極をそれぞれ電圧源の正極側と負極側に接続することで、上記２つの磁極から電界を発生させ、その漏洩電界が上記磁性体記録層に印加されるようにする。
又は上記記録ヘッドは、磁極が導体部として形成された垂直磁気記録ヘッドとし、上記記録媒体は、上記磁性体記録層と基板の間に導電材料で構成された導体層を有する構造とし、上記記録ヘッドにおいて導体部とされている上記磁極と、上記記録媒体における上記導体層をそれぞれが電圧源の正極側と負極側に接続することで上記磁極と上記導体層の間で発生する電界が、上記磁性体記録層に印加されるようにする。
【００１７】
以上の本発明では、記録媒体の磁性体記録層内に電界を発生させることで、記録層の保磁力を低下させる。これによって磁性体記録層の元々の保磁力よりも低い磁界で磁化を記録することができるようになる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、磁気ヘッドによって記録媒体の磁性体記録層に磁界を与え磁化を記録する際に、磁性体記録層内に電界を発生させてその保磁力を低下させる。これによって磁性体記録層の元々の保磁力よりも低い磁界で磁化を記録することができる。従って、高密度記録のために高い保磁力を有する記録媒体を想定しても、それに対して著しく強い磁界を発生させる記録ヘッドを必要とせず、高密度磁気記録に非常に有用となる。
そしてさらに、電界を発生させるためには、磁気ヘッドの磁極（或いは磁極と記録媒体の導電層）に対して電源を接続する構成を採るのみで良いため、例えばレーザ光を用いる熱アシスト記録の場合のように、光ピックアップを設けたり、或いは磁気ヘッドの大幅な構造変更を行うこと、更にはそれらの動作制御などは必要なく、このため実現が容易であり、実用性も高い磁気記録装置を提供できるという効果がある。例えばハードディスクドライブとして容易に実施できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、ハードディスクドライブとしての例を挙げ、本発明の実施の形態を次の順序で説明する。
１．電界印加を伴う磁気記録。
２．ハードディスク装置構造。
３．長手磁気記録ヘッドを用いた例。
４．垂直磁気記録ヘッドを用いた例。
【００２０】
１．電界印加を伴う磁気記録。
本実施の形態は、記録媒体（磁気ディスク）の保磁力よりも小さな磁界で磁気記録を行うことができるようにするために、磁気記録の際に、記録媒体に電界を与えて保磁力を低下させるものである。
上述したように、熱アシスト記録方式によって保磁力よりも小さな磁界で磁気記録を行うことには種々の問題が残されているが、これを電界を与える方式により解消する。ここでは、本例の考え方を述べる。
【００２１】
まず磁気記録ヘッドを構成する要素で記録用磁界発生以外に別の用途として用いられる部品が存在するかどうか考える。磁気記録ヘッドの構造をみると、
１．記録層の記録領域に磁界を導く磁極。
２．磁極内に磁束を生じさせるコイル。
の二つの部分で構成されていることがわかる。
現在、磁極の役割は、コイルに電流を通すことで発生した磁束を磁極の先端に集めて、記録媒体上の記録したい部分の局所的な磁界を大きくする役目を担っている。
そこで、もし、この磁極の構造を大きく変化させることなく、記録媒体の磁性体記録層の保磁力を一時的に下ることができれば、磁気ヘッド本体に変更を加えず、保磁力より小さな磁界で磁気記録を行うことができる。
【００２２】
ここで、この磁極を有効に用いる方法として、磁極が鉄などの軟磁性金属であることから、この磁極から磁界のほかに電界を生じさせるという方法が考えられる。このためには、磁極をコイルとは別の外部の電圧源に接続するような構成を考えればよい。しかしながら、単に磁極を外部の電圧源に接続して電界を発生させたとしても、この場合は、この電圧源の両端が回路をなすことにならないので、電界の発生には不十分である。そこで、この電圧源から回路をなすような構造を作る必要がある。
【００２３】
第一の解法は、長手磁気記録ヘッドに対するものである。
長手磁気記録ヘッドは、馬蹄形状の磁極の両端が微小な間隔となるような構造を有しており、この間で発生した磁界の漏洩磁界が記録膜上に記録される構造となっている。そこで、電界を発生させる際にも、このように磁極の両端から発生した電界の漏洩電界を記録膜上に供給する構造とすればよい。
このため、馬蹄形状の磁極の一部を切って間に絶縁体を挟み、分離されたそれぞれの磁極に対して外部電極を介して、外部の電圧源の他端に接続して電位差を与えればよい。このようにすることで、磁極の先端はキャパシタの構造にもなり、結果として電界を生じるが、そのうちの漏洩電界が記録層に影響を及ぼすことができる。
【００２４】
第二の解法は、垂直磁気記録ヘッドに対するものである。垂直磁気記録ヘッドでは、主磁極と呼ばれる磁界発生用の磁極のほかに、記録媒体の側に記録層の下層に軟磁性層とよばれる磁性層が用意されている。磁界の発生に際しては、磁極から発生した磁束の方向が拡散する前に軟磁性層に到達するような構成となっているので発生した磁界を効率よく同じ方向に用いることができる。
そこで、電界の発生でも同じような効果を実現するため、電界を発生させる磁極のほかに、記録媒体側で記録層の下層に導電体層を用意すればよい。この導電体層は、軟磁性層と別の層であってもよいが、軟磁性層は一般に導電材料でできているのでこれを導電体層として併用してもよい。なお別の層とする場合は、導電体層としてアルミや銅など非磁性体が使用できることにもなる。
導電体層を軟磁性層と別にするか同じにするかについては、別々にして電界の効率をよくするか、層の数を減らしてコストを下げるかのいずれかを選択するかによってきまる。以上のようにして設けた導電体層を、電極を介して外部の電圧源の他端に接続する。このようにすることで、磁極と導電体層の間はキャパシタの構造をなし、結果、外部の電圧源と、このキャパシタがループを成す構造となる。そしてそれによって生じる電界の影響を記録層に及ぼすことができる。
【００２５】
また、長手磁気記録ヘッド、垂直磁気記録ヘッドのいずれの場合にしても、強磁性体としての記録層に電界を加えて保磁力を低下させることを考えなければならない。換言すれば、強磁性体の記録層が、電界によって保磁力を低下されるものでなければならない。最も一般的な強磁性体は、たとえば、鉄、コバルト、ニッケルのように、いずれも導体であるから、静電遮蔽によって内部に電界が生じない。つまり、このような強磁性体に静電界を加えても効果がみられることはないと予想される。しかしながら、半導体や絶縁体の強磁性体とすることで、この強磁性体の内部には電界が侵入できる。つまり記録層は強磁性半導体層、或いは強磁性絶縁体層とすることが適切である。
【００２６】
以下では、ハードディスク装置としての構成を説明した後、記録ヘッドとして長手磁気記録ヘッドを用いる場合の例と、垂直磁気記録ヘッドを用いる場合の例とを、それぞれ説明する。
【００２７】
２．ハードディスク装置構造。
図１に本実施の形態のハードディスク装置の概要を示す。
図示するように、ハードディスク装置は、記録媒体としてのハードディスク（磁気ディスク）１と、スピンドルモータ２と、記録ヘッド３を有して構成されている。
記録媒体であるハードディスク１は、ガラスやアルミなどで形成された基板上に、Ｆｅ、あるいは、Ｆｅ，Ｃｏ、Ｐｔなどの合金などによる強磁性体の薄膜が形成されている。薄膜上には、らせん状或いは同心円状の記録領域（記録トラック）が設けられていて、この記録領域上の磁化の向きが情報を表す構成となっている。
また、スピンドルモータ２は、ハードディスク１を回転駆動する役割を果たしている。この結果、例えばらせん状の記録領域において、その上に記録ヘッド３が浮上している部分は刻々と変化していく。
記録ヘッド３は、発生する磁界を時間ごとに変化させながら、そのとき真下にあった記録領域の磁化を変化させて、これを情報として記録する。以上のようにして、ハードディスク１に情報が記録される。
【００２８】
３．長手磁気記録ヘッドを用いた例。
図２に、記録ヘッド３として長手磁気記録ヘッドを用いた場合の例を示す。
この図２は、長手磁気記録に用いられる記録ヘッド３を、ハードディスク１の線方向、すなわち、トラック方向に平行に切った断面状態の模式図である。
この長手磁気記録のための記録ヘッド３は、リングヘッド２１と、コイル２２と、電流源２３と、電圧源２４と、スライダ２５によって構成される。
ハードディスク１は、ガラス等の基板１２上に磁性体層としての記録層１１が形成される。
【００２９】
リングヘッド２１は、導体部２１ａと導体部２１ｂが、絶縁体部２１ｃによって仕切られた構造とされている。そして導体部２１ａと導体部２１ｂの各先端がリングヘッド２１としての磁極を形成する。
コイル２２は、紙面に垂直な方向に、らせん状、あるいは、同心円状をなすようにリングヘッド２１の周囲に巻装されている。コイル２２に対しては電流源２３が接続され、電流源２３からの電流方向に応じてリングヘッド２１から発生される磁界がハードディスク１の記録層１１に印加されることで磁気記録が行われる。
このようなリングヘッド２１とコイル２２から成る記録ヘッド３は、図示を略した再生用のＧＭＲヘッドなどとともにスライダ２５に接続され、ハードディスク１と適当なギャップ距離を保ちながら浮上するように構成されている。
そしてハードディスク１は、記録層１１上の矢印として示すように、基板１２の面と平行な方向に磁化が記録される磁気ディスクとなる。
【００３０】
この記録ヘッド３におけるリングヘッド２１が、通常のリングヘッドと違うのは、上記のように磁極が絶縁体部２１ｃによって仕切られた２つの導体部２１ａ、２１ｂによって構成され、さらに導体部２１ｂに形成された電極２１ｄと、導体部２１ａに形成された電極２１ｅのそれぞれに、電圧源２４の正極と負極が接続されている点である。リングヘッド２１の他の構造、長さのスケールや、コイルの配置などは、通常のリングヘッドと同様としてよい。
たとえば、既知の薄膜ヘッド構造などと同様、本例のリングヘッド２１における磁極の奥行き、すなわち磁極の幅は０．３１μｍ、また磁極の横幅、すなわち磁極の厚みは２．２μｍとし、ギャップ長は０．１μｍなどとすればよい。
つまり、本例の記録ヘッド３は、このような薄膜ヘッドの構造を基本として、この薄膜ヘッドの磁極を導体（導体部２１ａ、２１ｂ）で構成し、さらに、その一部を絶縁体（絶縁体部２１ｃ）として電気的に仕切りを加えて、分断されたそれぞれの導体部２１ａ、２１ｂを電圧源２４に接続することで形成することができる。
【００３１】
この図２の記録ヘッド３を用いた場合の情報の記録は、電圧源２４と電流源２３を同時にスイッチングすることで行われる。
電流源２３からはコイル２２に流す磁界発生用の電流が、記録したい情報に応じた極性を持った状態で供給されるが、この電流が流れる際に、これに同期して電圧源２４からの電圧をかけてハードディスク１に電界を付加することで、記録層１１の保磁力が低下する。即ち、磁極を形成する導体部２１ａ、２１ｂの先端がキャパシタの構造となって電界が生じ、その電界の漏洩電界が記録層１１に印加されて保磁力が低下する。その結果、低い磁界での磁化の記録が実現できる。
なお、電界によって記録層１１の保磁力を低下させるには、記録層１１が強磁性半導体もしくは強磁性絶縁体とされることが必要である。このような記録層１１については、次の垂直磁気記録ヘッドを採用する例の説明において、まとめて述べる。
【００３２】
４．垂直磁気記録ヘッドを用いた例。
次に図３により、記録ヘッド３として垂直磁気記録ヘッド３１を用いた例を説明する。
この図３は、垂直磁気記録に用いられる記録ヘッド３を、ハードディスク１の線方向、すなわちトラック方向に平行（動径方向と垂直）に切った断面方向の模式図である。
この場合、記録ヘッド３は、図示するように主磁極３１ａと副磁極３１ｂを有する垂直磁気記録ヘッド３１と、コイル３２と、電流源３３と、電圧源３４と、スライダ３５によって構成される。
【００３３】
垂直磁気記録ヘッド３１は導体で形成され、その導体の先端として主磁極３１ａ、副磁極３１ｂが形成されている。
コイル３２は、紙面に垂直な方向に、らせん状、あるいは、同心円状をなすように垂直磁気記録ヘッド３１の周囲に巻装されている。コイル３２に対しては電流源３３が接続され、電流源３３からの電流方向に応じて垂直磁気記録ヘッド３１から発生される磁界がハードディスク１の記録層１１に印加されることで磁気記録が行われる。
このような垂直磁気記録ヘッド３１とコイル３２から成る記録ヘッド３は、図示を略した再生用のＧＭＲヘッドなどとともにスライダ３５に接続され、ハードディスク１と適当なギャップ距離を保ちながら浮上するように構成されている。
【００３４】
そしてハードディスク１は、記録層１１上の矢印として示すように、基板１２の面と垂直な方向に磁化が記録される磁気ディスクとなる。
ハードディスク１においては、記録層１１と、軟磁性層１３と、この記録層１１及び軟磁性層１３を積層する基板１２で構成されている。ここで、記録層１１は磁化を記録する層であり、軟磁性層１３は、垂直磁気記録における磁力線のループを形成するために設けられた補助的な層である。
そして特に本例では、図のように軟磁性層１３の下層（あるいは軟磁性層１３の上層でもよい）に、導体層１４を設ける。
なお、この導体層１４は、軟磁性層１３が通常磁性金属のように導電性をもつ材料を用いていることから、軟磁性層１３が導体層１４を兼ねるようにすることも可能である。但しその場合は、軟磁性層１３の電気伝導度が充分大きいことが必要である。
【００３５】
この本例の記録ヘッド３が通常の垂直磁気記録用の記録ヘッドと違う点は、本例では、主磁極３１ａ（垂直磁気記録ヘッド３１上の電極３１ｃ）が電圧源３４の一端に接続され、
さらに、ハードディスク１の導体層１４（あるいは軟磁性層１３が導体層を兼用している場合は軟磁性層１３）が電圧源３４の他端に接続されていることである。
他の構造、長さのスケールや、コイルの配置などは、通常の垂直磁気記録用のヘッドと同様でよい。
例えば現在知られている垂直磁気記録ヘッドは、
・主磁極断面は、先端部分が１００ｎｍ四方程度の台形形状。
・副磁極断面は、厚み２μｍ、奥行き３０μｍ以上の板状。
・磁極間距離は、１０μｍ。
・主磁極の高さは、２０μｍ程度。
となっている。したがって、本例の垂直磁気記録ヘッド３１は、このような構成のヘッドを用い、そのヘッドを外部の電圧源３４の一端に接続することで構成できる。
【００３６】
この図３の記録ヘッド３を用いた場合の情報の記録は、電圧源３４と電流源３３を同時にスイッチングすることで行われる。
電流源３３からはコイル３２に流す磁界発生用の電流が、記録したい情報に応じた極性を持った状態で供給されるが、この電流が流れる際に、これに同期して電圧源３４からの電圧をかける。すると、主磁極３１ａと導体層１４の間はキャパシタの構造をなし、結果、電圧源３４と、このキャパシタがループを成す構造となる。従って主磁極３１ａから導体層１４にかけて電界が発生し、記録層１１の保磁力が低下する。その結果、低い磁界での磁化の記録が実現できる。
【００３７】
次に、ハードディスク１の層構造例について説明する。本例の場合、ハードディスク１内に導体としての層が形成されていなければならないが、このためには図３のように、記録層１１と基板１２の間に軟磁性層１３と導体層１４を形成する層構造が考えられる。
この導体層１４を軟磁性層１３と別の層として形成することで、アルミ、銅、金、銀その他、特に磁性体であるか非磁性体であるかに関わらず、導電率のよい材質を選んで導体層１４として利用できる。
一方、図４に示すように、記録層１１とＰ基板１２の間に軟磁性導電体層１５を設ける構造も考えられる。つまり軟磁性層は一般に導電材料でできているのでこれを導体層として併用する構造である。
図３のように導体層１４を軟磁性層１３と別にするか、或いは図４のように軟磁性導電体層１５を形成するかについては、別々にして電界の効率をよくするか、層の数を減らしてコストを下げるかのいずれかを選択するかによってきまる。
【００３８】
次に、強磁性体としての記録層１１に実際に電界を加えることを考える。なお、以下に述べる強磁性体の記録層１１に関する説明は、図２の長手磁気記録ヘッドを用いる場合についても同様となる。
上述の通り本実施の形態の各例は、強磁性体としての記録層１１に電界を加えるわけであるが、最も一般的な強磁性体は、たとえば、鉄、コバルト、ニッケル、のように、いずれも導体であるから、静電遮蔽によって内部に電界が生じない。つまり、このような強磁性体に静電界を加えても効果がみられることはないと予想される。
【００３９】
しかしながら、もし、半導体や絶縁体の強磁性体があれば、この強磁性体の内部には電界が侵入できる。ただし、半導体は真性半導体か、静電遮蔽が生じない程度の不純物濃度の半導体でなければならない。このような強磁性示す半導体として、まず、１９８９年に、分子線エピタキシャル成長法を用いて3−5族化合物半導体ＩｎＡｓに高濃度のＭｎをドープした物質での半導体（Ｉｎ，Ｍｎ）Ａｓが発見された。（参考文献：H. Munekata, H. Ohno, S. von Molnar, A. Segmuller, and L. L. Chang, Phys. Rev. Lett. 63,1849 (1989).）
なお、このように、強磁性を示す半導体は、強磁性半導体、あるいは、希薄磁性半導体の名前で知られ、非磁性化合物半導体を構成する原子の一部を、磁性イオンで置換した半導体として得られる。その標記方法としては、非磁性化合物半導体ＡＢにおけるイオンＡの一部イオンＣで置き換えた化合物として（Ａ，Ｃ）Ｂのように標記される。
【００４０】
当初、この半導体は、極低温のキュリー温度において、強磁性転移を起こすものであったが、その後、別の3−5族化合物半導体ＧａＡｓにＭｎをドープした（Ｇａ，Ｍｎ）Ａｓが、１００ｋ程度のキュリー温度で強磁性転移を起こすが発見されている。（参考文献：H. Ohno, A. Shen, F. Matsukura, A. Oiwa, A. Endo, S. Katsumoto and Y. Iye, "(Ga,Mn)As: A new diluted magnetic semiconductor based on GaAs," Appl. Phys. Lett., vol. 69 (3), pp. 363-365, 15 Jul., 1996. ）
【００４１】
さらに、最近になって、3−5族化合物半導体ＧａＮにＭｎをドープした（Ｇａ，Ｍｎ）Ｎでは、室温で強磁性転移を起こすが発見された。（参考文献：S. Sonoda, S. Shimizu, T. Sasaki, Y. Yamamoto and H. Hori, J. Cryst. Growth. 237, 1358(2002).）
また3−5族のみならず、2−6族化合物半導体においても、（Ｚｎ，Ｃｏ）Ｏ、（Ｚｎ，Ｖ）Ｏ、（Ｚｎ，Ｃｒ）Ｔｅなどが、室温で強磁性を示すことが発見されている。（参考文献：
（１）K. Ueda, H. Tabata and T. Kawai, 79, 988 (2001)、
（２）H. Saeki, H. Tabata and T. Kawai, Solid State Commun. 120, 439 (2001).、
（３）H. Saito, V. Zayets, S. Yamagata and K. Ando, PASPS-8 abstract (2002).    ）
【００４２】
また、これらの電界で保磁力を下げようとする場合は、記録膜として用いる強磁性体が電界に対して保磁力を低下する性質のものであることが必要であるが、上記の半導体の中に、そのような特性を有するものが、下記の文献の例として知られている。
（１）H. Ohno, D. Chiba, F. Matsukura, T. Omiya, E. Abe, T. Dietl, Y. Ohno, K. Ohtani, "Electric-field control of ferromagnetism," Nature, Vol. 408, No. 6815, pp. 944 - 946, 21/28 Dec., 2000.
（２）D. Chiba, M. Yamanouchi, F. Matsukura, E. Abe, Y. Ohno, K. Ohtani, H. Ohno, "Electric Field Effect on the Magnetic Properties of III-V Ferromagnetic Semiconductor (In,Mn)As and ((Al),Ga,Mn)As," Journal of Superconductivity, 16, Issue 1, pp. 179-182, February 2003.
これらの文献では強磁性半導体として、（Ｉｎ、Ｍｎ）Ａｓが紹介されている。この半導体では、１．５Ｖ／１０ｎｍ程度の電界をかけると保磁力が低下して磁化反転に必要な磁場は１／５程度に減少する。すなわち、電界を用いて保磁力が低下する。したがって、このような強磁性体半導体では、電界を加えることで磁界記録に要する記録磁界の大きさを減らすことが出来るとされている。
【００４３】
以上の文献の例は、強磁性半導体メモリへの応用を考えている例であるが、磁気ディスクメモリにおいても、記録膜としてこのような強磁性半導体を用い、さらに、記録膜に一時的に電界をかけることが出来れば、同様の効果、すなわち、一時的に、保磁力を低下させる効果が期待できる。
これらのことから、例えば図３，図４の層構成において、記録層１１は、強磁性絶縁体記録層か、強磁性体半導体記録層とすることが、本例の動作に好適となる。
また、強磁性半導体記録層とする場合、それは、非磁性化合物半導体を構成する原子の一部を磁性イオンで置換した強磁性半導体が適切である。
このような強磁性半導体としては、（Ｉｎ、Ｍｎ）Ａｓ、（Ｇａ、Ｍｎ）Ａｓ、（Ｇａ、Ｍｎ）Ｎ、（Ｚｎ、Ｃｏ）Ｏ、（Ｚｎ，Ｖ）Ｏ，（Ｚｎ、Ｃｒ）Ｔｅが挙げられる。
【００４４】
また、図５に示すように、記録層１１を、強磁性体記録層１１ａと強磁性半導体層１１ｂに分ける層構造も考えられる。つまり記録層１１として、軟磁性導電体層１５の上層に、下から順に強磁性半導体層１１ｂと強磁性体記録層１１ａとが形成される。
この場合、強磁性体記録層１１ａには電界効果が生じないが、強磁性半導体層１１ｂは電界効果で保磁力が低下される際に、交換結合作用により強磁性体記録層１１ａの保磁力が低下される。
さらに図６に示すように、記録層１１を、強磁性体記録層１１ａ、非磁性層１１ｃ、強磁性半導体層１１ｂに分ける層構造も考えられる。つまり記録層１１として、軟磁性導電体層１５の上層に、下から順に強磁性半導体層１１ｂ、非磁性層１１ｃ、強磁性体記録層１１ａとが形成される。
この場合も、強磁性体記録層１１ａには電界効果が生じないが、強磁性半導体層１１ｂは電界効果で保磁力が低下され、その磁界変化が磁場として非磁性層１１ｃを伝搬し、いわゆる静磁作用アシストにより強磁性体記録層１１ａの保磁力が低下される。
【００４５】
これら図５，図６のような構造において強磁性体記録層１１ａは、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｐｔのいずれかの磁性体金属を含む強磁性体化合物、あるいは合金で形成されればよい。また、強磁性体記録層１１ａは、それらの強磁体金属あるいは合金の微粒子を配置した絶縁あるいは半導体で構成されるようにしてもよい。
【００４６】
ところで垂直磁気記録ヘッド３１を用いる図３の例の場合、導体層１４（又は図４等の軟磁性導電体層１５）は、電圧源３１と電気的に接続されなければならない。
これは図７，或いは図８のようにして実現できる。
図７は、導体層（軟磁性導電体層１５）と外部の電圧源３４を、スピンドルモータの軸１６を介して接続するような例である。
このとき、スピンドルモータの軸１６は、金属などの導体で形成される。そして軸１６の端部に対して接触する電極１７を設け、この電極１７を電圧源３４に接続する。さらに、軟磁性導電体層１５は、モータの軸１６と接するように形成されている。
このように構成することで、導体層（軟磁性導電体層１５）の電位を外部の電圧源３４で決定することが可能になる。
【００４７】
また、図８は、導体層である軟磁性導電体層１５と外部の電圧源３４を、チャッキング１９などを介して接続するような例である。この場合、回転軸周辺において、軟磁性導電体層１５の上部にある記録層１１が剥がされ、軟磁性導電体層１５がディスク上面に表出する部位１５ａが形成されている。
このように上面に表出する部位１５ａに対して導電体であるチャッキング部材（キャップ）１９が接触し、このチャッキング部材１９が電圧源３４に接続されることで、軟磁性導電体層１５の電位を電圧源３４で決定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態のハードディスク装置の説明図である。
【図２】実施の形態の長手磁気記録ヘッドの説明図である。
【図３】実施の形態の垂直磁気記録ヘッドの説明図である。
【図４】実施の形態のディスク層構造例の説明図である。
【図５】実施の形態のディスク層構造例の説明図である。
【図６】実施の形態のディスク層構造例の説明図である。
【図７】実施の形態のディスクにおける導体層の電源接続構成の説明図である。
【図８】実施の形態のディスクにおける導体層の電源接続構成の説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  ハードディスク、２  スピンドルモータ、３  記録ヘッド、１１  強磁性体半導体記録層、１１ａ  強磁性体記録層、１１ｂ  強磁性半導体層、１１ｃ  非磁性層、１２  ガラス基板、１５  軟磁性導電体層、２１  リングヘッド、２１ａ、２１ｂ  導体部、２１ｃ  絶縁体部、２２，３２  コイル、２３，３３  電流源、２４，３４  電圧源、２５，３５  スライダ、３１  垂直磁気ヘッド、３１ａ  主磁極、３１ｂ  副磁極
【図１】
2006139854.tif 000003
【図２】
2006139854.tif 000004
【図３】
2006139854.tif 000005
【図４】
2006139854.tif 000006
【図５】
2006139854.tif 000007
【図６】
2006139854.tif 000008
【図７】
2006139854.tif 000009
【図８】
2006139854.tif 000010