(57)【要約】【課題】  小さな駆動電流で効率よく高周波磁界を発生させることができる磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置を提供することを目的とする。【解決手段】  第１の強磁性層１０ｂと、第２の強磁性層３０と、第１の強磁性層１０ｂと第２の強磁性層３０との間に設けられた中間層２２と、第１の強磁性層１０ｂの中間層２２が設けられた側とは反対側に設けられたＣｏＩｒ合金を含む第３の強磁性層１０aと、第３の強磁性層１０aの第１の強磁性層１０ｂが設けられた側とは反対の側に設けられた主磁極６１（第１の磁極）と、第２の強磁性層３０の中間層２２が設けられた側とは反対の側に設けられたリータンパス６２（第２の磁極）とを備えることを特徴とする磁気記録ヘッド１１０。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の強磁性層と、
第２の強磁性層と、
前記第１の強磁性層と前記第２の強磁性層との間に設けられた中間層と、
前記第１の強磁性層の前記中間層が設けられた側とは反対側に設けられたＣｏＩｒ合金を含む第３の強磁性層と、
前記第３の強磁性層の前記第１の強磁性層が設けられた側とは反対の側に設けられた第１の磁極と、
前記第２の強磁性層の前記中間層が設けられた側とは反対の側に設けられた第２の磁極とを備えることを特徴とする磁気記録ヘッド。
【請求項２】
Ｆｅを含む層とＣｏを含む層とを交互に積層させた人工格子層と、
中間層と、
前記人工格子層と前記中間層との間に設けられた第１の強磁性層と、
前記中間層の前記第１の強磁性層が設けられた側とは反対の側に設けられた第２の強磁性層と、
前記人工格子層の前記第１の強磁性層が設けられた側とは反対の側に設けられた第１の磁極と
前記第２の強磁性層の前記中間層が設けられた側とは反対の側に設けられた第２の磁極とを備えることを特徴とする磁気記録ヘッド。
【請求項３】
反強磁性層と、
中間層と、
前記反強磁性層と前記中間層との間に設けられた第１の強磁性層と、
前記中間層の前記第１の強磁性層が設けられた側とは反対の側に設けられた第２の強磁性層と、
前記反強磁性層の前記第１の強磁性層が設けられた側とは反対の側に設けられた第１の磁極と、
前記第２の強磁性層の前記中間層が設けられた側とは反対の側に設けられた第２の磁極とを備えることを特徴とする磁気記録ヘッド。
【請求項４】
前記第１の強磁性層が、Ｆｅ及びＣｏの何れか１つの元素を含んでいることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の磁気記録ヘッド。
【請求項５】
前記第１の強磁性層が、体心立方格子からなる結晶構造を含むことを特徴とする請求項４に記載の磁気記録ヘッド。
【請求項６】
前記第２の強磁性層が、Ｃｏを含む層とＮｉ、Ｐｄ、及びＰｔから選択される元素を含む層とが交互に積層された人工格子層であることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の磁気記録ヘッド。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６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、
を備えることを特徴とする磁気ヘッドアセンブリ。
【請求項８】
磁気記録媒体と、
請求項１乃至請求項６に記載の磁気記録ヘッドと、
前記磁気記録媒体と前記磁気記録ヘッドとを離間させ又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手段と、
前記磁気記録ヘッドを前記磁気記録媒体の所定記録位置に位置合せする制御手段と、
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出しを行う信号処理手段と、
を備えることを特徴とする磁気記録再生装置。
【請求項９】
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８に記載の磁気記録再生装置。
【請求項１０】
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８に記載の磁気記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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】
米国特許出願公開第２００８／０１３７２２４号明細書（特許文献１）には、発振層と、スピン注入層と、発振層とスピン注入層との間に設けられた非磁性層とを備える磁気記録ヘッドが開示されている。また、発振層とスピン注入層は、Ｃｏ、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＢ、及びＮｉＦｅから選択される合金を備えている。
【０００３】
しかしながら、上記した合金を用いて発振周波数を増大させるには、磁気記録ヘッドに流す駆動電流を大きくしなければならない。また、駆動電流を増大させると、発振層とスピン注入層を構成する元素の拡散が生じる恐れがある。さらに、発振層の磁化が不均一な方向で発振するために、高周波磁界（Ｈａｃ）を効率よく発生させることができない。
【０００４】
そこで、駆動電流を低減する手段として、負の一軸面内磁気異方性を有する発振層を用いたスピントルク発振子が提案されている（例えば、非特許文献１を参照）。負の一軸面内磁気異方性とは、膜面内を結晶磁気異方性の磁化容易方向としており、かつ膜面内においては特定の方向の結晶磁気方向性を持たない状態を示す。
【０００５】
しかしながら、発振層自体に負の一軸面内磁気異方性を有する材料を用いると、スピン軌道相互作用によるスピン散乱によってスピントルクの効果が弱められてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００８／０１３７２２４号明細書
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】２０１０  Ｊｏｉｎｔ−Ｉｎｔｅｒｍａｇ  ＭＭＭ、アブストラクト番号ＢＢ−１０、五十嵐  他
【非特許文献２】JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 99, 08Q907 _2006_,  日本磁気学会誌  2007A2043
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明は、小さな駆動電流で効率よく高周波磁界を発生させることができる磁気記録ヘッド、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】
【０００９】
本発明の一態様に係る磁気記録ヘッドは、第１の強磁性層と、第２の強磁性層と、前記第１の強磁性層と前記第２の強磁性層との間に設けられた中間層と、前記第１の強磁性層の前記中間層が設けられた側とは反対側に設けられたＣｏＩｒ合金を含む第３の強磁性層と、前記第３の強磁性層の前記第１の強磁性層が設けられた側とは反対の側に設けられた第１の磁極と、前記第２の強磁性層の前記中間層が設けられた側とは反対の側に設けられた第２の磁極とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、小さな駆動電流で効率よく高周波磁界を発生させることができる磁気記録ヘッド、磁気ヘッドアセンブリ、及び磁気記録再生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る磁気記録再生装置を示す図。
【図２】ヘッドスライダーを示す図。
【図３】磁気記録ヘッドの一部を示す図。
【図４】磁気記録ヘッドの媒体対向面を示す図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る磁気記録ヘッドの媒体対向面を示す図。
【図６】スピントルク発振子の発振周波数と高周波磁界との関係を示す図。
【図７】スピントルク発振子の発振周波数と高周波磁界との関係を示す図。
【図８】スピントルク発振子の発振周波数と高周波磁界との関係を示す図。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る磁気記録再生装置を示す図。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る磁気記録再生装置の一部を示す図。
【図１１】ディスクリートトラック媒体を示す図。
【図１２】ディスクリートビット媒体を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下図面を参照して、本発明の各実施形態を説明する。同じ符号が付されているものは同様のものを示す。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。
（第１の実施形態）
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る磁気記録ヘッド１１０及び磁気記録媒体８０を示す図である。矢印８５は磁気記録媒体８０の進行方向を示す。磁気記録媒体８０の表面で矢印８５に垂直な方向がトラック幅方向である。
【００１４】
本実施形態に係る磁気記録ヘッド１１０は、再生ヘッド部７０と書き込みヘッド部６０を備えている。
【００１５】
再生ヘッド部７０は、磁気シールド層７２ａと磁気シールド層７２ｂとを備えている。また、磁気シールド層７２ａと磁気シールド層７２ｂとの間に更に磁気再生素子７１が設けられている。
【００１６】
書き込みヘッド部６０は、主磁極６１（第１の磁極）とリターンパス６２（第２の磁極）とスピントルク発振子（以下、ＳＴＯという）１０とを備えている。また、書き込みヘッド部６０は、励磁コイルを備えている（図示せず）。
【００１７】
なお、再生ヘッド部７０と書き込みヘッド部６０を構成する各要素は、アルミナ等の絶縁体により分離されている（図示せず）。
【００１８】
磁気再生素子７１は、例えばＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ  Ｍａｇｎｅｔｒｏ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子やＴＭＲ（Ｔｕｎｎｅｌ  Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ  ｅｆｆｅｃｔ）素子などを用いることができる。また、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７２ａ、７２ｂの間に設置される。
【００１９】
図２は、本実施形態に係る磁気記録ヘッド１１０が搭載されたヘッドスライダー３を示す図である。
【００２０】
ヘッドスライダー３は、Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＣなどからなり、磁気記録媒体８０の上を浮上又は接触しながら相対的に運動できるように設計・加工されている。そして、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１１０は、空気流出側３Ｂの側面などに配置される。
【００２１】
磁気記録媒体８０は、基板８２とその上に設けられた磁気記録層８１とを有する。書き込みの動作は、書き込みヘッド部６０から磁界を磁気記録媒体８０に印加することで行われる。このとき、磁気記録層８１の磁化は所定の方向に制御される。読み込みの動作は、再生ヘッド部７０が磁気記録層８１の磁化の方向を読み取ることで行われる。
【００２２】
図３は、書き込みヘッド部６０の構成を示す図である。
【００２３】
図３に示すように、ＳＴＯ１０は、主磁極６１とリターンパス６２との間に、発振層１０a、１０ｂ（第３、第１の強磁性層）とスピン透過率の高い中間層２２とスピン注入層３０（第２の強磁性層）とが積層された構造を有する。また、主磁極６１は、磁界をＳＴＯ１０に印加する役割とＳＴＯ１０に電流を流す電極としての役割を有する。リターンパス６２は、主磁極６１から印加された磁界をリターンパス６２へ導く役割とＳＴＯ１０に電流を流す電極としての役割を有する。なお、スピン注入層３０とリターンパス６２との間にキャップ層を設けてもよい。また、主磁極６１とリターンパス６２は電極として用いなくてもよい。この場合、主磁極６１と発振層１０aとの間、及びリターンパス６２とスピン注入層３０との間に電極を設ける。
【００２４】
ＳＴＯ１０は、主磁極６１からリターンパス６２に駆動電子流を流すことにより、発振層１０a、１０ｂから高周波磁界を発生することができる。このＳＴＯ１０から発生する高周波磁界を磁気記録媒体８０上に印加することにより、高周波アシスト記録を実現する。なお、ＳＴＯ１０に通電できる最大の電流密度は、例えばＳＴＯ１０のサイズが７０ｎｍ程度の場合には２×１０８Ａ・ｃｍ−２である。これ以上の電流密度ではＳＴＯ１０が発熱、又はＳＴＯ１０を構成する元素の拡散が生じる恐れがある。よって、なるべく小さな電流密度でＳＴＯ１０に電流を流すことが好ましい。
【００２５】
書き込みヘッド部６０は、励磁コイルに書き込み電流が供給されると、主磁極６１から磁界を発生して磁気記録媒体８０上に垂直方向の磁気記録を行なう。すなわち、書き込みヘッド部６０は、主磁極６１とリターンパス６２の間に磁界を発生する。さらに、磁界はＳＴＯ１０に対しても印加される。このＳＴＯ１０に印加される磁界の強度を大きくすることで、発振層１０a、１０ｂの強磁性共鳴周波数を高め、ＳＴＯ１０から発生する高周波磁界周波数を調整することができる。また、高周波磁界の強度は発振層１０a、１０ｂの磁化がスピントルクによりＳＴＯ１０に印加される磁界の方向に対して垂直な方向に向く場合に最大となる。
【００２６】
ＳＴＯ１０のサイズは数１０ｎｍであるためにＳＴＯ１０が発生する高周波磁界はＳＴＯ１０の近傍の数１０ｎｍ程度の領域に極在する。さらに高周波磁界の面内（磁気記録媒体８０の面内）成分により垂直磁化した磁気記録媒体８０を効率的に共鳴することが可能となり磁気記録媒体８０の保磁力を大幅に低下させることができる。この結果、主磁極６１による記録磁界とＳＴＯ１０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、高保磁力で高磁気異方性エネルギーを有する磁気記録媒体８０を利用することができる。このため、高い密度で記録する場合に生じる熱揺らぎを回避しやすくなる。
【００２７】
スピン注入層３０及び発振層１０a、１０ｂの保持力はＳＴＯ１０に印加される磁界より小さいため、ＳＴＯ１０の発振角速度ベクトルはＳＴＯ１０に印加される磁界に応じた極性となる。このため、駆動電流の極性が一定であっても、磁気記録媒体８０上の楕円偏光した高周波磁界の角速度ベクトルの極性は、記録磁界と同一方向の極性となり、書き込み電流の極性に関わらず、良好な記録を実現することができる。
【００２８】
図４は、書き込みヘッド部６０を磁気記録媒体８０の表面から垂直方向に眺めた図を示す。すなわち、書き込みヘッド部６０の磁気記録媒体８０に対向する面（Ａｉｒ  Ｂｅａｒｉｎｇ  Ｓｕｒｆａｃｅ：ＡＢＳ面）を示す図である。矢印８５は磁気記録媒体８０の進行方向を示す。トラック幅方向に垂直な方向において、ＳＴＯ１０を挟んで主磁極６１に対向してリターンパス６２が設けられている。リターンパス６２は合金磁性材料等からなる。
【００２９】
ＳＴＯ１０は、下地層２５と、下地層２５上に設けられた発振層１０a、１０ｂと、発振層１０a、１０ｂ上に設けられた中間層２２と、中間層２２上に設けられたスピン注入層３０を備える。なお、ＳＴＯ１０の積層順としては、下地層２５上に、スピン注入層３０、中間層２２、発振層１０ｂ、１０aの順に積層されていても良い。この場合、駆動電子流は、リターンパス６２から主磁極６１に向かって流すことにより、高周波磁界を発生する事ができる。
【００３０】
下地層２５には、例えばＴａ、Ｒｕなどの金属を用いることができる。下地層２５の厚さは約２ｎｍである。
【００３１】
発振層１０aは、は面内磁化容易方向の一軸面内磁気異方性（負のＫｕ：異方性エネルギー）をもつ強磁性層により構成される。具体的には、ＣｏＩｒ合金を用いることができる。ＣｏＩｒ合金を用いる場合、Ｉｒの組成は５％以上４０％以下であることが好ましい。より好ましくは５％以上２０％以下であれば安定して一軸面内磁気異方性を得ることができる（例えば、非特許文献２を参照）。その他の負のＫｕを示す強磁性体としては、Ｆｅ／Ｃｏ人工格子、ＮｄＣｏ合金を用いることができる。例えば、Ｃｏ／Ｐｔ人口格子とは、０．２ｎｍから１ｎｍのＣｏ層に０．２ｎｍから１ｎｍのＰｔ層を積層し、これを３回から６回繰り返した状態の積層構造を示す。
【００３２】
発振層１０ｂには、Ｆｅ、Ｃｏ、及びＮｉから選択される少なくとも一つの金属を含む合金を用いることができる。また、これらの材料は体心立方格子からなる結晶構造であることが好ましい。
【００３３】
従来の発振層では、発振層の積層方向に対して垂直な方向（面内方向）に磁化が傾いていないので、主磁極６１に駆動電流を流して発振層の磁化を傾けて回転させる必要があった。しかし、本実施形態の発振層１０aは、面内に磁気異方性を持つので従来よりも小さな駆動電流を流すだけで磁化を傾けて回転させることができる。さらに、面内に磁気異方性を持つ発振層１０aを発振層１０bとは別途設けている。よって、発振層内でスピン軌道相互作用によるスピン散乱が生じにくい。
【００３４】
なお、発振層１０a、１０ｂの厚さには上限はない。これは、駆動電流を大きくさえすれば理論上は磁化を傾けて回転させることができるからである。しかし、設計等を考慮すると発振層１０a、１０ｂの厚さは１０ｎｍ程度であることが好ましい。
【００３５】
また、発振層１０ａ、１０ｂの面内磁気異方性を含めて膜厚を考慮すると、例えば、発振層１０ａに１０ｎｍの厚さのＣｏ８５Ｉｒ１５を用いて、発振層１０ｂに１０ｎｍの厚さのＦｅ５０Ｃｏ５０を用いると、発振層１０ａ、１０ｂ全体では異方性磁界は２ｋＯｅ程度となる。また、発振層全体で異方性磁界が３ｋＯｅ程度とするには、発振層１０ａに１０ｎｍの厚さのＣｏ８５Ｉｒ１５を用いて、発振層１０ｂに６ｎｍ厚さのＦｅ５０Ｃｏ５０を用いる。なお、発振層１０ｂの厚さを２ｎｍ以下にし、発振層１０ａの厚さを１０ｎｍ以上の負の磁気異方性の材料で形成した場合、実質的には発振層１０ａの磁気異方性が発振層１０ａ、１０ｂ全体の磁気異方性となる。
【００３６】
中間層２２には、例えばＣｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ等の非磁性金属を用いることができる。中間層２２の厚さは、例えば２ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。
【００３７】
スピン注入層３０は、積層方向に対して一軸磁気異方性を持つ磁性体を用いて構成される。これにより、駆動電流を流したときに、発振層１０a、１０ｂに対して膜面内に磁化を向かせるトルクを発生する事ができる。スピン注入層３０には、ＣｏＰｔ合金、Ｃｏ／Ｐｔ人口格子、Ｃｏ／Ｎｉ人口格子、Ｃｏ／Ｐｄ人口格子などを用いることができる。ここで、‘／’は積層を示し、３回から６回繰り返して積層されていることを示す。スピン注入層３０の厚さは、例えば１５ｎｍである。
【００３８】
また、スピン注入層３０が有する異方性磁界は、主磁極６１からリターンパス６２に印加される磁界よりも小さいことが好ましい。これは、主磁極６１からリターンパス６２に印加される磁界に対して容易にスピン注入層３０中の磁界の向きを変わるようにするためである。具体的には、８ｋｅＯ以上２０ｋｅＯ以下であることが好ましい。
【００３９】
磁気記録媒体８０を高周波磁界で十分に共鳴させるには、ＳＴＯ１０の面内高周波磁界の強度を磁気記録媒体８０が有する異方性磁界よりもできるだけ大きくすることが好ましい。面内高周波磁界の強度を高める方法としては、発振層１０ａの飽和磁化を増加させること、発振層１０ａの膜厚を厚くすること、又は発振層１０ａの磁化の回転角度を増加させること等が例としてあげられる。しかしながら、これらの方法は何れも駆動電流を増加させなければならない。
【００４０】
また、高周波磁界の周波数は、磁気記録媒体８０が有する異方性磁界に応じて最適化しなければならない。例えば、磁気記録媒体８０が１５ｋｅＯの異方性磁界を有する場合には、２０から３０ＧＨｚ程度の周波数が必要となる。この程度の周波数を発振するには、ＳＴＯ１０に印加される磁界を強くする必要がある。印加する磁界が強くなると、その磁界に対して垂直方向に発振層１０ａの磁化の向きを変えるために大きな駆動電流が必要となる。
【００４１】
本実施形態に係るＳＴＯ１０を用いることで、小さな駆動電流で高周波磁界を発生させることができる。さらに、駆動電流が小さいので高効率で磁化の書き込みや読み込みを行うことができる磁気記録ヘッドを提供することができる。
（第２の実施形態）
【００４２】
図５に本発明の第２の実施形態に係る書き込みヘッド部６０を磁気記録媒体８０の表面から垂直方向に眺めた図を示す。すなわち、書き込みヘッド部６０の媒体対向面を示す。
【００４３】
第１の実施形態とは、下地層２５と発振層１０ｂとの間に反強磁性層１１が設けられている点が異なる。
【００４４】
反強磁性層１１には、Ｍｎ合金を用いることができる。具体的にはＩｒＭｎ、ＰｔＭｎ、ＮｉＭｎ、ＦｅＭｎ、ＲｈＭｎ等を用いることができる。
【００４５】
反強磁性層１１を用いることで発振層１０ｂに面内の磁気交換結合バイアスを付与することができる。このような交換結合バイアスを与えるためには、反強磁性層１１を膜面内磁界中で成膜する必要がある。このとき一方向に磁界を加えると、その方向に発振層１０ｂが交換バイアスを受けるため、円滑な歳差運動を行うことができない。そのため、成膜時に印加する磁界は、常に面内で方向を変える回転磁界であることが好ましい。もしくは、下地層４、反強磁性層１１、発振層１０ｂ、中間層２２、スピン注入層３０を形成した後、回転磁界中で３００度程度の熱処理を行って面内の磁気交換結合バイアスを付与してもよい。
【００４６】
反強磁性層１１の膜厚は、どの交換バイアス強度を得るかによって決定される。この点を考慮すると、反強磁性層１１の膜厚は５ｎｍ以上であることが好ましい。例えば、例えば発振層１０ｂが２ｋＯｅの負の異方性磁界を得るためには、発振層１０ｂにＦｅＣｏを用いて発振層１０ｂの膜厚を５ｎｍとして、反強磁性層１１にＩｒＭｎを用いて反強磁性層１１の膜厚を５ｎｍとすればよい。
（実施例１）
【００４７】
図６は、第１の実施形態に係るＳＴＯ１０を具備する磁気記録ヘッド６０について、ＳＴＯ１０内の発振周波数とＳＴＯ１０が発生する高周波磁界との関係の電流密度依存性をシミュレーションした結果を示す図である。縦軸が高周波磁界ｃ−Ｈａｃ（Ｏe）を示し、横軸が発振周波数ｆ（ＧＨｚ）を示す。
【００４８】
ＳＴＯ１０は、スピン注入層３０、中間層２２、発振層１０a、１０ｂとして構成しているものとした。
【００４９】
具体的には、スピン注入層３０はＣｏを０．２ｎｍ、Ｎｉを０．６ｎｍを交互に１８回積層し、中間層２２はＣｕを３ｎｍ積層し、発振層１０aはＦｅＣｏを１nｍ積層、発振層１０ｂはＩｒ１５Ｍｎ８５を１６ｎｍ積層したものとした。また、ＳＴＯ１０の積層方向に対して垂直な方向の幅は３３ｎｍとした。そして、磁気記録媒体８０とＳＴＯ１０までの距離は１７．５ｎｍとした。上記の構成では、発振層１０ｂの磁気異方性が３ｋOe付与される。
【００５０】
高周波磁界の発振周波数は、ハードディスクに用いられる磁気記録媒体の場合には、３０ＧＨｚ以上が必要になる。このとき、高周波磁界は４００Ｏｅ以上必要となる。これを示したのが図６の網掛けで囲まれているスペック領域である。
【００５１】
本実施例では、電流密度が４×１０８Ａ・ｃｍ−２でこの領域に達している。
（実施例２）
【００５２】
図７は、第１の実施形態に係るＳＴＯ１０を具備する磁気記録ヘッド６０について、ＳＴＯ１０内の発振周波数とＳＴＯ１０が発生する高周波磁界との関係の電流密度依存性をシミュレーションした結果を示す図である。縦軸が高周波磁界ｃ−Ｈａｃ（Ｏe）を示し、横軸が発振周波数ｆ（ＧＨｚ）を示す。
【００５３】
実施例１とは、発振層１０aを３ｎｍのＦｅＣｏ層とし、発振層１０ｂを０．２ｎｍのＣｏ層と０．６ｎｍのＮｉ層とを交互に１４回積層したものとしている点が異なる。この膜構成でも、発振層１０ｂの磁気異方性が３ｋOe付与される。
【００５４】
この場合は、電流密度が５．６×１０８Ａ・ｃｍ−２でスペック領域に達している。
（比較例１）
【００５５】
図８は、ＳＴＯを具備する磁気記録ヘッドについて、ＳＴＯ内の発振周波数とＳＴＯが発生する高周波磁界との関係の電流密度依存性をシミュレーションした結果を示す図である。
【００５６】
実施例１、２とは、発振層１０a、１０ｂを１７ｎｍのＦｅＣｏ層とした点が異なる。この場合、電流密度が５．６×１０８Ａ・ｃｍ−２でもスペック領域に達していない。
【００５７】
よって、本発明に係るＳＴＯを用いることで駆動電流を小さくできることがわかる。
（第３の実施形態）
【００５８】
図９は、本発明の第３の実施形態に係る磁気記録再生装置１５０を示す図である。図１０は、本発明の第３の実施形態に係る磁気記録再生装置１５０の一部を示す図である。
【００５９】
図９に示すように、本実施形態に係る磁気記録再生装置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、スピンドルモータ４に装着され、駆動装置制御部（図示せず）からの制御信号に応答するモータ（図示せず）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再生装置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。
【００６０】
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、本発明の実施形態に係る磁気記録ヘッド１１０のいずれかをその先端付近に搭載している。
【００６１】
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ともいう）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。
【００６２】
サスペンション１５４は、駆動コイル（図示せず）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駆動コイル（図示せず）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。
【００６３】
アクチュエータアーム１５５は、軸受部１５７の上下２箇所に設けられたボールベアリング（図示せず）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できる。
【００６４】
図１０（ａ）は、本実施形態に係る磁気記録再生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。
【００６５】
また、図１０（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。
【００６６】
図１０（ａ）に示すように、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ＨＧＡと反対方向に延出していると供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。
【００６７】
また、図１０（ｂ）に示すように、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。
【００６８】
サスペンション１５４の先端には、ヘッドスライダー３が取り付けられている。そして、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のいずれかが搭載される。
【００６９】
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、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、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。
【００７０】
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用、スピントルク発振子用のリード線（図示せず）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１１０の各電極とが電気的に接続される。また、電極パッド（図示せず）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。
【００７１】
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９に例示した磁気記録再生装置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。
【００７２】
このように、本実施形態に係る磁気記録再生装置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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
すなわち、本実施形態に係る磁気記録再生装置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。
【００７７】
本実施形態に係る磁気記録再生装置１５０によれば、上記の実施形態に係る磁気記録ヘッドを用いることで、駆動電流が小さいので高効率で磁化の書き込みや読み込みを行うことができる磁気記録再生装置が提供できる。
【００７８】
なお、本発明の実施形態に係る磁気記録再生装置において、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、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。
【００７９】
また、本発明の実施形態に係る磁気記録再生装置において、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、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。
【００８０】
以下、上記の実施形態の磁気記録再生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。
【００８１】
図１１は、本発明の実施形態に係る磁気記録再生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。
【００８２】
図１１に示すように、本発明の実施形態に係る磁気記録再生装置に用いられる磁気記録媒体８０は、非磁性体８７（あるいは空気）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８６（記録トラックともいう）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。
【００８３】
このように、本発明の実施形態に係る磁気記録再生装置においては、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。
【００８４】
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。
【００８５】
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、狭記録トラックすなわち高記録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、線記録密度方向（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再生装置を実現することができる。
【００８６】
本実施形態に係る磁気記録再生装置によれば、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できる。
【００８７】
図１２は、本発明の実施形態に係る磁気記録再生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。
【００８８】
図１２に示すように、本発明の実施形態に係る磁気記録再生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気記録媒体リートビット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。
【００８９】
このように、本発明の実施形態に係る磁気記録再生装置においては、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（ビットパターンドメディアとも言う）とすることができる。
【００９０】
本実施形態に係る磁気記録再生装置によれば、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できる。
【００９１】
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、磁気記録媒体リートビット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。
【符号の説明】
【００９２】
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
１０  ・・・  スピントルク発振子
１０ａ  ・・・  発振層（第３の強磁性層）
１０ｂ  ・・・  発振層（第１の強磁性層）
２２  ・・・  中間層
２５  ・・・  下地層
３０  ・・・  スピン注入層（第２の強磁性層）
４０  ・・・  軟磁性層
６０  ・・・  書き込みヘッド部
６１  ・・・  主磁極
６２  ・・・  リターンパス
７０  ・・・  再生ヘッド部
７１  ・・・  磁気再生素子
７２ａ  ・・・  第１磁気シールド層
７２ｂ  ・・・  第２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
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  ・・・  磁気記録媒体リートビット
１１０  ・・・  磁気記録ヘッド
１５０  ・・・  磁気記録再生装置
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】
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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】
2011198399.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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