(57)【要約】【課題】動作時の省電力化に対応したＴＡＭＲヘッドを提供する。【解決手段】本発明のＴＡＭＲヘッドは、磁極と、ＷＧ４と、ＰＧ２とを備える。ＰＧ２は、エアベアリング面から遠い側から順に、最も幅が広く、かつ、一定の断面形状を有する第１の領域部分Ｓ１と、エアベアリング面へ向かうほど幅が徐々に縮小するテーパ状をなす第２の領域部分Ｓ２と、最も幅の狭い第３の領域部分Ｓ３とを含む。第１の領域部分Ｓ１は、ＷＧ４からの光学的放射とＰＧ２内部の表面プラズモンとの結合を促進する。第２の領域部分Ｓ２は、エアベアリング面へ向けて伝播するプラズモンを圧縮し、収束させる。第３の領域部分Ｓ３は、磁気記録媒体の表面に向けて近接場光を集中させる。【選択図】図２
2011154775.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起されると磁気記録媒体への書込を行うための記録磁界を発生する磁極と、
前記磁極と接するように設けられたスティッチトポール部分と、
電磁放射線を発生する光源と、
導波路と、
エアベアリング面と平行な断面において一定の形状を有する第１の領域部分と、エアベアリング面と平行な断面の面積がエアベアリング面に近づくほど次第に縮小する第２の領域部分とを含み、プラズモンモードを発生させるプラズモンジェネレータと
を備え、
前記導波路は、前記光源からの電磁放射線を前記プラズモンジェネレータへ案内すると共に、前記プラズモンジェネレータとの積層方向における重なり部分において、前記電磁放射線を前記プラズモンモードと結合させるものであり、
前記プラズモンジェネレータは、前記プラズモンモードを発生してエアベアリング面へ向けて伝播させつつ凝集させ、そのエネルギーを前記磁気記録媒体の局所部分へ伝達することにより前記局所部分を加熱して前記局所部分の保磁力および磁気異方性を低下させ、前記記録磁界による書込が可能な状態とするものであり、
前記第２の領域部分では、前記プラズモンモードが凝集および収束しつつエアベアリング面へ向けて伝播し、前記導波路からの前記電磁放射線と効率的に結合する
ＴＡＭＲヘッド。
【請求項２】
前記電磁放射線は、光学的放射であり、
前記導波路は光導波路であり、
前記電磁放射線の光源は、光レーザ光源である
請求項１記載のＴＡＭＲヘッド。
【請求項３】
前記プラズモンジェネレータは、エアベアリング面から遠い側から順に、
前記第１の領域部分と、
前記第１の領域部分と接合されてエアベアリング面へ向かうように延在する前記第２の領域部分と、
前記第２の領域部分と接合され、エアベアリング面へ向かうように突き出すと共に、エアベアリング面と平行な断面が一定の形状もしくはエアベアリング面へ近づくほど縮小するように構成された第３の領域部分と
を含む
請求項２記載のＴＡＭＲヘッド。
【請求項４】
前記光導波路と前記第１の領域部分との積層方向における重なり部分において、前記光学的放射は前記プラズモンモードと結合している
請求項３記載のＴＡＭＲヘッド。
【請求項５】
前記プラズモンモードは、前記第２の領域部分を伝播する際、エネルギー損失を伴うことなく圧縮される
請求項３記載のＴＡＭＲヘッド。
【請求項６】
前記プラズモンモードは、エアベアリング面における前記第３の領域部分の端面から、電磁エネルギーを前記磁気記録媒体へ伝達するものである
請求項３記載のＴＡＭＲヘッド。
【請求項７】
前記第１の領域部分は、
エアベアリング面と平行な断面が矩形状であって、その断面は、トラック幅方向において０．３μｍ以上１．０μｍ以下の幅と、０．０５μｍ以上０．５μｍ以下の高さとを有し、
エアベアリング面と直交する方向において０．５μｍ以上５．０μｍ以下の長さを有する
請求項３記載のＴＡＭＲヘッド。
【請求項８】
前記第１の領域部分は、
エアベアリング面と平行な断面が三角形であって、その断面は、トラック幅方向において０．３μｍ以上１．０μｍ以下の幅と、４５°以上９０°未満のフレア角と、０．０５μｍ以上０．５μｍ以下の高さとを有し、
エアベアリング面と直交する方向において０．５μｍ以上５．０μｍ以下の長さを有する
請求項３記載のＴＡＭＲヘッド。
【請求項９】
前記第２の領域部分は、エアベアリング面と直交する方向において０．５μｍ以上５．０μｍ以下の長さを有する
請求項３記載のＴＡＭＲヘッド。
【請求項１０】
前記第２の領域部分は、前記第１の領域部分との接続部において前記第１の領域部分と一致する断面形状を有している
請求項３記載のＴＡＭＲヘッド。
【請求項１１】
前記第３の領域部分は、
前記第２の領域部分との接続部において前記第２の領域部分と一致する断面形状を有しており、
エアベアリング面と直交する方向において０μｍ以上０．２μｍ以下の長さを有する
請求項３記載のＴＡＭＲヘッド。
【請求項１２】
前記第３の領域部分は、高度に圧縮された前記プラズモンモードのエネルギーを前記磁気記録媒体へ伝達する
請求項３記載のＴＡＭＲヘッド。
【請求項１３】
前記プラズモンジェネレータは、磁性材料、非磁性材料もしくは誘電材料からなる単一組成のコアの表面に、導電性材料からなるプラズモン生成層が被覆された構造を有する
請求項１または請求項３記載のＴＡＭＲヘッド。
【請求項１４】
前記磁性材料は、ＦｅＣｏ（鉄コバルト合金），ＮｉＦｅ（ニッケル鉄合金），Ｆｅ（鉄），Ｃｏ（コバルト）およびＢ（硼素）の単体、またはそれらの２種以上からなる合金であり、
前記誘電材料は酸化アルミニウムであり、
前記導電性材料は、Ａｕ（金），Ｃｕ（銅），Ａｌ（アルミニウム）またはＡｇ（銀）である
請求項１３記載のＴＡＭＲヘッド。
【請求項１５】
前記光導波路は、
前記スティッチトポール部分を挟んでエアベアリング面と反対側に配置されて前記磁極に沿って延在すると共に、前記プラズモンジェネレータと前記磁極との間に挟まれ、前記プラズモンジェネレータの頭頂部と対向するように配置されている
請求項３記載のＴＡＭＲヘッド。
【請求項１６】
前記プラズモンジェネレータは、前記光導波路と前記磁極との間に位置し、前記プラズモンジェネレータの頭頂部は前記磁極と対向し、
前記プラズモンジェネレータにおける頭頂部と反対側の面は前記光導波路と対向している
請求項３記載のＴＡＭＲヘッド。
【請求項１７】
前記光導波路は、
前記スティッチトポール部分を挟んでエアベアリング面と反対側に配置されて前記磁極に沿って延在すると共に、前記プラズモンジェネレータと前記磁極との間に挟まれ、前記プラズモンジェネレータの頭頂部と対向するように配置されており、
前記スティッチトポール部分におけるエアベアリング面と反対側の面は、前記磁極へ近づくほど前記スティッチトポール部分と前記プラズモンジェネレータとの距離が減少するように傾斜しており、前記表面プラズモンモードがより効率的に伝播するようになっている
請求項３記載のＴＡＭＲヘッド。
【請求項１８】
前記磁極は、スライダに搭載された記録再生ヘッドの一部分であり、
前記スライダは、回転する前記磁気記録媒体の上空を、０．５ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の浮上高さで空気力学的に飛行するものである
請求項１記載のＴＡＭＲヘッド。
【請求項１９】
前記磁極は、スライダに搭載された記録再生ヘッドの一部分であり、
前記スライダは、回転する前記磁気記録媒体と実質的に接触し、あるいは０．５ｎｍ未満の浮上高さで前記磁気記録媒体と対向するものである
請求項１記載のＴＡＭＲヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズモンジェネレータを搭載した熱アシスト磁気記録（ＴＡＭＲ：thermal-assisted magnetic recording）方式の磁気記録ヘッド（ＴＡＭＲヘッド）に関する。
【背景技術】
【０００２】
１インチ四方あたり１〜１０テラビット（Tbpsi）の高密度記録に対応するには、新たな磁気記録メディアや磁気記録ヘッドの開発のほか、いわゆる超常磁性（superparamagnetic）効果の発現を妨げることが可能な新たな磁気記録の仕組みの開発（これが最も重要である）が必要とされる。この超常磁性効果は、要求されるデータ密度を達成するために極めて狭小化された情報記録領域において生じる熱的不安定性である。このような熱的不安定状態の回避方法としては、高い磁気異方性および保磁力を有する磁気メディアを使用することが挙げられる。そのような磁気メディアには、高密度記録に対応するためにいっそう小型化した磁気記録ヘッドによって書込を行うことが可能である。そのような磁気メディアは、熱的摂動（thermal perturbations）に対して記録領域を安定化させるからである。
【０００３】
しかしながら、高保磁力および高磁気異方性の磁気メディアを用いることにより、以下の２つの対立する必要条件を生み出すこととなる。すなわち、第１の条件として、高保磁力および高磁気異方性の磁気メディアを用いることにより、より強力な記録磁界が必要である一方、第２の条件として、高い記録密度を生み出すために、より小型化された磁気記録ヘッドが必要となる。ところがこのような小型化した磁気記録ヘッドは、不都合なことに小さくなるほど記録磁界勾配が緩くなり、記録磁界が空間において幅広い分布を有するようになる。上記の条件の双方を満足することは、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ：hard-disk-drive）における現状の磁気記録スキームのさらなる発展を妨げる要因となるおそれがある。これらの対立条件は、典型的な磁気記録装置の構成に制限されるものではないことに留意すべきである。ここでいう磁気記録装置とは、磁気メディアの上方を０．５ｎｍ以上の高さで飛行するスライダに搭載された記録ヘッドを備えたものである。実際に、磁気メディアへの書込に関する他の手法、例えば浮上高さが０．５ｎｍ以下であるニア・コンタクト記録装置（near-contact writers）は、高分解能が要求される小型の記録ヘッドの犠牲となっている。そのような小型の記録ヘッドは、記録メディアの磁気異方性および保磁力に打ち勝つような十分な強度の磁界を生成できないからである。
【０００４】
これらの相反する必要条件について対処するための１つの方法として、何らかの補助を伴う記録装置、特に熱的な補助を受けて行う磁気記録装置、すなわち、ＴＡＭＲスキームを採用することが挙げられる。
【０００５】
上記の問題の除去に適用されるアシスト記録スキームに関する従来の形態は、ある共通した特徴を有している。それは、記録ヘッドによってもたらされる磁界に直接的に関連しない物理的方法の使用を通じて、磁気記録システムへエネルギーを注入するということである。仮に、そのようなアシスト記録スキームが、局所的な記録磁界領域における弱磁場記録を可能とするような媒体特性プロファイル（a medium-property profile）を生成することができれば、弱い記録磁界を用いた場合であっても高いデータ密度記録が達成され得る。これは、媒体特性プロファイルおよび記録磁界の双方の空間的な勾配における増大（multiplicative）効果によるものである。このような従来のアシスト記録スキームは、ディープ・サブミクロン（deep sub-micron）以下の局所領域を光ビームの照射、あるいは超高周波交流磁界の発生により加熱する方法を含んでいる。
【０００６】
ＴＡＭＲ素子の加熱効果は、磁気メディアの微小部分における、本質的にはそのキュリー温度Ｔｃに至るまでの温度上昇によって発揮される。キュリー温度Ｔｃでは、保磁力および磁気異方性の双方が著しく低下するので、その微小部分に対する磁気記録が容易となる。
【０００７】
最近では、ＴＡＭＲスキームの特定の実施方法、すなわち、エッジプラズモンもしくは表面プラズモンの近接場光との相互作用を通じてなされる、電磁放射線（ＥＭＲ）から磁気メディアの微小なサブミクロンサイズの領域部分へのエネルギー伝達が提案されている。この場合、電磁放射は光周波数の範囲の放射線であり、光周波数レーザによって励起されるものである。プラズモンは、小さな導電性のプラズモンジェネレータ（ＰＧ）において励起される。プラズモンジェネレータは、例えば記録再生ヘッドに組み込まれている。光励起の特有の光源としては、例えば記録再生ヘッドに組み込まれたレーザダイオードが用いられる。あるいは、レーザ光源は記録再生ヘッドの外部に設けるようにしてもよい。いずれにしても、そのような光源は、例えば光導波路（ＷＧ）などの手段を通じてアンテナにビームを照射する。光導波路（ＷＧ）により、入射する電磁波の光学モードはプラズモンジェネレータにおけるプラズモンモードと結合し、それによって光学エネルギーがプラズモンエネルギーに変換される。このプラズモンエネルギーは、プラズモンジェネレータによって磁気メディア上に集中し、その集中したスポットにおいて磁気メディアを加熱する。磁気メディア上の加熱スポットは、記録ヘッドの磁極によって形成される磁界に沿って正確に配向されることで、熱アシスト磁気記録がなされる。
【０００８】
光導波路（ＷＧ）によって伝播する電磁波（の光学モード）とＰＧにおけるプラズモンモードとの効率的結合を獲得し、維持するためには、（１）ＷＧの寸法と十分に整合するようにＰＧの形状を設計すること、および（２）ＰＧの内部へ自己収束部分を組み込み、それを活用することによって、プラズモンエネルギーを閉じこめられたプラズモンモードへ凝縮すること、が必要となる。
【０００９】
図１（Ａ）は、典型的な従来のＴＡＭＲ構造についてのエアベアリング面（ＡＢＳ）に沿った平面の構成を表し、図１（Ｂ）はそのエアベアリング面と直交する断面の構成を表す。ここでは、ＡＢＳをＸＹ座標とする。すなわち、磁気メディア表面におけるクロストラック方向をＸ軸方向とし、ダウントラック方向をＹ軸方向とする。また、磁極の長手方向、すなわちＡＢＳに直交する方向をＺ軸方向とする。
【００１０】
図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示したように、従来のＴＡＭＲ型の磁気誘導型記録ヘッドは、主磁極（メインポール）１０１と、ポール構造の内部に記録磁界を生成する記録コイル１０５と、磁束の回路を形成するためのリターンポール１０３とを有している。主磁極１０１はＡＢＳに露出する端面の形状が矩形のものである。一般に、主磁極１０１から放出された磁束は、磁気メディアを通過したのち、リターンポール１０３へ戻ることとなる。
【００１１】
図１（Ｃ）に、従来のＴＡＭＲ型磁気ヘッドの斜視構成を示す。図１（Ｃ）では、プラズモンジェネレータ１０２と、プラズモンジェネレータ１０２の頭頂部の僅か上方に位置する光導波路（waveguide）１０４と、プラズモンジェネレータに作用する光周波数モード１０６（矢印で示す）と、エッジプラズモンモード１０７（矢印で示す）とが示されている。エッジプラズモンモード１０７は、プラズモンジェネレータ１０２の頭頂部に沿って水平方向に伝播する。
【００１２】
光導波路１０４は、光周波数電磁波１０６をＡＢＳへ向けて導くものである。記録ヘッドの端面はＡＢＳに露出している。プラズモンジェネレータ１０２は、ＡＢＳに至るまで延在しており、ＡＢＳに露出した端面が三角形状を有するものである。なお、プラズモンを伝播するデバイスをプラズモンジェネレータ（ＰＧ）と呼び、局所的なプラズモンモードをサポートするデバイスをプラズモンアンテナ（ＰＡ）と呼ぶ。光導波路１０４の端面は、ＡＢＳから長さｄ（０〜数μｍ）離れた位置にある。電磁波の光周波数モード１０６は、プラズモンジェネレータ２のエッジプラズモンモード７と結合しており、プラズモンモードからのエネルギーは、磁気メディア表面へ移動される。その際、プラズモンジェネレータ２のＡＢＳに露出した端面と対応する位置の磁気メディアの表面は局所的に加熱される。エッジプラズモンモードの局所的な閉じ込めは、プラズモンジェネレータ２の三角形の断面における角度および寸法によって決定される。  よって、プラズモンジェネレータは、磁気メディア上において、大きな温度勾配と非常に小さな光スポットとを実現するように設計可能である。それらはいずれも、ＴＡＭＲ記録スキームにおいて要求される特性である。金属からなるプラズモンジェネレータの体積が大きいことによって、記録動作の際にプラズモンジェネレータが受ける加熱によるダメージは、孤立した小さな体積のプラズモンジェネレータと比較して大幅に減らすことが可能である。
【００１３】
ＴＡＭＲ技術に関しては、以下の先行技術文献が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００８／０１９２３７６号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００８／０１９８４９６号明細書
【特許文献３】米国特許第６７４１５２４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
最近、光学レーザの電力消費を控えることが望まれており、したがって、ＴＡＭＲ方式を採用したＨＤＤの動作時において可能な限り少ない電力消費量となるように、より高い光学効率（optical efficiency）を追求することも望まれるようになっている。ところが従来技術においては、光学パワーの使用に課されるいくつかの重要な制約条件が存在していた。第１に、光導波路の光周波数モード（光学モード）１０６とＰＧ２のエッジプラズモンモード１０７との結合効率は、光導波路（ＷＧ）における回折限界の光学モード１０６と、プラズモンジェネレータ１０２におけるサブ回折限界のエッジプラズモンモード１０７との不整合に起因して制限される。光学モード１０６は十分に閉じ込められたプラズモンモード１０７よりも大きく、光学パワーの一部のみが移動するからである。第２に、プラズモンジェネレータ１０２に沿ったエッジプラズモンモードの伝播損失が、プラズモンモードの厳しい制約に起因して顕著である。第３に、エッジプラズモンモードの結合効率および伝播効率は、プラズモンジェネレータのエッジ形状の変化に敏感に反応する傾向にあり、厳しい公差での製造が必要となる。
【００１６】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、新規の形状を有するプラズモンジェネレータを採用することにより、磁気メディアの被加熱スポットへ光学パワーを効率的に伝達し、ＴＡＭＲヘッドにおける光学的効率を向上させることにある。
【００１７】
また、本発明の第２の目的は、上記第１の目的を実現するための、既存の磁気ヘッドプロセスと互換性を有するＴＡＭＲシステムの製造方法を提供することにある。
【００１８】
本発明の第３の目的は、動作中における磁気ディスクとの距離に関係なく、記録ヘッドの動作を向上させることの可能な新規形状のプラズモンジェネレータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
これらの目的は、プラズモンジェネレータの形状を変更させることによって達成され得る。プラズモンジェネレータの形状は、より効率的なモード結合を実現するための光導波路の寸法とジェネレータの寸法とが改善された整合性を有しているだけでなく、それに組み込まれた自己収束部分により十分に閉じ込められたプラズモンモードへ表面プラズモンエネルギーが凝集され得る機構をも有している。具体的には以下の通りである。
【００２０】
本発明のＴＡＭＲヘッドは、励起されると磁気記録媒体への書込を行うための記録磁界を発生する磁極と、この磁極と接するように設けられたスティッチトポール部分と、電磁放射線を発生する光源と、導波路と、ＡＢＳと平行な断面において一定の形状を有する第１の領域部分とＡＢＳと平行な断面の面積がＡＢＳに近づくほど次第に縮小する第２の領域部分とを含みプラズモンモードを発生させるプラズモンジェネレータとを備える。導波路は、光源からの電磁放射線をプラズモンジェネレータへ案内すると共に、プラズモンジェネレータとの積層方向における重なり部分において電磁放射線をプラズモンモードと結合させるものである。プラズモンジェネレータは、プラズモンモードを発生してＡＢＳへ向けて伝播させつつ凝集させ、そのエネルギーを磁気記録媒体の局所部分へ伝達することにより局所部分を加熱して局所部分の保磁力および磁気異方性を低下させ、記録磁界による書込が可能な状態とするものである。第２の領域部分では、プラズモンモードが凝集および収束しつつＡＢＳへ向けて伝播し、導波路からの電磁放射線と効率的に結合する。
【００２１】
このＴＡＭＲヘッドは、例えばスライダに搭載され、そのスライダは回転する磁気メディアの上空を空気力学的に飛行する。あるいは、そのスライダは、実質的に磁気メディアと接するコンタクトタイプのものであってもよい。
【００２２】
このＴＡＭＲヘッドでは、例えば、電磁放射線は光学的放射（optical radiation）であり、導波路は光導波路であり、電磁放射線の光源は光レーザ光源である。
【００２３】
また、プラズモンジェネレータは、例えば、ＡＢＳから遠い側から順に、上記第１の領域部分と、この第１の領域部分と接合されてＡＢＳへ向かうように延在する上記第２の領域部分と、この第２の領域部分と接合されＡＢＳへ向かうように突き出すと共に、ＡＢＳと平行な断面が一定の形状もしくはＡＢＳへ近づくほど縮小するように構成された第３の領域部分とを含むものである。ここで、第２の領域部分が、第１の領域部分との接続部において第１の領域部分と一致する断面形状を有しており、第３の領域部分が、第２の領域部分との接続部において第２の領域部分と一致する断面形状を有しているとよい。
【００２４】
また、このＴＡＭＲヘッドでは、光導波路と第１の領域部分との積層方向における重なり部分（対向部分）において、光学的放射と表面プラズモン（プラズモンモードとが結合するようにしてもよい。
【００２５】
また、プラズモンジェネレータは、例えば、磁性材料、非磁性材料もしくは誘電材料からなる単一組成のコアの表面に、導電性材料からなるプラズモン生成層が被覆された構造を有している。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のＴＡＭＲヘッドによれば、プラズモンジェネレータが所定の形状および機能を有する第１および第２の領域部分を含むようにしたので、プラズモンモードの電界強度が向上し、磁気記録媒体への高効率のエネルギー伝達が可能となる。よって、動作時の省電力化に有利となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来のＴＡＭＲヘッドの構成を表す平面図、断面図および斜視図である。
【図２】本発明のＴＡＭＲヘッドに適用されるプラズモンジェネレータおよび導波路についての形状および位置関係を表す断面図、平面図、斜視図である。
【図３】図２に示したプラズモンジェネレータの平面形状のバリエーションを表す概略図である。
【図４】図２に示したプラズモンジェネレータの、第１の領域部分Ｓ１として取りうるＸＹ面の形状のバリエーションを表す概略図である。
【図５】図２に示したプラズモンジェネレータの、ＡＢＳに露出したＸＹ面の形状のバリエーションを表す概略図である。
【図６】図２に示したプラズモンジェネレータにおいて発生する表面プラズモンモードの実効モード係数および伝播長を表す特性図である。
【図７】図２に示したプラズモンジェネレータにおいて発生する表面プラズモンモードのＸＹ断面における分布を表す特性図である。
【図８】図２に示したプラズモンジェネレータが適用される本実施の形態の第１のＴＡＭＲヘッドの構成を表す断面図および平面図である。
【図９】図２に示したプラズモンジェネレータが適用される本実施の形態の第２のＴＡＭＲヘッドの構成を表す断面図および平面図である。
【図１０】図２に示したプラズモンジェネレータが適用される本実施の形態の第３のＴＡＭＲヘッドの構成を表す断面図および平面図である。
【図１１】本発明の第１の実施例としてのプラズモンジェネレータにおけるＸＺ断面での電界強度分布を表す特性図である。
【図１２】本発明の第１の実施例としてのプラズモンジェネレータにおけるＹＺ断面での電界強度分布を表す特性図である。
【図１３】本発明の第１の実施例としてのプラズモンジェネレータにおけるＸＹ断面での電界強度分布を表す特性図である。
【図１４】本発明の第２の実施例としてのプラズモンジェネレータにおけるＸＺ断面での電界強度分布を表す特性図である。
【図１５】本発明の第２の実施例としてのプラズモンジェネレータにおけるＹＺ断面での電界強度分布を表す特性図である。
【図１６】本発明の第２の実施例としてのプラズモンジェネレータにおけるＸＹ断面での電界強度分布を表す特性図である。
【図１７】本発明の第３の実施例としてのプラズモンジェネレータにおけるＸＺ断面での電界強度分布を表す特性図である。
【図１８】本発明の第３の実施例としてのプラズモンジェネレータにおけるＹＺ断面での電界強度分布を表す特性図である。
【図１９】本発明の第３の実施例としてのプラズモンジェネレータにおけるＸＹ断面での電界強度分布を表す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の対象、特徴および長所は、以下に述べる実施の形態の記載により理解できる。
【００２９】
［プラズモンジェネレータおよび光導波路］
まず、図２〜図５を参照して、本発明の実施の形態におけるＴＡＭＲヘッドに用いられるプラズモンジェネレータおよび光導波路の構成について説明する。
【００３０】
図２には、本発明の目的を達成可能な構造の概略が示されている。図２（Ａ）はＡＢＳに平行な断面構成を示している。図２（Ａ）に示したように、光導波路（ＷＧ）４はプラズモンジェネレータ（ＰＧ）２の上方に配置されている。エアベアリング面（ＡＢＳ）におけるＰＧ２の形状は、三角形の頂部を切り取った台形となっている。その台形における底辺のトラック幅方向（Ｘ軸方向）の寸法は０．１μｍ以上０．５μｍ以下の範囲にあり、厚さ方向（Ｙ軸方向）の寸法は０．０５μｍ以上０．５μｍ以下である。
【００３１】
図２（Ｂ）は、ＡＢＳと直交し、ＰＧ２の上面（光導波路４と対向する側の面）を含む断面を表している。図２（Ｂ）に示したように、ＰＧ２は、その形状から３つの領域部分、すなわち第１〜第３の領域部分Ｓ１〜Ｓ３に分けることができる。なお、第３の領域部分Ｓ３は省略可能である。
【００３２】
第１の領域部分Ｓ１は、Ｘ軸方向において一定の幅（例えば０．３μｍ以上１．０μｍ以下）を有すると共に、ＡＢＳに直交する方向（Ｚ軸方向）において例えば０．５μｍ以上５．０μｍ以下の長さを有している。この第１の領域部分Ｓ１では、ＷＧ４からの放射線（例えばレーザ光、以下ＷＧモードという。）は、ＰＧ２とクラッド層との界面を伝播する表面プラズモン（ＳＰ）と結合する。このクラッド層は、ＷＧ４とＰＧ２との間に位置する。
【００３３】
第２の領域部分Ｓ２は、Ｚ軸方向の長さが例えば０．５μｍ以上５．０μｍ以下であると共に、Ｘ軸方向の幅がＡＢＳに近づくほど狭くなるようなテーパ形状を有しており、ＸＹ平面では、全体として三角形状となっている。第２の領域部分Ｓ２では、表面プラズモンがＺ軸方向に伝播してＡＢＳへ近づくほど収束される。
【００３４】
第３の領域部分Ｓ３は、第２の領域部分Ｓ２と接合され、ＡＢＳへ向かうように突き出すと共に、ＡＢＳと平行な断面が一定の形状もしくはＡＢＳへ近づくほど縮小するように構成されたものである。第３の領域部分Ｓ３では、Ｚ軸方向において例えば０μｍ以上２．０μｍ以下の長さを有しており、Ｘ軸方向においては極めて微小な幅を有している。第３の領域部分Ｓ３では、より高度に圧縮（凝集）されて閉じ込められた表面プラズモンモードを近接場光として放出し、磁気記録媒体のうちのＰＧ２と対向する部分へのエネルギー伝達を行う。なお、第３の領域部分Ｓ３を省略する場合には、第２の領域部分Ｓ２における、第１の領域部分Ｓ１と反対側の端面から近接場光を放出する。
【００３５】
図２（Ｃ）では、ＰＧ２およびＷＧ４の等角図を表している。ＰＧ２のＡＢＳに露出した端面９は台形のほか、三角形あるいは矩形であってもよい。
【００３６】
従来技術で述べたＰＧは、Ｚ軸方向に沿って一定の断面形状を有している。これに対し、本実施の形態のＰＧ２では、互いに異なった断面形状の第１〜第３の領域部分Ｓ１〜Ｓ３を有するようにしたので、従来のプラズモンジェネレータと比較して、優れた光学的効率が発揮される。
【００３７】
これは以下の（１）から（３）の理由による。
（１）第１の領域部分Ｓ１が存在することで、ＷＧ４とＰＧ２との厚さ方向における重なり領域が比較的大きく確保されている。このため、ＷＧモードと表面プラズモンモードとの結合が十分になされる。
（２）第２の領域部分Ｓ２を設けることで、断熱的に収束（例えば伝播する間に、閉じ込めおよび局在化が行われること）および表面プラズモンの集中がより顕著に行われる。
（３）表面プラズモンが伝播する際の損失が小さい。
【００３８】
図３（Ａ）〜３（Ｆ）は、本実施の形態のＰＧ２の、ＸＺ平面における好ましい形状の変形例を表している。いずれの形状も、図２（Ｂ）に示したものの代わりに採用することができる。
【００３９】
図４（Ａ）〜４（Ｄ）は、いずれも、本実施の形態のＰＧ２のうち、第１の領域部分Ｓ１として取りうるＸＹ面の形状の変形例を表している。図４（Ａ）〜４（Ｄ）では、プラズモンジェネレータ２の、ＡＢＳと反対側の端面の形状を表している。その端面からは、ＷＧモードが入射される。
【００４０】
図４（Ａ）および図４（Ｂ）の例では、ＰＧ２は台形となっている。図４（Ａ）は単一組成の台形のＰＧ２を表しており、Ａｕ（金），Ｃｕ（銅），Ａｌ（アルミニウム），Ａｇ（銀）またはその他のプラズモン生成材料として好適な導電性材料によって構成されている。図４（Ｂ）のＰＧ２は、磁性材料または誘電材料からなる単一組成の台形のコア３１の両斜面および上面に、Ａｕ，Ｃｕ，Ａｌ，Ａｇまたはその他のプラズモン生成材料として好適な導電性材料からなる被覆層３２を被覆するようにしたものである。磁性材料としては、例えばＦｅＣｏ（鉄コバルト合金），ＮｉＦｅ（ニッケル鉄合金），Ｆｅ（鉄），Ｃｏ（コバルト）およびＢ（硼素）の単体、またはそれらの２種以上からなる合金が挙げられる。また、誘電材料としては酸化アルミニウム（アルミナ）が挙げられる。なお、コア３１の構成材料と被覆層３２の構成材料とを入れ替えた構成としてもよい。図４（Ａ）に示した底面と側面とがなす角度であるフレア角２７は、そのＰＧ２を特徴づけるものであり、例えば４５以上９０°未満である。フレア角２７によって光学的特性が調整可能となっている。
【００４１】
一方、図４（Ｃ）および図４（Ｄ）の例ではＰＧ２は矩形状となっている。図４（Ｃ）は、単一組成の矩形のＰＧ２を表しており、上記のプラズモン生成材料として好適な導電性材料によって構成されている。図４（Ｄ）のＰＧ２は、上記の磁性材料または誘電材料からなる単一組成の矩形のコア３１の両側面および上面に、上記の導電性材料からなる被覆層３２を被覆するようにしたものである。図４（Ｄ）のＰＧ２においても、コア３１の構成材料と被覆層３２の構成材料とを入れ替えた構成としてもよい。第１の領域部分Ｓ１におけるＡＢＳに平行な断面は、Ｚ軸方向に沿って一定の形状を維持している。
【００４２】
図５（Ａ）〜５（Ｄ）は、４種類のＰＧ２におけるＡＢＳに露出した端面（ＸＹ平面に平行な断面）を表している。第３の領域部分Ｓ３を有する場合には、その第３の領域部分Ｓ３の端面がＡＢＳに露出する。また、第３の領域部分Ｓ３が存在しない場合には、第２の領域部分Ｓ２の端面がＡＢＳに露出する。先に図２（Ｂ）に示したように、第２の領域部分Ｓ２は、第１の領域部分Ｓ１と第３の領域部分Ｓ３とを繋ぐように延在しており、Ｚ軸方向に沿ってＡＢＳに近づくほどＸ軸方向の幅が徐々に縮小するような形状となっている。
【００４３】
図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示したＰＧは台形状（三角形の頭頂部が除去された形状）をなしており、例えば６０°のフレア角２８を有している。図５（Ａ）は、単一組成の台形状のＰＧ２を表しており、上記の導電性材料によって構成されている。一方、図５（Ｂ）のＰＧ２は、上記の導電性材料からなる被覆層３２が、上記の磁性材料または誘電材料からなる単一組成の台形状のコア３１の両斜面および上面を覆うように設けられている。図５（Ｂ）のＰＧ２においても、コア３１の構成材料と被覆層３２の構成材料とを入れ替えた構成としてもよい。
【００４４】
図５（Ｃ）および図５（Ｄ）は、非常に幅の狭い矩形状をなすＰＧ２を示している。図５（Ｃ）は、単一組成の矩形状のＰＧ２を表しており、上記の導電性材料によって構成されている。図５（Ｄ）のＰＧ２は、上記の導電性材料からなる被覆層３２が、上記の磁性材料または誘電材料からなる単一組成の矩形状のコア３１の両側面および上面を覆うようにしたものである。図５（Ｄ）のＰＧ２においても、コア３１の構成材料と被覆層３２の構成材料とを入れ替えた構成としてもよい。
【００４５】
これまで記載した全てのＰＧ２は、高い電気伝導性を有する材料、例えば主成分としてＡｌ（アルミニウム），Ａｕ（金），Ａｇ（銀），Ｃｕ（銅）およびそれらの合金などによって構成される。なお、ＰＧ２は上記以外の金属元素を含んでもよい。主成分とは、それ以外の全ての副成分よりも全体に占める割合が大きい一群の構成材料をいう。プラズモンジェネレータ２の構成材料は、電磁波の波長の選択および光導波路の構成材料の誘電率に応じて決定される。一般的な指針としては、相対的に長い（例えば１〜１０μｍに亘る）伝播長の表面プラズモンをサポートするような材料を選択することが望ましい。ＰＧ２における各領域部分（第１〜第３の領域部分Ｓ１〜Ｓ３）は、最高の光学効率を発揮するように容易に設計することが可能である。例えば第１の領域部分Ｓ１におけるＸ軸方向の寸法は、ＷＧモードのサイズと整合するように設計される。第３の領域部分Ｓ３における頭頂部の幅（Ｘ軸方向の寸法）およびフレア角の大きさ、ならびに第２の領域部分Ｓ２におけるＺ軸方向の長さは、表面プラズモンの断熱的収束（adiabatic focusing）が可能となるように、すなわち表面プラズモンが第２の領域部分Ｓ２を通過する際に圧縮および局在化される過程が実現されるように、また、表面プラズモンがＺ軸方向に伝播する際の、そのエネルギーの伝播損失が最小化するように設計される。第３の領域部分Ｓ３の存在は、ＡＢＳをラッピングする際の誤差を許容することにもなる。
【００４６】
表面プラズモン（ＳＰ）モードは、ＸＹ平面におけるチップ幅（第３の領域部分Ｓ３の頭頂部の幅）およびフレア角によって変化する。図６は、第３の領域部分Ｓ３においてフレア角が６０°のＡｕからなる台形状のコア３１にアルミナが被覆されてなるプラズモンジェネレータについて、波長９００ｎｍの場合の表面プラズモンモードの物理的パラメータに関する特性図である。図６において、曲線Ｃ１は表面プラズモンモードの実効モード係数を表し、曲線Ｃ２は表面プラズモンモードの伝播長を表している。図６において、Ｘ軸は、ＡＢＳに露出した端面におけるチップ幅（第３の領域部分Ｓ３の頭頂部の幅）を表している。図６から、チップ幅が大きくなるほど実効モード係数が減少する傾向にあることがわかる。これは、第３の領域部分Ｓ３の頭頂部における表面プラズモンの圧縮（confinement）が十分になされなくなることを意味している。一方、チップ幅が大きくなるほど表面プラズモンモードの伝播長が増加する傾向にあることがわかる。したがって、チップ幅を減少させることで、プラズモンモードをより圧縮し、集中させることができるであろう。
【００４７】
図７（Ａ）および７（Ｂ）は、いずれも図６の特性図に対応するものであり、グレースケールの画像モデルによって表面プラズモンモードの分布を表したものである。図７（Ａ）では４０ｎｍのチップ幅とし、図７（Ｂ）では３２０ｎｍのチップ幅としている。プラズモンモードの圧縮の程度は、プラズモンジェネレータでの波長λspに比例し、同様に、λ0／ｎeffにも比例する。ここで、λ0は真空中での波長を表し、ｎeffは、表面プラズモンの実効モード係数である。  大きな実効モード係数であれば、プラズモンモードは横方向（Ｚ軸方向）においてより狭い範囲に閉じ込められることとなる。表面プラズモンの電界は、プラズモンジェネレータの金属からなるコアとそれを取り囲む誘電体との界面において最大化し、その界面から離れると指数関数的に低下する。
【００４８】
より幅の広いチップの場合には、より小さな実効モード係数となるようである。例えばチップ幅が大きな場合にはｎeff＝１．７９となるのに対し、チップ幅が小さな場合にはｎeff＝１．８７となる。したがって、表面プラズモンモードがあまり圧縮されないと、伝播長が長くなる。チップ幅が（Ｙ軸方向に）徐々に狭くなるように構成されることで、表面プラスモンモードエネルギーは、より強度を増し、より狭い領域に収束することとなる。
【００４９】
［ＴＡＭＲヘッド］
次に、上記の新規な構造を有するプラズモンジェネレータおよび光導波路が搭載されたＴＡＭＲヘッドについて説明する。
【００５０】
このＴＡＭＲヘッドは、回転する磁気記録媒体の上空を、例えば０．５ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の浮上高さで空気力学的に飛行するスライダに搭載される。あるいは、スライダは回転する磁気記録媒体と実質的に接触し、あるいは０．５ｎｍ未満の浮上高さで磁気記録媒体と対向するものであってもよい。ＴＡＭＲヘッドは、磁気記録媒体への高密度記録を行うためのデバイスとして機能し、プラズモンジェネレータの端面は、ＡＢＳにおいて、主磁極の端面と隣接した位置に露出している。プラズモンジェネレータは光周波数電磁放射と放射結合している。その光周波数電磁放射は、望ましくは光学レーザによって発生し、光導波路によってプラズモンジェネレータへ導かれるものである。放射結合は、プラズモンジェネレータの内部に表面プラズモンモードを生成する。その表面プラズモンモードに関連した電磁波（近接場光）は、磁気記録媒体表面の微小領域に作用し、その微小領域に熱エネルギーを付与し、温度上昇を引き起こす。主磁極は、磁気記録媒体の局所的な磁化の変化、すなわち加熱スポットの磁区における磁化反転をもたらすような記録磁界を発生させる。プラズモンジェネレータは、水平面（膜面）においてＡＢＳへ向かうほど幅を徐々に縮小するようなテーパ形状を有している。このテーパ形状をなす領域およびそれに付加されてＡＢＳへ向かうように延在するチップ領域は、プラズモンエネルギーの磁気記録媒体への輸送に最適な形状となるように、ＡＢＳと平行な断面においてフレア角を有するように傾斜した側面を有している。
【００５１】
図８（Ａ）は、本実施の形態としてのＴＡＭＲヘッド（第１のＴＡＭＲヘッド）の、ＡＢＳと直交する断面の構成を表している。このＴＡＭＲヘッドは、光源（図示せず）と、磁極２１と、プラズモンジェネレータ（ＰＧ）２３と、隣接した光導波路（ＷＧ）２４と、小型のスティッチトポール部分２２とを備えている。スティッチトポール部分２２は、図示しない磁気メディア上の適切な場所へ記録磁界を伝達するのを補助するものである。ＷＧ２４は、ＡＢＳ側からみてスティッチトポール部分２２の後方に位置している。
【００５２】
ＰＧ２３は、プラズモンモードをＡＢＳと対向する磁気メディア表面のへ向かうように輸送する。磁気メディア上では、そのプラズモンモードからのエネルギー吸収によって局所的な温度上昇が引き起こされる。このような温度上昇により、磁気記録媒体の保磁力および磁気異方性が低下し、比較的容易に磁化反転が生じ得る状態となる。一旦、磁気記録媒体が加熱前の温度に戻れば、その保磁力および磁気異方性は熱的に安定したモードで加熱後の磁化状態をそのまま維持することとなる。
【００５３】
ＷＧ２４は、例えば固体レーザ光源（図示せず）によって発生した電磁波の光学モードを伝播する。ＷＧ２４からの電磁波は、ＷＧ２４とＰＧ２３との重なり部分２５においてプラズモンモードと結合する。
【００５４】
図８（Ｂ）は、ＡＢＳに露出した平面の構成を表している。ＰＧ２３は三角形状を有している。ＰＧ２３の頭頂部２６はＷＧ２４および磁極２１と対向するように向いている。磁極２１，スティッチトポール部分２２およびＰＧ２３は、完全にＡＢＳに露出している。ＷＧ２４の輪郭は破線で示されている。ＷＧ２４は、スティッチトポール部分２２の背後に配置されているからである。この実施の形態では、（積層方向において）一定の間隔２７が、ＰＧ２３と、スティッチトポール部分２２および光導波路２４との間に設けられている。
【００５５】
ＡＢＳに平行な断面において、（ＰＧ２３における）底面の幅（Ｘ軸方向の寸法）は例えば０．１μｍ以上０．５μｍ以下であり、底面から頭頂部２６までの距離、すなわち高さ（Ｙ軸方向の寸法）は例えば０．０５μｍ以上０．５μｍ以下である。なお、図８（Ｂ）では、ＰＧ２３におけるＡＢＳに露出した端面形状を三角形状としたが、これに限定されず、例えば図５に示したように様々な形状を採用することができる。
【００５６】
図２（Ｂ）を再び参照する。図８（Ａ）に示したＰＧ２３についても、図２（Ｂ）に示したように３つの区域を有するように構成されている。第１の領域部分Ｓ１（ＡＢＳから最も遠い領域部分）は、Ｘ軸方向において一定の幅、例えば０．３μｍ以上１．０μｍ以下の幅を有し、Ｚ軸方向において０．５μｍ以上５．０μｍ以下に亘って延在している。この第１の領域部分Ｓ１は、導波路（ＷＧ）放射線エネルギーを、ＰＧ２３と、ＷＧ２４を取り囲むクラッド層との界面に沿って伝播する表面プラズモンＳＰに結合させる部分である。第２の領域部分Ｓ２はおおよそ三角形をなすテーパ状の領域部分であり、Ｚ軸方向において０．５μｍ以上５．０μｍ以下の長さを有している。この第２の領域部分Ｓ２では、表面プラズモンが横方向（Ｚ軸方向）に凝集されてＡＢＳへ向かうように伝播する。第３の領域部分Ｓ３は直線状またはテーパ状の区域であり、Ｚ軸方向において０〜０．２μｍの長さを有している。  この第３の領域部分Ｓ３では、高度に凝集（圧縮）されて閉じ込められた表面プラズモンモードのエネルギーが輸送され、ＰＧ２３と対向する部分の磁気記録媒体へ伝達される。
【００５７】
図８（Ｃ）は、ＡＢＳと反対側の端部（後端部）の断面形状を表すものである。図８（Ｃ）では、ＷＧ２４および磁極２１と共に、ＰＧ２３の入射側の端面が示されている。なお、後端部の断面形状についても図８（Ｃ）に示したものに限定されず、例えば図４に示したような種種の形状をとることができる。
【００５８】
図９（Ａ）は、本実施の形態の第１の変形例としてのＴＡＭＲヘッド（第２のＴＡＭＲヘッド）の、ＡＢＳと直交する断面の構成を表している。このＴＡＭＲヘッドは、ＷＧ２４の位置が異なることを除き、他は図８（Ａ）〜８（Ｃ）に示した第１のＴＡＭＲヘッドと同様の構成を有している。
【００５９】
図９（Ａ）では、磁極２１と、ＰＧ２３と、小型のスティッチトポール部分２２とを備えている。スティッチトポール部分２２は、図示しない磁気記録媒体上の適切な場所へ記録磁界を伝達するのを補助するものである。ＷＧ２４は、ＰＧ２３の、磁極２１およびスティッチトポール部分２２と反対側に位置する。したがって、ＰＧ２３は、ＷＧ２４と、磁極２１およびスティッチトポール部分２２との間に挟まれた状態となっている。ＷＧ２４の端面は、スティッチトポール部分２２の後方端面よりも後退した位置（ＡＢＳから遠ざかった位置）にある。図９（Ｂ）に示したように、ＰＧ２３の頭頂部２６は磁極２１へ向いている。磁極２１、スティッチトポール部分２２およびＰＧ２３は、ＴＡＭＲヘッドのＡＢＳに完全に露出している。ＷＧ２４の輪郭は破線で示されている。ＷＧ２４は、ＡＢＳからみてスティッチトポール部分２２よりも後退した位置にあるからである。  このＴＡＭＲヘッドでは、（積層方向において）一定の間隔２７が、ＰＧ２３と、スティッチトポール部分２２との間に設けられている。なお、図９（Ｂ）では、ＰＧ２３におけるＡＢＳに露出した端面形状を三角形状としたが、これに限定されず、例えば図５に示したように様々な形状を採用することができる。
【００６０】
図９（Ｃ）は、ＰＧ２３の、ＡＢＳと反対側の端面（後端面）のを含むＴＡＭＲヘッドの断面形状を表すものである。すなわち、図９（Ｃ）では、ＷＧ２４および磁極２１と共に、ＰＧ２３の入射側の端面が示されている。なお、後端面の形状についても図９（Ｃ）に示したものに限定されず、例えば図４に示したような形状をとることができる。
【００６１】
図１０（Ａ）は、本実施の形態の第２の変形例としてのＴＡＭＲヘッド（第３のＴＡＭＲヘッド）の、ＡＢＳと直交する断面の構成を表している。このＴＡＭＲヘッドは、スティッチトポール部分２２の後方部分（ＡＢＳと反対側の端面の近傍）の形状が異なる（傾斜部分２９を有する）ことを除き、他は図８（Ａ）〜８（Ｃ）に示した第１のＴＡＭＲヘッドと同様の構成を有している。この傾斜部分２９は、表面プラズモンがＰＧ２３の表面をＡＢＳへ向けてより効率的に伝播するのを可能とするものである。
【００６２】
図１０（Ｂ）に示したように、ＰＧ２３の頭頂部２６は、ＷＧ２４および磁極２１へ向いている。磁極２１、スティッチトポール部分２２およびＰＧ２３は、ＴＡＭＲヘッドのＡＢＳに完全に露出している。ＷＧ２４の輪郭は破線で示されている。ＷＧ２４は、スティッチトポール部分２２の背後に配置されているからである。この第３のＴＡＭＲヘッドでは、（積層方向において）一定の間隔２７が、ＰＧ２３と、スティッチトポール部分２２およびＷＧ２４との間に設けられている。なお、図１０（Ｂ）では、ＰＧ２３におけるＡＢＳに露出した端面の形状を三角形状としたが、これに限定されず、例えば図５に示したように様々な形状を採用することができる。
【００６３】
図１０（Ｃ）は、ＰＧ２３の後端面を含むＴＡＭＲヘッドの断面形状を表すものである。図１０（Ｃ）では、ＷＧ２４および磁極２１と共に、ＰＧ２３の入射側の端面が示されている。なお、後端面の形状についても図１０（Ｃ）に示したものに限定されず、例えば図４に示したような種種の形状をとることができる。
【実施例】
【００６４】
本発明のデザインのプラズモンジェネレータを用いることによる光学効率（光エネルギーの光導波路からプラズモンジェネレータへの移動）の改善を明らかにするために、有限差分時間領域（ＦＤＴＤ；finite-difference time-domain ）分析を実施した。この分析により、プラズモンジェネレータに沿って伝播するＳＰ波とＷＧにおける光学的反射（optical radiation）との結合についてのフルウェーブ電磁気シミュレーションの効果が示されている。このシミュレーションモデルは、光導波路（ＷＧ）と、プラズモンジェネレータ（ＰＧ）と、ＷＧおよびＰＧの双方を取り囲むクラッド層と、ＡＢＳとを考慮したものである。
【００６５】
（第１の実施例）
図１１〜図１３は、ＸＹ断面の形状が台形を有すると共に、Ｚ軸方向においてそのＸＹ断面の形状および大きさを維持するように延在するＰＧ２３の効果（電界強度分布）を示している。
【００６６】
（第２の実施例）
図１４〜図１６は、ＸＹ断面の形状が台形を有すると共に、Ｚ軸方向においてそのＸＹ断面の大きさがＡＢＳへ近づくほど縮小するように延在するＰＧ２３の効果（電界強度分布）を示している。
【００６７】
（第２の実施例）
図１７〜図１９は、ＸＹ断面の形状が矩形を有すると共に、Ｚ軸方向においてそのＸＹ断面の大きさがＡＢＳへ近づくほど縮小するように延在するＰＧ２３の効果（電界強度分布）を示している。
【００６８】
図１１，１４および１７は、Ｚ軸に沿ってＡＢＳに向けて伝播する表面プラズモンの、ＸＺ平面における電界強度分布を表している。図１２，１５および１８は、Ｚ軸に沿ってＡＢＳに向けて伝播する表面プラズモンの、ＹＺ平面における電界強度分布を表している。ＷＧの端面およびＰＧの側面は、それぞれ破線で記載している。さらに、図１３，１６および１９は、Ｚ軸に沿ってＡＢＳに向けて伝播する表面プラズモンの、ＡＢＳから２０ｎｍ離れた位置でのＸＹ平面における電界強度分布を表している。単純化のため、第１および第２の領域部分Ｓ１，Ｓ２についてはここでは図示していない。
【００６９】
このように、ＰＧが徐々に幅が狭くなる（断面積が絞り込まれる）形状を有すると共にＡＢＳに平行な断面において台形を有することにより、プラズモンの電界強度は著しく向上することがわかる。例えば、図１６では、断面形状および断面積が一定の場合と比較して、電界のピーク強度が４７％向上している。ＰＧが、ＡＢＳに平行な断面において三角形をなす場合についても同様に、断面積がＺ軸に沿って徐々に絞り込まれる形状を有することで、断面形状および断面積が一定の場合と比較して、プラズモンの電界強度は著しく向上することがわかる。改善された電界強度は、磁気記録媒体上において、より小さな寸法のスポットが生成されることを意味している。一般に、モデリングの結果は、ピーク強度および近接場光の圧縮（凝集）の程度に関して従来のＰＧに対する本願発明のＰＧの実質的改善を明らかにする。モデリングの結果は、さらに、表面プラズモンエネルギーを収束するテーパ形状が結果として近接場光を増強することも示している。ＷＧおよびそれと重なり合う第１の領域部分Ｓ１のマッチング、テーパ角度および第２の領域部分Ｓ２の長さの調整、ならびに台形もしくは三角形の断面におけるフレア角の調整の最適化により、レーザ光源から磁気記録媒体上の加熱スポットへ移動する光エネルギーの全体的効率を改善することが可能である。
【００７０】
以上、特定の実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および実施例において説明した態様に限定されず、本発明の趣旨から外れることがない限りにおいて、製造方法、プロセス、材料、構造などについての種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００７１】
２１…主磁極、２２…スティッチトポール部分、２，２３…プラズモンジェネレータ（ＰＧ）、４，２４…光導波路（ＷＧ）、２５…重なり部分、２６…頭頂部、２７…間隔。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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