(57)【要約】【課題】データの記録領域として磁性細線でトラックを形成した磁気ディスクにおいて、磁性細線の加工形状によらずに再生エラーのない磁気ディスクを提供する。【解決手段】磁気ディスクは基板上に磁性細線５を同心円状に備え、それぞれの磁性細線５に、イオン注入により相対的に飽和磁化の高い高Ｍs領域５ｓを局所的に設けたことを特徴とする。磁性細線５には「０」または「１」のデータが連続して記録され、データを記録された領域は磁区Ｄ０，Ｄ１等として、磁性細線５の両端に接続された一対の電極６１，６２にて供給されるパルス電流により磁性細線５中を断続的に移動する。電流供給により高Ｍs領域５ｓ外に到達した磁壁ＤＷ２は、パルス電流における電流停止時に、近傍の高Ｍs領域５ｓまで自発的に移動して係止される。したがって、磁性細線５において高Ｍs領域５ｓを磁壁が通過する度に微小な位置ズレが補正されるため、再生エラーを防止できる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に磁性体を細線状に形成してなる１以上の磁性細線を備えて、前記磁性細線に２値のデータを異なる２方向の磁化のいずれかとして当該磁性細線の細線方向に連続して記録され、前記磁性細線の一端から他端へパルス電流を細線方向に供給されることにより、当該磁性細線において、前記２値の一方のデータを記録されて形成した磁区と前記２値の他方のデータを記録されて形成した磁区との間に生成している磁壁が細線方向に断続的に移動する磁気記録媒体であって、
前記磁性細線は、前記パルス電流における電流停止時に前記磁壁を到達させる領域として、細線方向に区切られた領域に高飽和磁化領域を備え、
前記磁性細線は、前記高飽和磁化領域以外にイオンを注入されたことにより、前記高飽和磁化領域の飽和磁化を相対的に高くして予め形成されたことを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
前記基板が円盤形状であり、前記磁性細線が平面視において、円環の一部を欠いた形状で前記基板上にその外形と同心円状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
前記磁性細線が磁気光学材料からなる請求項１または請求項２に記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の磁気記録媒体に記録されている２値のデータを再生する磁気再生装置であって、
前記磁気記録媒体から１以上の磁性細線を選択する選択手段と、
前記選択手段が選択した磁性細線に、当該磁性細線の両端に接続して、当該磁性細線に生成している磁壁を断続的に移動させるパルス電流をその細線方向に供給する電流供給手段と、
前記選択手段が選択した磁性細線において、磁化方向を検出するための予め指定された位置の領域における磁化方向を検出する磁気検出手段と、
前記電流供給手段が供給するパルス電流に同期して、前記パルス電流における電流停止時に前記磁気検出手段が検出した磁化方向を、データとして再生するデータ再生手段と、を備えることを特徴とする磁気再生装置。
【請求項５】
請求項３に記載の磁気記録媒体に記録されている２値のデータを再生する磁気再生装置であって、
前記磁気記録媒体から１以上の磁性細線を選択する選択手段と、
前記選択手段が選択した磁性細線に、当該磁性細線の両端に接続して、当該磁性細線に生成している磁壁を断続的に移動させるパルス電流をその細線方向に供給する電流供給手段と、
前記選択手段が選択した磁性細線において、磁化方向を検出するための予め指定された位置の領域に、光を入射させる照射手段と、
前記照射手段から入射して前記磁性細線から出射した光の偏光の向きを検出する光検出手段と、
前記電流供給手段が供給するパルス電流に同期して、前記パルス電流における電流停止時に前記光検出手段が検出した光の偏光の向きを、データとして再生するデータ再生手段と、を備えることを特徴とする磁気再生装置。
【請求項６】
請求項１または請求項２に記載の磁気記録媒体に記録されている２値のデータを再生する磁気再生方法であって、
前記磁気記録媒体から１以上の磁性細線を選択する選択工程と、
前記磁気記録媒体の前記選択した磁性細線に記録されているデータを再生する再生工程と、を行い、
前記再生工程は、前記磁性細線に、当該磁性細線に生成している磁壁を断続的に移動させるパルス電流を、その細線方向に供給する電流供給処理と、
前記磁性細線の磁化方向を検出するための予め指定された位置の領域における磁化方向を検出する磁気検出処理と、
前記電流供給処理にて供給されるパルス電流に同期して、前記パルス電流における電流停止時に前記磁気検出処理にて検出した磁化方向を、データとして再生するデータ再生処理と、を行うことを特徴とする磁気再生方法。
【請求項７】
請求項３に記載の磁気記録媒体に記録されている２値のデータを再生する磁気再生方法であって、
前記磁気記録媒体から１以上の磁性細線を選択する選択工程と、
前記磁気記録媒体の前記選択した磁性細線に記録されているデータを再生する再生工程と、を行い、
前記再生工程は、前記磁性細線に、当該磁性細線に生成している磁壁を断続的に移動させるパルス電流を、その細線方向に供給する電流供給処理と、
前記磁性細線の磁化方向を検出するための予め指定された位置の領域に、光を入射させる照射処理と、
前記照射処理にて入射して前記磁性細線から出射した光の偏光の向きを検出する光検出処理と、
前記電流供給処理にて供給されるパルス電流に同期して、前記パルス電流における電流停止時に前記光検出処理にて検出した光の偏光の向きをデータとして再生するデータ再生処理と、を行うことを特徴とする磁気再生方法。
【請求項８】
基板上に磁気光学材料を細線状に形成してなる磁性細線と、この磁性細線の両端に接続された一対の電極とを備え、前記磁性細線に入射した光の偏光の向きを変化させて出射する光変調素子において、前記磁性細線は細線方向に連続して２以上の磁区が形成されており、前記一対の電極を介して電流を細線方向に供給されることにより、隣り合う２つの磁区の間に生成している磁壁が細線方向に移動して、前記光が入射する、細線方向に区切られた領域である入射領域に前記２つの磁区の一方を選択的に到達させるものであり、
前記磁性細線は、前記電流の停止時に前記磁壁を到達させる領域として、前記入射領域外に、細線方向に区切られた高飽和磁化領域を備え、
前記磁性細線は、前記高飽和磁化領域以外にイオンを注入されたことにより、前記高飽和磁化領域の飽和磁化を相対的に高くして予め形成されたことを特徴とする光変調素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トラックが細線状の磁性体で形成された磁気記録媒体、この磁気記録媒体に電流を供給することでトラック内で磁壁を移動させながら磁壁に挟まれた磁区からデータを読み出して再生する磁気再生装置および磁気再生方法、ならびに光変調素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の記憶装置は、扱われる情報量の増大に伴い、高記録密度化ならびに記録や再生の高速化が進められている。高記録密度化に伴い、ＨＤＤ等に使用される磁気ディスク等の記録媒体のトラックは狭ピッチ化し、さらにトラックにおける１データ（１ビット）分の長さは短くなり、このような微小な領域の磁気を検出するために、記録・再生方式はＧＭＲ（Giant MagnetoResistance：巨大磁気抵抗効果）素子やＴＭＲ（Tunnel MagnetoResistance：トンネル磁気抵抗）素子のような磁気抵抗効果素子からなる磁気ヘッドによる磁気方式、あるいはレーザー光の照射による光磁気方式が適用されている。
【０００３】
このような磁気ディスクにおける記録および再生は、ディスクをスピンドルモータで回転駆動させ、磁気ヘッドやレーザー光の照射スポットをディスクの径方向のみに移動させることで、トラックに沿って（ディスクの周方向に）所定方向に磁化する（記録する）、または磁気を検出する（再生する）。このようなディスクにおいて記録および再生を高速化するためには、ディスクの回転速度を速くすることが第一に挙げられる。しかし、記録においてはトラックの磁化に要する時間、再生においては磁気の検出に要する時間、さらにディスクの振動による誤動作等の問題から、回転速度の高速化には限界がある。そのため、パーソナルコンピュータに内蔵されるＨＤＤ等においては、２〜１０枚程度の磁気ディスクを重ねてそれぞれの磁気ディスクに磁気ヘッドを備え、各磁気ディスクを並列に記録または再生を行うことで、記録または再生の高速化を可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６８３４００５号明細書
【特許文献２】特開２０１０−２０１１４号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】T. Koyama et al., “Control of Domain Wall Position by Electrical Current in Structured Co/Ni Wire with Perpendicular Magnetic Anisotropy”, Appl. Phys. Express 1, 101303 (2008)
【非特許文献２】Xin Jiang et al., “Enhanced stochasticity of domain wall motion in magnetic racetracks due to dynamic pinning”, Nature Communications, 1, pp.1-5 (2010)
【非特許文献３】T. Kato et al., “Planar patterned media fabricated by ion irradiation into CrPt3 ordered alloy films”, J. Appl. Phys. 105, 07C117 (2009)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
磁気ディスクにおける記録および再生の速度は、トラック上の１ビットの長さ（ビット長）およびディスクの回転速度に収束され、さらに高速化する場合は同時に記録・再生するディスク枚数を増やす必要がある。例えば、スーパーハイビジョン（超高精細度テレビジョン）システムを実現するためには、約７２Ｇｂｐｓの超高速で再生する必要がある。約２４Ｇｂｐｓの実験用のスーパーハイビジョンシステムであっても、例えば３〜１０枚程度のディスクを搭載したサーバ用の大容量ストレージを、数十台同時に稼動する必要があり、大規模かつ高消費電力を必要とする。このように、扱われる情報の大容量化、高密度化に対して、現行では記録媒体やその再生装置等が十分に対応できていない。
【０００７】
ここで、記録媒体を駆動させずに記録されているデータを移動する方法として、特許文献１には、細線状の磁性体（以下、適宜磁性細線）をＵ字型等に形成してトラックとしたメモリデバイスが開示されている。これは、磁性体を細線状に形成すると、その長さ方向に磁区が形成され、さらに当該長さ方向に電流を供給すると磁区同士を区切るように生成している磁壁がすべて磁性細線の長さ方向に等距離移動する、シフト移動を行う特性を利用したものである（非特許文献１，２参照）。すなわち、トラック（磁性細線）上の所定の一箇所（特許文献１ではＵ字型の頂部）に記録用および再生用の各磁気ヘッドを固定し、トラック両端から電流を可逆的に供給して磁壁に挟まれた所望の磁区を磁気ヘッドに対向する位置に移動させる。この方法においては、磁性体の形状（線幅等）や供給する電流により異なるが、磁壁の移動速度は数十ｍ／ｓから約２５０ｍ／ｓと極めて高速であるので、現行のディスクの回転による再生速度を超えることが期待される。
【０００８】
特許文献１では、ランダムアクセス方式によるデータの書換えを可能とするために、Ｕ字型を多数直列に接続した波型の磁性細線をさらに並列に設けて、Ｕ字型の頂部のそれぞれに磁気ヘッドを備える形態としている。また、特許文献２では、１本あたりで「１」と「０」のデータを１つずつのみ格納した単純な構成の磁性細線をマトリクス状に配置して、それぞれの磁性細線に電流を供給することでいずれかのデータを選択する構成としている。これらの技術では、ランダムアクセスメモリや多数のデータを同時に提示する空間光変調器としては好適であるが、例えば長時間の動画のような連続したデータの記録・再生を行う記録媒体としては効率に劣る。そこで、本発明者らは、磁性細線を同心円状に形成して、これを一般的な磁気ディスクや光磁気ディスクと同様にトラックとして、円盤形状の記録媒体（ディスク）とすることに至った。このような記録媒体であれば、記録媒体本体を回転駆動させる必要がないため振動による誤動作等がなく、また、トラック上を、データを高速移動させることができるので、記録および再生を高速化できる。
【０００９】
このように、１本の磁性細線に連続して多数のデータを磁区として記録した場合、電流供給による磁壁のシフト移動、すなわちデータの移動において、微小な移動ズレも累積されて再生エラー等に至る虞がある。そこで、磁性細線に生成している磁壁が、当該磁性細線における括れ部分や屈曲部に係止され易いという特性を有することから、特許文献１，２のように、磁性細線に括れ（ノッチ、図３（ｂ）参照）を形成したり、屈曲した形状として、磁性細線における所望の位置で磁壁を係止させることにより、移動ズレを防止している。
【００１０】
しかしながら、このような磁性細線の形状により移動ズレを防止する構成とすると、括れの深さ等により磁壁を係止させる力の強弱が大きく変化するため、高い加工精度が要求される。したがって、磁性細線の加工限界によりその大きさ（線幅）が収束されることになり、記録媒体の高記録密度化が制約されるため、さらなる大容量化のために改良の余地がある。また、このような磁性細線を空間光変調器の光変調素子とした場合は、前記加工精度の他に、磁性細線の括れ部分で光が乱反射することにより光の取り出し効率が損なわれ、やはり改良の余地がある。
【００１１】
本発明は前記問題点に鑑み創案されたもので、前記の磁性細線でトラックを形成した記録媒体を対象として、磁性細線の加工形状によらずに再生エラーのないものとして、いっそうの高記録密度化の可能な磁気記録媒体、そしてこのような磁気記録媒体の再生を高速に行う磁気再生装置および磁気再生方法を提供することが課題である。また、本発明は光の乱反射を抑えて光の取り出し効率を向上させることのできる磁性細線を用いた光変調素子を提供することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するために、本発明者は、磁性細線に飽和磁化の異なる領域があると、磁性細線が電流を供給されていないときに、当該領域において磁壁は飽和磁化の高い領域へ移動する性質があることを見出し、飽和磁化の高い領域を現行の磁性細線のノッチ等と同じように利用することに想到した。そして、本発明者は、磁性体がイオンを注入されると飽和磁化が低くなる現象（非特許文献３参照）を利用し、磁性細線に局所的に飽和磁化の高い領域を設けて、磁壁を前記領域に係止させる方法を見出した。
【００１３】
本発明に係る磁気記録媒体は、基板上に磁性体を細線状に形成してなる１以上の磁性細線を備えて、前記磁性細線に２値のデータを異なる２方向の磁化のいずれかとして当該磁性細線の細線方向に連続して記録され、前記磁性細線の一端から他端へパルス電流を細線方向に供給されることにより、当該磁性細線において、前記２値の一方のデータを記録されて形成した磁区と前記２値の他方のデータを記録されて形成した磁区との間に生成している磁壁が細線方向に断続的に移動するものである。このような磁気記録媒体において、磁性細線は、前記パルス電流における電流停止時に磁壁を到達させる領域として、細線方向に区切られた領域に高飽和磁化領域を備える。そのため、磁性細線は、前記高飽和磁化領域以外にイオンを注入されたことにより、当該高飽和磁化領域の飽和磁化を相対的に高くして予め形成されたことを特徴とする。
【００１４】
かかる構成により、磁気記録媒体は、磁性細線に磁区として記録されたデータの、磁壁のシフト移動に伴う断続的な移動において、その静止時に高飽和磁化領域で磁壁が係止されるので、パルス電流における電流停止時にデータの移動ズレが補正され、当該磁気記録媒体のデータを再生する装置等に補正手段等を備えなくても的確にデータが再生される。また、高飽和磁化領域は、イオン注入にて形成されるので、磁気記録媒体における所望の位置および大きさに容易に形成でき、飽和磁化の変化量の制御が容易であり、また磁性細線の形状を変化させるものではないので、磁性細線についてはいっそうの微細化が可能で、磁気記録媒体の高記録密度化が可能である。
【００１５】
さらに、本発明に係る磁気記録媒体は、磁性細線が円盤形状の基板上に当該基板と同心円状に形成されて、その平面視形状が円環の一部を欠いたものであることが好ましい。かかる構成により、磁気記録媒体を従来公知の記録媒体と同様の外形とし、また磁気記録媒体の大きさが制限されても、磁性細線を屈曲させることなく基板上に長く連続した形状とすることができる。
【００１６】
また、本発明に係る磁気記録媒体の磁性細線が磁気光学材料で形成されてもよい。このような磁気記録媒体とすれば、レーザー光等による光磁気方式にて再生が可能となる。
【００１７】
また、本発明に係る磁気再生装置は、前記の本発明に係る磁気記録媒体に記録されている２値のデータを再生する装置である。この磁気再生装置は、前記磁気記録媒体から１以上の磁性細線を選択する選択手段と、この選択手段が選択した磁性細線にその両端に接続して当該磁性細線に生成している磁壁を断続的に移動させるパルス電流をその細線方向に供給する電流供給手段と、この磁性細線について磁化方向を検出するための予め指定された位置の領域における磁化方向を検出する磁気検出手段と、前記パルス電流に同期して当該パルス電流における電流停止時に前記磁気検出手段が検出した磁化方向をデータとして再生するデータ再生手段と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
あるいは、磁性細線の磁化方向を検出する前記磁気検出手段に代えて、磁性細線から出射した光の偏光の向きを検出する光検出手段を備えて、磁性細線が磁気光学材料で形成された磁気記録媒体に記録されている２値のデータを再生する装置としてもよい。そのため、このような磁気再生装置においては、前記選択手段が選択した磁性細線の前記指定された位置の領域に光を入射させる照射手段をさらに備えて、前記磁性細線から光を出射させる。そして、前記データ再生手段は、磁性細線の磁化方向に代えて、前記光検出手段が検出した光の偏光の向きをデータとして再生する。
【００１９】
かかる構成により、磁気再生装置は、パルス電流における電流停止時にデータの移動ズレが自動的に補正されるので、補正手段等を備えなくても再生エラーを防止することができる。さらに、磁性細線の磁化方向を検出するための予め指定された位置の領域は、前記電流停止時において常に、データ同士の境界である磁壁が静止せず、当該領域全体を１つのデータが到達しているので、この領域から磁気または光を検出することにより的確にデータが再生される。
【００２０】
また、本発明に係る磁気再生方法は、前記の磁気記録媒体に記録されている２値のデータを再生する方法で、前記磁気記録媒体から１以上の磁性細線を選択する選択工程と、前記選択した磁性細線に記録されているデータを再生する再生工程と、を行う。そして、この再生工程は、前記磁性細線に、当該磁性細線に生成している磁壁を断続的に移動させるパルス電流を、その細線方向に供給する電流供給処理と、前記磁性細線の磁化方向を検出するための予め指定された位置の領域における磁化方向を検出する磁気検出処理と、前記パルス電流に同期して当該パルス電流における電流停止時に前記磁気検出処理にて検出した磁化方向をデータとして再生するデータ再生処理と、を行うことを特徴とする。
【００２１】
あるいは、磁性細線が磁気光学材料で形成された磁気記録媒体に記録されている２値のデータを再生する方法として、磁性細線の磁化方向を検出する前記磁気検出処理に代えて、磁性細線から出射した光の偏光の向きを検出する光検出処理を行ってもよい。そのため、前記再生工程においてさらに、磁性細線の前記指定された位置の領域に光を入射させる照射処理を行って、前記磁性細線から光を出射させる。このような磁気再生方法においては、前記データ再生処理において、磁性細線の磁化方向に代えて、前記光検出処理にて検出した光の偏光の向きをデータとして再生する。
【００２２】
かかる手順により、磁気または光の検出時に、磁性細線の高飽和磁化領域でデータ同士の境界である磁壁が係止されるので、１つのデータのみが到達する領域を磁化方向を検出するための領域に予め指定して、この領域から磁気または光を検出することができ、的確にデータを再生することができる。
【００２３】
また、本発明に係る光変調素子は、基板上に磁気光学材料を細線状に形成してなる磁性細線と、この磁性細線の両端に接続された一対の電極とを備え、前記磁性細線に入射した光の偏光の向きを変化させて出射する構成とする。このような光変調素子において、前記磁性細線は細線方向に連続して２以上の磁区が形成されており、前記一対の電極を介して電流を細線方向に供給されることにより、隣り合う２つの磁区の間に生成している磁壁が細線方向に移動して、前記光が入射する、細線方向に区切られた領域である入射領域に前記２つの磁区の一方を選択的に到達させる。このような光変調素子において、前記磁性細線は、前記電流の停止時に前記磁壁を到達させる領域として、前記入射領域外に、細線方向に区切られた高飽和磁化領域を備える。そのため、磁性細線は、前記高飽和磁化領域以外にイオンを注入されたことにより、当該高飽和磁化領域の飽和磁化を相対的に高くして予め形成されたことを特徴とする。
【００２４】
かかる構成により、光変調素子は、電流の停止時に磁性細線における入射領域外に設けた高飽和磁化領域に磁壁が係止されるため、光の入射領域に磁壁が停止しないので、動作が安定する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る磁気記録媒体によれば、高速再生を保持しつつ、磁性細線に括れ等の加工を施す必要がないので、いっそうの高記録密度化による大容量化が可能となる。
本発明に係る磁気再生装置および磁気再生方法によれば、データの移動ズレがなく、的確に磁気記録媒体のデータを高速再生することができる。
【００２６】
本発明に係る光変調素子によれば、１つの磁性体とこれに接続された一対の電極からなる光変調素子として、簡素な構成の空間光変調器を得ることができる。また、磁性細線に括れや屈曲部等の加工が施されていないため、光の乱反射を抑えて光の取り出し効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る磁気記録媒体の構成を説明する平面模式図である。
【図２】本発明に係る光磁気方式の磁気再生装置の構成を示す外観図である。
【図３】磁気記録媒体における磁性細線の構成を説明する平面図であり、（ａ）は本発明の実施形態の模式図、（ｂ）は従来例の模式図である。
【図４】本発明に係る磁気記録媒体の構成を説明するための磁性細線の長さ方向における断面図であり、（ａ）は一実施形態に係る磁気記録媒体の模式図、（ｂ）は別の実施形態に係る磁気記録媒体の模式図である。
【図５】磁性体へのイオン注入と飽和磁化の関係を説明するための、Ｆｅ膜における印加磁界に対する磁気光学カー回転角の変化を示すグラフであり、（ａ）はイオン注入なし、（ｂ）はＧａイオン数５．２０×１０10／μｍ2、（ｃ）はＧａイオン数１．５６×１０11／μｍ2である。
【図６】本発明に係る磁気記録媒体の磁性細線における磁区の移動を説明するための模式図で、磁性細線の長さ方向における断面図である。
【図７】本発明に係る磁気再生方法を説明するための、磁性細線の長さ方向における断面図であり、（ａ）、（ｂ）は光磁気方式の磁気再生装置による方法、（ｃ）は磁気方式の磁気再生装置による方法である。
【図８】本発明に係る光磁気方式の磁気再生装置の変形例による磁気再生方法を説明するための、磁気記録媒体の再生領域の拡大斜視図である。
【図９】本発明に係る光変調素子を備えた空間光変調器の構成を示す平面模式図である。
【図１０】本発明に係る光変調素子を備えた空間光変調器を用いた表示装置の模式図で、図９のＡ−Ａ断面図に対応する図である。
【図１１】本発明に係る別の光変調素子を備えた空間光変調器を用いた表示装置の模式図で、図９のＡ−Ａ断面図に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明に係る磁気記録媒体、ならびに磁気再生装置および磁気再生方法を実現するための形態について図を参照して説明する。
【００２９】
［磁気ディスク］
本発明の実施形態に係る磁気ディスク（磁気記録媒体）５０は、図１に示すように、円盤形状の基板７上に、磁性体を細線状に形成してなる磁性細線５をデータの記録（格納）領域として備える。この磁性細線５には、２値のデータすなわち「０」または「１」のデータを当該磁性細線５の長さ方向（以下、細線方向という）に連続して記録される。この磁性細線５の、１つのデータを記録された領域を１つのデータ領域と称し、その細線方向長さを単位長さとする。記録された（格納されている）データは、例えば図２に示すように、磁気ディスク５０を磁気再生装置１に搭載または内蔵して再生される。磁性細線５においては、「０」、「１」のデータを異なる２方向の磁化のいずれかとして記録される。したがって、磁性細線５において、データ領域は、１つで、あるいは同値（「０」または「１」のいずれか）のデータを連続して記録された場合は当該連続したデータ領域で、１つの磁区を形成する。本明細書では、適宜、磁性細線５におけるデータ領域を磁区として説明する。
【００３０】
磁性細線５は、その一端から他端へ細線方向に電流を供給されることで、当該磁性細線５において磁区を区切る磁壁がすべて細線方向に等距離移動する、いわゆるシフト移動を行うため、すべての磁区すなわち磁性細線５に記録された一連のデータが順次移動する。例えば磁気再生装置１によりパルス電流を磁性細線５に供給することで、磁気ディスク５０を回転駆動することなく、磁性細線５に格納されているデータが磁壁と共に断続的に移動する。したがって、磁性細線５は、磁化方向を検出するための再生領域５ｒ、および記録されるデータに対応した方向に磁化されるための記録領域５ｗを、それぞれ磁気ディスク５０における所定の位置の領域に設定することができる。そして、磁性細線５は、このパルス電流における電流停止時に磁壁を到達させる領域として、細線方向に区切られた領域に、相対的に飽和磁化の高い高Ｍs領域（高飽和磁化領域）５ｓを備える。高Ｍs領域５ｓは、図３（ａ）に示すように、磁性細線５の当該領域以外にイオンを注入されることにより形成される。
【００３１】
図１に示すように、磁気ディスク５０において、磁性細線５，５，…は、平面視で互いに絶縁層８を挟んで離間して同心円状に基板７上に形成されている。詳しくは、１本の磁性細線５は、平面視で円環の一部を欠いたＣ字型に形成され、幅（磁気ディスク５０の径方向長さ）および厚さ（膜厚）は一定である。このように、本実施形態において、磁気記録媒体は、円盤形状の基板をベースとしてその外形が現行の磁気ディスク等と同様に円盤形状であるので、磁気ディスク５０と称し、また磁性細線５のそれぞれは、現行の磁気ディスクのデータの記録領域であるトラックの形状に類似するため、適宜トラック５と称する。なお、磁気ディスク５０に形成する磁性細線５の本数は特に制限されず、トラックピッチ（磁性細線５の幅および間隔）や磁気ディスク５０の径等に応じて設定すればよい。また、磁気ディスク５０における磁性細線５のそれぞれの長さ方向長（トラック長）は、同じ長さでなくてよい。
【００３２】
このように、磁性細線５の細線形状（平面視形状）は、屈曲していない直線、または厚さおよび幅方向長に対して十分に緩やかな曲線とし、本実施形態のように外形が円盤形状である磁気ディスク（磁気記録媒体）５０の場合は、その外形寸法に対して十分な長さとすることができ、また製造が容易な形状として、円環（円弧）が好ましい。このような磁性細線５は、磁気ディスク５０の外周寄りに形成したものほど長くすることが可能であり、磁気ディスク５０の全体としてデータの記録可能な領域（容量）を大きくすることができる。また、磁気記録媒体は円盤形状に限らず、例えば平面視が矩形の板状でもよく、この場合、磁性細線は互いに平行な直線状に形成すればよい。
【００３３】
磁性細線５の両端には、当該磁性細線５に磁気ディスク５０の外部（例えば磁気再生装置１）から電流を供給するための接続端子となる一対の電極６１，６２が接続されている。電極６１，６２は、Ｃｕ，Ａｌ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ等の金属やその合金のような一般的な電極用金属材料からなり、磁気ディスク５０において、それぞれの磁性細線５の両端で積層されて接続される。また、電極６１，６２は、磁性細線５の下に形成されてもよく、その場合は、外部からの電流供給のために電気的に接続可能となるように基板７の一部が除去されて、磁気ディスク５０の裏面（下面）に電極６１，６２を露出させる。あるいは、平面視で電極６１，６２を磁性細線５の端部から外へ張り出すように形成しておき、磁気ディスク５０の表面から絶縁層８を貫通して、電極６１，６２の上面の前記張り出した領域を露出させるコンタクトホールを形成してもよい。
【００３４】
（磁性細線）
磁気ディスク５０において、磁性細線５は、図４（ａ）に示すように基板７の上に絶縁層８を介して形成されている。なお、図４、および図６、図７は、磁性細線５の細線方向に沿った面による断面を示す。磁性細線５は強磁性材料からなり、特に膜面に垂直な方向の磁化を有する垂直磁気異方性材料が好ましく、具体的にはＮｉ，Ｆｅ，Ｃｏ等の遷移金属やその合金、さらにＰｄ，Ｐｔ，Ｃｕとの積層膜が挙げられる。また、光磁気方式で再生するものについては、さらに磁気光学効果の大きい材料（磁気光学材料）が好ましい。磁性細線５の厚さは５〜１００ｎｍ、幅は１０〜２００ｎｍ、磁性細線５，５間は４０〜２００ｎｍが好ましく、幅および間隔が短いほど、いわゆるトラックピッチ（磁性細線５の幅と間隔の和）が狭いほど磁気ディスク５０の記録容量を大きくできる。ただし、磁気ディスク５０の磁性細線５は、その再生方式に対応可能な幅およびトラックピッチとし、具体的にはレーザー光による光磁気方式であれば幅１００ｎｍ程度以上が好ましく、ＧＭＲ素子やＴＭＲ素子のような磁気抵抗効果素子による磁気方式であれば幅６０ｎｍ程度以上が好ましい。磁性細線５の細線方向長（トラック長）は、特に制限されず、厚さおよび幅方向長に対して十分に長いものであればよい。磁性細線５は、データの保存（磁化の保持）および再生のためには一体の磁性体で構成されたものでよいが、データを記録するためには、記録方式によって後記するように異なる材料を積層する必要がある。そのため、磁性細線５は、データが記録される記録領域５ｗ（図１参照）において異なる材料を積層し、あるいは磁性細線５の全体を記録領域５ｗと同じ構成とする。
【００３５】
記録領域５ｗは、磁性細線５にデータを記録するために当該磁性細線５の磁気をデータに対応する磁化方向にするための領域であり、この領域においては磁性細線５の構造を記録方式に対応したものとする。記録領域５ｗの細線方向長さは記録方式や加工精度等に対応したものとすればよい。具体的には、例えば現行の磁気ディスクへの記録方法と同様、図４（ａ）に示すように、磁極からなる記録用磁気ヘッド２２を書込手段として外部磁界を印加する場合は、磁性細線５の下（記録用磁気ヘッド２２に対向する側の反対側）に非磁性層５２を介して軟磁性層５１を積層する。軟磁性層５１により、記録用磁気ヘッド２２からの外部磁界が磁性細線５で垂直な書き込み磁束を形成するための磁路を形成する。このような構成とすることで、例えば図４（ａ）では、初期状態の磁化が上方向の磁性細線５を記録領域５ｗにおいて、記録用磁気ヘッド２２が下向きの磁界を印加して、磁化を下方向に反転させている。
【００３６】
また、本発明に係る磁気ディスク５０は、磁性細線５に対して書込手段の位置が固定されていても磁性細線５の全体にデータを記録できるので、記録領域５ｗを次のような構成とすることもできる。すなわち磁性細線５を記録領域５ｗにおいてスピン注入磁化反転素子構造として、直流の電流を正負反転して供給可能な電源２２Ａを書込手段とし、記録領域５ｗに電流を供給して、磁性細線５をスピン注入磁化反転にて所望の磁化方向とすることができる。詳しくは、図４（ｂ）に示すように、磁性細線５の上に、非磁性体または絶縁体からなる中間層５３を介して磁化固定層５４を積層し、さらにその上に上部電極６３を接続し、一方、磁性細線５の下に下部電極６４を接続する。磁化固定層５４は、磁性細線５の記録領域５ｗにおける保磁力よりも大きい保磁力の強磁性材料とし、また磁性細線５が垂直磁気異方性材料であれば同様に垂直磁気異方性材料とし、その磁化を上方向または下方向の一方に固定する。また、磁性細線５を記録領域５ｗにおいてスピン注入磁化反転させるため、このような磁気ディスク５０については、磁性細線５の厚さは５〜３０ｎｍとすることが好ましい。なお、図４（ｂ）では、基板７および絶縁層８（図４（ａ）参照）は省略する。このような構成とすることで、記録領域５ｗにおいて磁性細線５が磁化自由層となり、電源２２Ａを電極６３，６４に接続し、書き込むデータに対応して上向きまたは下向きに電流を供給することにより、磁化を磁化固定層５４と同じ方向または反対方向とすることができる。例えば図４（ｂ）では、電流を上部電極６３から下部電極６４へ、下向きに供給して、初期状態の磁化が上方向の磁性細線５を、磁化を上方向に固定した磁化固定層５４と反対向きの磁化方向に反転させている。
【００３７】
再生領域５ｒは、磁性細線５の磁化方向を検出するための領域であり、詳しくは、磁気ディスク５０のデータを再生する際に、磁性細線５においてこの領域に到達している磁区（データ領域）に限定してその磁化方向を検出する領域である。再生領域５ｒは、再生方式に対応した細線方向長さとし、具体的には、光磁気方式であればレーザー光の波長にもよるが、長さ２００ｎｍ程度以上が好ましく、磁気抵抗効果素子による磁気方式であれば長さ２０ｎｍ程度以上が好ましい。また、再生領域５ｒは磁性細線５に格納されているデータの１つのデータ領域（磁区）の細線方向長さ（単位長さＬb）以下とすることが、的確にそのデータ領域の磁化方向を検出するために好ましい（図７（ａ）参照）。また、磁性細線５は、再生領域５ｒにおける構造を再生方式に対応したものとしてもよく、例えば光磁気方式においては、磁気光学効果の大きい材料を積層したり、下に反射膜を設けてもよい（図示省略）。
【００３８】
本実施形態では、図１に示すように、すべてのトラック５の再生領域５ｒおよび記録領域５ｗは、それぞれ磁気ディスク５０の平面視形状である円の半径に沿った位置に設定されているが、これに限らず、前記半径以外の一本の直線または曲線に沿った位置としてもよい。いずれの場合も、磁気ディスク５０のすべてのトラック（磁性細線）５において、隣り合うトラック５，５における再生領域５ｒ，５ｒ、記録領域５ｗ，５ｗがそれぞれ互いに近接するように設けられることが好ましい。このように配置されることにより、例えば図２に示す光磁気方式の磁気再生装置１によりデータを再生される場合、１本のトラック５のデータの再生の完了後に次のすなわち隣のトラック５に移行（シーク）する際に、レーザースポットを移動させる距離を短くして時間を短縮することができる。したがって、磁気再生装置１によりデータを再生される磁気ディスク５０においては、再生領域５ｒの位置を、光学系１０（ミラー１４および対物レンズ１５）によるレーザースポットの移動経路に合わせたものとする。同様に、磁気方式の磁気再生装置や磁気記録装置（図示せず）により、データを再生、記録される磁気ディスク５０においては、再生領域５ｒ、記録領域５ｗのそれぞれの位置を、再生用の磁気ヘッド２１（図７（ｃ）参照）、記録用磁気ヘッド２２（図４（ａ）参照）の移動経路に合わせたものとする。
【００３９】
さらに本実施形態では、図１に示すように、トラック５は、再生領域５ｒをデータ（データ領域）移動方向の前方（電極６２側）に、記録領域５ｗを同後方（電極６１側）に、それぞれ設けている。詳しくは後記するが、本実施形態に係る磁気ディスク５０は、データ領域が磁壁のシフト移動により細線方向の一方向に、電極６１側から電極６２側へ移動する。そのため、記録領域５ｗで記録されたデータはその前方の長い領域に多く格納でき、一方、再生領域５ｒではその後方の長い領域から移動して到達する多くのデータを再生できる。したがって、本実施形態では、再生領域５ｒと記録領域５ｗとを互いの位置を離して１箇所ずつ設けているが、これに限らず、例えば１つの領域で兼用あるいは隣接して設けてもよい。記録領域５ｗを図１に示す再生領域５ｒと同じ位置または近傍に設定した場合は、データ移動方向を反対方向として、データを逆順に記録すればよい。また、１本のトラック５が、再生領域５ｒおよび記録領域５ｗをそれぞれ複数箇所に設けていてもよく、これらの領域５ｒ，５ｗの位置や数は磁気ディスク５０を再生する磁気再生装置１（図２参照）の構成等に応じて設定される。
【００４０】
本発明に係る磁気記録媒体（磁気ディスク）５０は、磁性細線５に、図３（ａ）に示すように、他の領域よりも飽和磁化を高くした領域である高Ｍs領域５ｓを１箇所以上設ける。詳しくは後記するが、この高Ｍs領域５ｓは、磁性細線５において、従来の磁性細線１０５における括れ（図３（ｂ）参照）と同様の効果を奏し、磁性細線５に電流を供給していない状態、例えばパルス電流における停止時に、磁壁が当該領域５ｓに係止される。したがって、磁壁と共に移動する磁区すなわちデータ領域の位置ズレを防止し、また再生領域５ｒから細線方向に所定の距離を空けた位置に設ければ、パルス電流における停止時に、常に、１つのデータ領域が再生領域５ｒを完全に内包する位置に到達する（図７（ａ）参照）ように制御されるので、的確にデータを再生できる。このような高Ｍs領域５ｓは、当該領域５ｓ以外における磁性細線５にイオンを注入することで形成できる。磁性細線５に注入されたイオンの数が多いほど飽和磁化の低下量が大きく、相対的にイオンを注入しない高Ｍs領域５ｓの飽和磁化が高くなり、またイオン種や注入する条件によっても変化する。イオン種としては、Ｇａ，Ｎ，Ｏ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ等が挙げられる。高Ｍs領域５ｓの飽和磁化は特に限定しないが、磁壁が好適に係止されるようにするために、他の領域に対して１．２〜１０倍程度とすることが好ましい。
【００４１】
次に、具体的に、磁性体にイオンを注入した場合の飽和磁化の変化について観察した結果を説明する。磁性体として純Ｆｅを適用し、Ｓｉ基板上に厚さ１００ｎｍで成膜して、フォトリソグラフィにて幅５０μｍ×長さ２５０μｍの長方形を２つ交差させた十字型に形成したものを試料とした。この十字型の中央部の約１０μｍ角の正方形領域に、Ｇａイオン（Ｇａ+）を試料表面に垂直に入射して、磁性体の飽和磁化の変化を測定した。イオン照射条件は、加速電圧：３１ｋＶ、電流：８５８ｐＡとし、これにより、Ｇａイオンが面積および時間あたり１．７３×１０9／μｍ2・秒で注入された。照射時間を変化させて、３０秒間（イオン数：５．２０×１０10／μｍ2）、９０秒間（イオン数：１．５６×１０11／μｍ2）、および０（イオン照射なし）の３種類の試料を作製した。
【００４２】
試料を両面から挟むように２つのコイルを配置して、Ｆｅ膜に外部磁界をその大きさを変化させながら膜面に垂直に印加し、飽和磁化の測定に代えて、表面磁気光学カー効果測定装置（ＳＭＯＫＥ）にてＧａイオン照射領域のカー回転角を測定した。図５にカー回転角の印加磁界依存性のグラフを示す。以下の通り、印加磁界によるカー回転角の変化量を比較することにより、飽和磁化の変化率を算出することができる。
【００４３】
磁性体における磁界Ｈによる磁化Ｍの変化について、Ｈ⊥Ｍの関係が成立すると仮定したとき、磁性体に印加されている外部磁界Ｈexに対して有効磁界Ｈeffは、当該磁性体にかかる反磁界の大きさを考慮して、（Ｈex−ＮＭ／μ0）で表される。μ0は真空の透磁率で定数である。Ｎは反磁界係数であるが、試料の面積に対して膜厚が極端に小さいことから試料に垂直に磁界を印加したとき、ほぼ１（Ｎ≒１）とみなすことができる。また、強磁性体の磁化Ｍはほぼ飽和磁界Ｍsとみなすことができる。したがって、（Ｈeff≒Ｈex−Ｍs／μ0）が成立する。
【００４４】
図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、Ｇａイオン注入によってＦｅ膜の印加磁界あたりのカー回転角が増大する。言い換えれば、同じ大きさのカー回転角を得るために要する外部磁界は減少しており、これはＧａイオン照射領域における飽和磁化Ｍsが低減したことを示す。したがって、イオン注入前の試料（図５（ａ））の外部磁界／カー回転角の比に対する、Ｇａイオン注入後の試料の比の変化率が、飽和磁化Ｍsの変化率となる。具体的には、飽和磁化が、図５（ｂ）の照射時間３０秒間の場合はイオン注入前の６２％に低下し、図５（ｃ）の照射時間９０秒間の場合はイオン注入前の６０％に低下したといえる。なお、照射時間３０秒間に対して９０秒間としても飽和磁化の低下量の差が小さく、さらに照射時間を延長しても飽和磁化の低下は確認されず、この条件で長時間照射すると試料表面が劣化すると推測される。イオン照射条件やイオン種、磁性体材料等により、飽和磁化のさらなる低減は可能であり、飽和磁化をほぼ０とすることも可能である（非特許文献３参照）。ただし、高Ｍs領域５ｓ以外の領域すなわち磁性細線５のほとんどの領域の飽和磁化を極度に低下させてしまうと、データ領域の磁化が保持されなくて再生困難となるため、磁性細線５へのイオンの注入は、再生の妨げとならない範囲で制御する。
【００４５】
［磁気ディスクの製造方法］
図１および図４に示す磁気ディスク５０は、例えば以下に示すように、磁性細線（トラック）５をダマシン法にて形成することで製造できる。まず、表面を熱酸化したＳｉ基板やガラス基板等の公知の基板材料からなる基板７上に、ＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3等の絶縁膜をスパッタリング法等の公知の方法により成膜し、この絶縁膜に電子線リソグラフィおよびイオンミリングや反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）等のエッチングで磁性細線５，５，…の形状の溝を形成して絶縁層８とする。この絶縁層８の上に磁性材料をスパッタリング法等の成膜方法にて溝に堆積させた後、表面をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学機械研磨）等で溝内以外の磁性材料を除去して磁性細線５，５，…とする。磁性細線５の記録領域５ｗ等に異なる材料を積層する場合は、前記磁性材料の前または後に連続して成膜する。そして、高Ｍs領域５ｓとする領域にマスクを形成して、その上から、例えば半導体装置の製造に適用されるイオン注入装置にて、イオンを照射することにより、磁性細線５にマスクによりイオンを注入されていない高Ｍs領域５ｓを形成する。なお、イオンは磁性細線５，５間の絶縁層８に注入されても問題ないため、前記マスクは、全磁性細線５に共有される一本の線状とすればよい。磁性細線５の両端の上に、電極用金属材料をスパッタリング法等により成膜、フォトリソグラフィおよびエッチング、またはリフトオフ法等により加工して、電極６１，６２とする。最後に、電極６１，６２上を除いて樹脂等（図示省略）で表面を被覆する。なお、磁性細線５の形成においては、磁性細線５を、その下地となる部分の絶縁膜（絶縁層８）を成膜した後にリフトオフ法にて形成し、その後に磁性細線５，５間に絶縁層８を堆積させてもよい。また、電極６１，６２を形成してから、磁性細線５に高Ｍs領域５ｓを形成してもよい。
【００４６】
［磁性細線における磁壁の移動］
図６を参照して、本発明に係る磁気記録媒体（磁気ディスク）の、磁性細線での磁壁の移動における動作を説明する。本発明においては、磁気記録媒体に記録されたデータを再生するため、次のように、磁性細線にデータを記録されて形成された磁区を挟むように生成している磁壁を細線方向に移動させる。
【００４７】
本実施形態においては、磁性細線５は垂直磁気異方性材料からなるものとし、その磁化方向は上または下を示すため、データ「０」は下方向の磁化、「１」は上方向の磁化として記録されているとする。図６に示す磁性細線５では、所定の単位長さＬbの２つのデータ「０」、「１」が連続して記録されている。なお、「長さ」とは、別段の記載のない限り、磁性細線５の細線方向（長手方向）長さを指し、またこの方向を前後方向（図６では右左）として説明する。このとき、図６（ａ）に示すように、磁性細線５について、データ「０」が記録されたデータ領域である磁区Ｄ０と、その後続の（図６における左側の）データ「１」が記録されたデータ領域である磁区Ｄ１が存在する。
【００４８】
磁性体において、磁区Ｄ０，Ｄ１間等の隣り合う磁区間には、両磁区を区切るように磁壁が生成される。言い換えればそれぞれの磁区は磁壁で挟まれており、磁性細線５においては、磁区Ｄ０は磁壁ＤＷ１−ＤＷ２間に、磁区Ｄ１は磁壁ＤＷ２−ＤＷ３間に形成されている。磁壁内部ではそれを挟む２つの磁区の一方の磁化方向から他方の磁区の磁化方向へと磁化が徐々に変化すなわち回転している。なお、一般的に、磁壁の長さ（厚さ）は磁性細線の幅および厚さならびにデータ長にもよるが、５〜１００ｎｍ程度で、磁区に対して極めて短い（狭い）が、図６においては磁壁を模式的に拡大して示す。したがって、磁区Ｄ０，Ｄ１のそれぞれの長さＬD0，ＬD1は、磁壁ＤＷ１，ＤＷ２，ＤＷ３の長さがない（０である）ものとして示され、図６（ａ）においては、ＬD0＝ＬD1＝Ｌbである。
【００４９】
磁性細線５の断面積をＳ、飽和磁化をＭsとし、単位長さＬbのデータ「０」、「１」が記録されたデータ領域すなわち磁区Ｄ０，Ｄ１の有する磁気モーメントを＋ｍ，−ｍで表したとき、下式（１）の関係が成立している。なお、磁性体において、磁区のそれぞれの磁気モーメントは、当該磁性体の外部から磁場が印加されない限り、向き、大きさ共に保存される。
【数１】
2012084206.tif 000003
【００５０】
この磁性細線５に、図６（ａ）に示すように、その両端の電極６１，６２により、後方向（図６では左方向）に電流を供給して、前方向に電子を注入する。詳しくは、例えば磁気再生装置１の電流供給部３０（図２参照）にて、電極６１を「−」、電極６２を「＋」とすることで、電極６２から電極６１へ電流Ｉを供給する。すると、電子スピンのトルクに影響されて、磁壁ＤＷ１，ＤＷ２，ＤＷ３がそれぞれ前（図６では右）へ移動して、図６（ｂ）に示す状態となる（以下、このような変化を、図６（ａ）→（ｂ）と表す）。それに伴い、これらの磁壁ＤＷ１，ＤＷ２，ＤＷ３に挟まれた磁区Ｄ０，Ｄ１もそれぞれ前へ移動する。
【００５１】
供給した電流Ｉの電流密度をＪとし、この電流Ｉを単位時間Δｔ供給したときの磁壁の移動距離をΔｌとする。このとき、磁区Ｄ０，Ｄ１間の磁壁ＤＷ２が移動する前後の磁気モーメントの変化量Δｍ（＝|−ｍ−(＋ｍ)|）は、磁壁ＤＷ２が通過したために磁化方向が反転したので下式（２）で表すことができる。
【数２】
2012084206.tif 000004
【００５２】
一方、電流Ｉを単位時間Δｔ供給したことにより磁性細線５に注入された電子の数ｎeは、下式（３）で表すことができる。式中のｅは素電荷である（ｅ≒１．６×１０-19Ｃ）。
【数３】
2012084206.tif 000005
【００５３】
式（３）より、前記電流供給による磁気モーメントの変化量Δｍは、磁性細線５のスピン分極率をｐとしたとき、磁化方向が反転するので下式（４）で表すことができる。式中のμBはボーア磁子である。
【数４】
2012084206.tif 000006
【００５４】
(２μB／ｅ)は定数であり、スピン分極率ｐ、断面積Ｓは、それぞれ磁性細線５の材料、幅および厚さで決定される。したがって、磁性細線５における磁気モーメントの変化量Δｍは電流密度Ｊに依存し、さらに式（２）から、磁壁ＤＷ２の移動距離Δｌも電流密度Ｊに依存する。
【００５５】
また、磁壁ＤＷ２の移動速度（磁壁速度）ｖは(Δｌ／Δｔ)で表すことができる。ここで、式（２）、（４）から下式（５）の関係が成立し、さらにこれを変形すると、磁壁速度ｖは下式（６）で表すことができる。
【数５】
2012084206.tif 000007
【００５６】
式（６）より、磁性細線５に一定の電流Ｉを供給したときの磁壁ＤＷ２の移動速度ｖは一定である。したがって、図６（ａ）→（ｂ）に示すように、磁壁ＤＷ２，ＤＷ３は、それぞれ同じ磁壁速度ｖで移動、すなわち移動距離が同じなので、これらの磁壁ＤＷ２，ＤＷ３に挟まれた磁区Ｄ１も、同じ距離を移動し、またその長さＬD1は変化しない（ＬD1＝Ｌb）というシフト移動を行う。このように、幅および厚さを一様に形成された磁性細線５において、データ領域である磁区のすべてを、一定の電流を供給する時間を制御することで、任意の距離を移動させることが可能である（非特許文献１参照）。
【００５７】
次に、図６（ａ）→（ｂ）における磁壁ＤＷ１の移動について説明する。図６（ａ）において、磁性細線５は、磁区Ｄ０の磁壁移動方向前方（以下、単に前方という。）に、飽和磁化が磁性細線５における他の領域の飽和磁化Ｍsよりも相対的に高い高Ｍs領域５ｓが設けられている。具体的には、高Ｍs領域５ｓの飽和磁化をβＭsとする。なお、βは定数である（β＞１）。また、高Ｍs領域５ｓの長さＬsは、データの単位長さＬbに対して十分に小さい。図６（ａ）→（ｂ）において、磁壁ＤＷ１はこの高Ｍs領域５ｓ内を移動する。前記式（６）より、磁性体における一定の電流供給による磁壁速度は、当該磁性体の飽和磁化に反比例する。したがって、高Ｍs領域５ｓにおける磁壁ＤＷ１の移動速度は(ｖ／β)で表すことができ、磁性細線５において同時に移動している磁壁ＤＷ２，ＤＷ３の移動速度ｖに対して１／βと遅くなる。高Ｍs領域５ｓを移動するときの磁壁ＤＷ１の移動速度をｖLow（＝ｖ／β）とする。
【００５８】
図６（ａ）→（ｂ）において、磁壁ＤＷ１，ＤＷ２に挟まれた磁区Ｄ０は、後方の磁壁ＤＷ２が磁壁速度ｖで移動するのに対し、前方の磁壁ＤＷ１はそれよりも低速の磁壁速度ｖLowで移動するため、共に移動しつつその長さＬD0が収縮する。この、磁区Ｄ０が、高Ｍs領域５ｓに到達してその一部または全体を含んでいるときの収縮した長さＬD0は、次の通りである。高Ｍs領域５ｓの長さＬsのうちの比ｘ（０＜ｘ≦１）が磁区Ｄ０に含まれているとする。なお、ｘ＝１のとき、磁区Ｄ０は高Ｍs領域５ｓの全体を含んでいる。すなわち、磁区Ｄ０のうちの長さ(ｘ×Ｌs)が飽和磁化βＭsの高Ｍs領域５ｓに存在し、それ以外は飽和磁化Ｍsの領域に存在する。そして、高Ｍs領域５ｓにおいても断面積は同じＳであり、前記したように磁区Ｄ０の磁気モーメントｍは保存されて一定であるので、前記式（１）より、高Ｍs領域５ｓ外に存在する磁区Ｄ０の部分の長さは(Ｌb−ｘ×Ｌs×β)である。したがって、磁区Ｄ０の長さＬD0は、当該磁区Ｄ０が高Ｍs領域５ｓに到達しているときには下式（７）で表すことができる。
【数６】
2012084206.tif 000008
【００５９】
さらに電流Ｉを供給すると、図６（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）に示すように、磁壁ＤＷ１，ＤＷ２，ＤＷ３はさらに前へ移動する。このとき、磁壁ＤＷ１は高Ｍs領域５ｓを通り過ぎて、磁壁ＤＷ２と同じ磁壁速度ｖで移動するため、磁区Ｄ０は収縮した状態を維持して右に移動する。そして、図６（ｄ）の段階で、磁壁ＤＷ２が高Ｍs領域５ｓに到達する。したがって、さらに電流Ｉを供給すると、図６（ｄ）→（ｅ）に示すように、磁壁ＤＷ２が高Ｍs領域５ｓ内を磁壁速度ｖLowで移動し、一方、磁壁ＤＷ１，ＤＷ３は磁壁速度ｖで移動する。その結果、図６（ｅ）上段に示すように、今度は磁区Ｄ１が収縮し、一方、磁区Ｄ０は伸長してその長さＬD0が回復する（ＬD0＝Ｌb）。
【００６０】
このように、１本の磁性細線５に、その細線方向に区切られた領域に飽和磁化の異なる領域（高Ｍs領域５ｓ）を設けても、飽和磁化の変化に応じて、磁壁の移動速度が変化し、かつ磁区が細線方向に伸縮するため、磁性細線５の全体として、磁壁はシフト移動を保持する。したがって、一定の電流供給による、磁性細線５のある特定の位置におけるデータ領域の移動速度は一定である。
【００６１】
次に、供給していた電流を停止した時の磁性細線５における動作について説明する。図６（ｅ）上段において、磁壁ＤＷ２は高Ｍs領域５ｓから退出する直前の、高Ｍs領域５ｓ内外の界面に到達している。この界面辺りにおいては、磁性細線５の飽和磁化が高Ｍs領域５ｓのβＭsから高Ｍs領域５ｓ外のＭsへと細線方向に沿って漸減する勾配を形成している。前記したように、磁壁内ではそれを挟む２つの磁区の一方の磁化方向から他方の磁区の磁化方向へと磁化が徐々に回転している。そして、電流を停止した（電子を注入されていない）磁性細線５の磁壁においては、磁化が磁化容易軸である上方向または下方向の近い方になるべく回転しようとする。しかし、磁壁を挟んだ両側で磁化が上方向と下方向とに異なるために、この両側のそれぞれの近傍の磁化は、互いに反対方向へ回転しようとすることになり、通常は、磁化が回転することなく平衡を保っていることで磁壁は静止している。図６（ｅ）上段における磁壁ＤＷ２については、その両側（前後）の磁区Ｄ０，Ｄ１のそれぞれの近傍の領域の磁化を比較すると、後方の磁区Ｄ１寄りの磁化の方が飽和磁化が高いために回転し難い。したがって、電流を停止すると、磁壁ＤＷ２は、より回転し易い磁区Ｄ０寄りの磁化が回転して磁区Ｄ０と同じ下方向になることで磁区Ｄ０側から磁区Ｄ１側へ移動、すなわち電流Ｉの供給時とは逆方向に移動（後退）する。このような電流供給を停止した状態で磁壁が移動することを「自発的に移動する」という。そして、磁壁ＤＷ２は、両側の飽和磁化が等しくβＭsとなる高Ｍs領域５ｓの中央部に到達すると、磁化が回転することなく平衡になって静止する（図６（ｅ）下段）。この磁壁ＤＷ２の静止位置に合わせて、磁区Ｄ０，Ｄ１がそれぞれの磁気モーメント＋ｍ，−ｍを保持する長さＬD0，ＬD1（式（７）参照）となるように、磁壁ＤＷ１，ＤＷ３も移動（後退）してから静止する。
【００６２】
このように、磁性細線５において、細線方向に区切られた局所的に飽和磁化の高い領域である高Ｍs領域５ｓを設けると、高Ｍs領域５ｓ内外の界面に磁壁が到達した状態で電流を停止した場合、磁壁が高Ｍs領域５ｓに係止されるように、自発的に移動してから静止する。そして、この磁壁の自発的な移動に合わせて、他の磁壁も移動する、すなわちシフト移動を行う。磁壁の自発的な移動は図６（ｅ）に示すような後方への移動に限らず、例えば図６（ａ）に示すように、磁壁ＤＷ１が高Ｍs領域５ｓに進入し始めた位置で電流を停止すれば、磁壁ＤＷ１は前へ自発的に移動して高Ｍs領域５ｓに係止される。また、図６（ｃ）に示すように、磁壁ＤＷ２が高Ｍs領域５ｓから十分に離れている状態で電流を停止しても、両側の飽和磁化がＭsで釣り合っているので、自発的には移動しない。
【００６３】
磁壁が自発的に移動するのは、高Ｍs領域５ｓ内外の界面辺りの飽和磁化が勾配を形成する領域に限られ、このような領域において飽和磁化のより高い方へ移動して、高Ｍs領域５ｓにおける飽和磁化の勾配のない領域まで到達して静止する。したがって、磁壁の係止する位置をより精度よく制御するためには、高Ｍs領域５ｓの細線方向長さＬsは、磁壁の長さ（厚さ）以上、かつ磁壁に対して長過ぎない、具体的には１〜１０倍とすることが好ましく、これは磁性細線５の幅の１／１０〜２倍程度に相当し、１０〜５００ｎｍ程度の範囲である。また、高Ｍs領域５ｓの飽和磁化は、他の領域との差が小さいと、界面辺りの飽和磁化の勾配が不十分で磁壁が自発的に移動せず、反対に差が大き過ぎると、飽和磁化の勾配が急峻になって、磁壁の電流供給による移動において高Ｍs領域５ｓ内から退出し難くなる虞があり、電流密度Ｊを高くする必要が生じる。したがって、高Ｍs領域５ｓの飽和磁化は、パルス電流により磁性細線５を磁壁（データ領域）が好適に移動するように、前記したように他の領域の飽和磁化の１．２〜１０倍程度の範囲で設定する。
【００６４】
前記したように、磁性細線５において、磁区すなわちデータ領域は、当該磁性細線５に電流を供給されることで細線方向に沿って移動するので、この細線方向に連続して格納されたデータは、再生領域５ｒでは順番に入れ替わることになる。そして、電流を供給する時間を制御することで、任意の距離を移動させることが可能である。そこで、データ領域を高Ｍs領域５ｓ外（飽和磁化Ｍsである領域）で単位長さＬbの距離を移動させる時間をパルス幅ｔH（ｔH＝Ｌb／ｖ）とするパルス電流を磁性細線５に供給することにより、データ領域を単位長さＬb刻みですなわち１データずつ断続的にシフト移動させることができる。そして、磁性細線５に細線方向に区切られた領域である高Ｍs領域５ｓを設けることにより、パルス電流における電流停止時に、その直前に高Ｍs領域５ｓからずれた位置に到達した磁壁が高Ｍs領域５ｓまで自発的に移動して係止され、さらにこの移動に合わせて磁性細線５の全データ領域がシフト移動する。したがって、磁性細線５に記録された一連のデータにおける「０」、「１」の切り替わりすなわち磁壁が、高Ｍs領域５ｓを通過する度に、データ領域の微小な位置ズレが補正される。そのため、磁性細線５において、補正できないほどにデータ領域の位置が大きくずれることがない。そして、磁性細線５において電流停止時に高Ｍs領域５ｓで磁壁が係止されることで、磁性細線５の他の領域において、電流停止時には常に磁壁が到達していない領域が形成されることになる。このような領域を再生領域５ｒに設定することにより、パルス電流における電流停止時には常に再生領域５ｒの全体にデータ領域の１つが到達しているように、容易に制御することができる。
【００６５】
例えば、図７（ａ）に示すように、再生領域５ｒから１データ領域分（単位長さＬb）の距離を空けた後方（図７における左）に高Ｍs領域５ｓを設けることで、電流停止時に、ｍ＋１番目のデータ領域とｍ＋２番目のデータ領域の間の磁壁ＤＷが高Ｍs領域５ｓにて位置を補正されるので、ｍ番目のデータ領域が再生領域５ｒ内に精度よく到達した状態で静止する。再生領域５ｒは少なくとも磁気ディスク（磁気記録媒体）５０の再生方式に対応した長さが必要であるものの、さらにデータ領域の位置ズレを想定した余裕を設けて単位長さＬbを長くする必要がないので、単位長さＬbを再生領域５ｒ近くまで短くしてデータを格納することが可能となる。その結果、磁気ディスク（磁気記録媒体）５０をより大容量化することができる。なお、再生領域５ｒと高Ｍs領域５ｓとの間隔は特に規定せず、静止時のデータ領域の位置を制御可能であればよく、０から数データ領域分の間隔とすることが好ましい。例えば図７（ｃ）に示すように、再生領域５ｒが２つの連続したデータ領域を跨ぐ領域に設定されている場合は、これらのデータ領域の境界（磁壁）が再生領域５ｒの中心に到達して静止するように、高Ｍs領域５ｓの位置を設定する。また、磁性細線５において、高Ｍs領域５ｓは２箇所以上形成してもよく、また再生領域５ｒから離れた箇所、例えば記録領域５ｗの近傍に形成してもよい。
【００６６】
また、磁性細線５における高Ｍs領域５ｓの磁壁の係止効果は、高Ｍs領域５ｓの内外の界面辺りの飽和磁化の勾配によるものであるので、磁性細線５は、高Ｍs領域５ｓ外のすべての領域にイオンを注入して飽和磁化を低くしなくてもよい。図７（ｂ）に示すように、細線方向長さＬsの間隔を空けて２箇所の低Ｍs領域５ｅ，５ｅを形成することで、低Ｍs領域５ｅ，５ｅに挟まれた領域が、当該領域の近傍に対して相対的に飽和磁化の高い高Ｍs領域５ｓとなる。磁性細線５を形成する磁性材料の磁気特性等から、磁壁を係止させる箇所以外であるほぼ全体にイオン注入にて飽和磁化を低くすることが望ましくない場合、このように細線方向に区切られて限定された領域である低Ｍs領域５ｅ，５ｅを形成してもよい。なお、図６を参照して説明した通り、磁区は飽和磁化の高い領域では収縮するので、反対に低Ｍs領域５ｅに到達しているデータ領域は伸長する。
【００６７】
低Ｍs領域５ｅの細線方向長さは、図７（ｂ）においては単位長さＬbよりも短く、伸長したデータ領域よりも十分に短いが、反対に伸長したデータ領域よりも長くてもよく、特に規定しない。ただし、低Ｍs領域５ｅの高Ｍs領域５ｓに隣接しない側の界面辺りも飽和磁化が勾配しているため、電流停止時に低Ｍs領域５ｅの内外の界面辺りに、特に低Ｍs領域５ｅの内側寄りに磁壁が到達していた場合、この磁壁は低Ｍs領域５ｅの外へ自発的に移動しようとする。例えば、低Ｍs領域５ｅの細線方向長さが伸長したデータ領域と同程度であると、電流停止時に１つの磁壁が低Ｍs領域５ｅの一方の界面の内側寄りに到達し、同時に他方の界面の外側寄りに別の磁壁が到達している場合が生じる。そして、界面の内側寄りの磁壁は低Ｍs領域５ｅの外へ移動しようとしても、界面の外側寄りの磁壁はこの箇所に静止しようとして、２つの磁壁の自発的移動が相反するものとなり、飽和磁化の勾配の程度の微小な差に影響される等、磁壁の係止効果が不安定となる。したがって、２以上の磁壁が相反する自発的移動をしないように、例えば低Ｍs領域５ｅの高Ｍs領域５ｓに隣接しない側の界面が、電流停止時に磁壁が到達している位置から十分に離れているように設計することが望ましい。
【００６８】
なお、パルス電流における電流の停止時間ｔLは、再生方式に対応して磁化方向の検出に要する時間以上に設定すればよい。電流の大きさ|Ｉ|については、磁性細線５の断面積Ｓあたりの電流密度Ｊを大きくすると磁壁速度ｖが速くなるので、磁性細線５の幅と厚さ、および再生速度に基づいて設定し、磁壁移動方向と逆の一定の向きに電流を供給するため正または負のいずれかの直流とする。具体的には、電流密度Ｊ：１０5〜１０13Ａ／ｍ2、パルス幅ｔH：１ｐｓ〜１０μｓ、停止時間ｔL：１０ｐｓ〜１０μｓの範囲で調整することが好ましい。また、データ領域を１データ長Ｌb移動させるために、パルス幅ｔHの時間１回の電流供給に限らず、２回以上の所定回数の電流供給で、電流の停止を挟んで断続的に移動させてもよい。
【００６９】
磁気記録媒体にデータを記録する場合も、再生と同様に磁性細線にパルス電流を細線方向に供給することにより、当該磁性細線の細線方向に連続してデータを記録できる。図４においては、磁性細線５の初期状態の磁化方向は上向きであり、これは初期データとして「１」が記録された状態である。磁性細線５に初期データ「１」とは異なるデータ「０」を記録することにより、図４（ａ）、（ｂ）に示すように記録領域５ｗに下向きの磁区が形成され、磁性細線５にこの磁区を挟む磁壁ＤＷ，ＤＷが生成する。したがって、記録した後に電流をパルス幅ｔHの時間供給することで、前記データ「０」を記録された領域を磁壁ＤＷと共に単位長さＬbの距離をシフト移動させ、同時に、新たに初期状態の領域を記録領域５ｗに到達させることができる。そして、データの記録においては、パルス電流における電流の停止時間ｔLは、記録方式に対応して、磁性細線５の所望の方向への磁化（磁化反転）に要する時間以上に設定すればよい。なお、ここでは記録領域５ｗは単位長さＬbよりも細線方向長さが長い。したがって、直前にデータを記録されたデータ領域（磁区）の一部が記録領域５ｗに残留するが、記録領域５ｗに次のデータを記録することで、前記データ領域の長さが単位長さＬbに短縮される。このように、記録領域５ｗの長さに関係なく、記録されるデータ領域はパルス電流のパルス幅ｔHに対応する単位長さＬbに格納される。また、データを記録する場合も、２回以上の所定回数の電流供給で単位長さＬbを移動させてもよい。
【００７０】
以上のように、本発明に係る磁気記録媒体は、イオン注入により磁性細線に局所的に飽和磁化の高い領域を形成することにより、当該領域が、磁性細線を加工してなる括れ（図３（ｂ）参照）と同じ磁壁を係止する効果を有し、データの再生等における磁性細線でのデータ移動ズレによる誤動作を防止できる。
【００７１】
次に、前記本発明に係る磁気記録媒体に記録されているデータを再生するための磁気再生装置および磁気再生方法の実施形態を説明する。
【００７２】
［磁気再生装置：光磁気方式］
本発明に係る磁気再生装置について、図２を参照して説明する。磁気再生装置１は、本発明に係る磁気ディスク（磁気記録媒体）５０（図１参照）を搭載し、この磁気ディスク５０に記録されたデータを光磁気方式で再生する装置である。磁気再生装置１は、さらに、磁気ディスク５０の表面（上面）の所定の領域に入射光を照射する光学系（照射手段）１０と、入射光が磁気ディスク５０で反射した出射光の偏光の向きを検出する検出部（光検出手段）２０と、磁気ディスク５０のトラック（磁性細線）５にパルス電流を供給する電流供給部（電流供給手段）３０と、これらを制御する制御部（選択手段、データ再生手段）４０と、を備える。
【００７３】
磁気再生装置１は、現行の光磁気方式による磁気ディスク（光磁気ディスク）の再生と同様に、磁気ディスク５０のトラック５に光を入射して、この光が磁気光学効果によりトラック５の磁化方向に対応して偏光の向きを回転させて（旋光して）反射して出射した光（出射光）について、偏光の向きを検出することでデータを再生する。したがって、光学系１０および検出部２０については、現行の光磁気方式の磁気再生装置に適用されているものと同様の構成とすることができる。ただし、磁気再生装置１は、現行の磁気再生装置と異なり、スピンドルモータのような磁気ディスクの回転駆動機構を要せず、その代わりに電流供給部３０を備える構成である。また、磁気再生装置１において、磁気ディスク５０は、現行のＤＶＤ（Digital Versatile Disc）再生装置のように交換可能としても、現行のＨＤＤ装置と同様に内蔵としてもよい。また、本実施形態においては、磁気ディスク５０の表面（上面）を光の入射／出射面とし、上方が光の入射／出射方向である。
【００７４】
光学系１０は、レーザー照射装置１１、ならびにこれに光学的に接続されてレーザー光を所定のスポット径に縮小または拡大する１枚以上のレンズ（図２においては２枚のレンズからなるレンズ群１２）、特定の向きの偏光を遮光する偏光子（偏光フィルタ、図示省略）、そしてこの偏光子を透過した光をさらに透過するハーフミラー１３、磁気ディスク５０表面の所望の位置へ照射するためのミラー１４、および光の入射する領域（レーザースポット）を絞る対物レンズ１５で構成される。一方、検出部２０は、磁気ディスク５０で反射した出射光を撮像する撮像装置（図示省略）を備える。なお、磁気ディスク５０からの出射光は、ハーフミラー１３に反射して、入射光と異なる光路を進行して検出部２０に入射する。レーザー照射装置１１は、所定波長（例えば５００ｎｍ）のレーザー光を照射する装置である。ミラー１４および対物レンズ１５は、磁気ディスク５０の径方向に沿って移動可能で、レーザースポットを、再生しようとするデータを記録されているトラック５の所定の領域上に移動させる。この所定の領域は、当該トラック（磁性細線）５の磁化方向を検出するための予め指定された位置の領域である。磁化方向を検出するための予め指定された位置の領域とは、磁気記録媒体（磁気ディスク）５０の実施形態より、再生領域５ｒ（図１参照）が該当し、位置が指定されていることから、搭載または内蔵した磁気ディスク５０において光を入射される既定の領域である。前記実施形態（図７（ａ）、（ｂ）参照）において説明したように、再生領域５ｒは、高Ｍs領域５ｓの位置に対応して、磁性細線５への電流停止時には常にその全体にデータ領域の１つが到達しているような位置の領域に設定されている。検出部２０の撮像装置としては、ＣＣＤカメラやフォトダイオード等の、光を検出可能で、１データの再生速度より速い時間分解能の光検出器であれば適用できる。
【００７５】
電流供給部３０は、磁気ディスク５０の各磁性細線（トラック）５の両端に設けられた電極６１，６２（図１参照）に接続して、パルス電流を磁性細線５へ細線方向に供給する。電流供給部３０は、例えば磁気ディスク５０のすべての磁性細線５の電極６１，６２のそれぞれに接続する端子と、端子毎のスイッチを備えて、パルス電流を供給する磁性細線５に限定して電気的に接続する構成とすることができる（図示省略）。このパルス電流により、磁性細線５中を、データ領域である磁区が磁壁と共に当該磁性細線５の長さ方向に沿って断続的に移動するので、磁性細線５において不動の再生領域５ｒには、データ領域が順番に進入しては退出する。したがって、磁気再生装置１は、磁気ディスク５０それ自体を回転駆動する機構を必要とせず、光学系１０についても、トラック５毎に１箇所すなわち再生領域５ｒに照射できればよい。制御部４０は、磁気ディスク５０からデータを再生する磁性細線５を選択し、それに合わせて電流供給部３０にパルス電流を供給する磁性細線５を指示し、かつ光学系１０のミラー１４等を移動させる。さらに制御部４０は、電流供給部３０が供給するパルス電流の周期に同期して検出部２０に出射光の偏光の向きを検出させて、この偏光の向きをデータとして再生する。
【００７６】
［磁気再生方法］
次に、本発明に係る磁気再生装置（図２参照）による磁気ディスクの再生方法を説明する。本実施形態においては、任意の１本のトラック（磁性細線）を再生するものとして説明する。本発明に係る磁気再生方法は、選択工程および再生工程を必要に応じて繰り返し、また、光磁気方式にて磁性細線から出射した光の偏光の向きを検出してこの偏光の向きをデータとして再生する。
【００７７】
（選択工程）
選択工程では、制御部４０が、磁気ディスク５０のトラック（磁性細線）５，５，…から、後続の再生工程にて再生しようとするデータが格納されている１本のトラック５を選択する。選択するトラック５は、例えば１回目の選択工程であれば、磁気ディスク５０の最外周のトラック５を選択するように、また２回目以降であれば、直前の再生工程にて再生されたトラック５に隣り合う内周側の１本を選択するように設定されていてもよい。あるいは磁気再生装置１外部からの操作により、任意のトラック５を選択できるように設定されていてもよい。選択工程においてデータを再生しようとするトラック５が選択されると、制御部４０が光学系１０のミラー１４および対物レンズ１５を移動させてレーザースポットが当該トラック５の再生領域５ｒに照射されるようにする。さらに、制御部４０は、電流供給部３０を、このトラック５にパルス電流を供給するように当該トラック５の電極６１，６２に接続させ、再生工程に移行する。
【００７８】
（再生工程）
再生工程では、選択工程で選択された磁気ディスク５０のトラック（磁性細線）５に、電流供給部３０がパルス電流を細線方向に供給して、磁壁と共にデータ領域を断続的に移動させながら（電流供給処理）、光学系１０がこのトラック５の再生領域５ｒにレーザー光を１つの向きの偏光の光として照射する（照射処理）。そしてトラック５で反射した出射光の偏光の向きを検出部２０が検出し（光検出処理）、パルス電流における電流の停止時に検出した出射光の偏光の向きを、制御部４０が「０」または「１」のデータに変換して再生する（データ再生処理）。
【００７９】
（再生工程：電流供給処理）
電流供給部３０は、トラック５の電極６１，６２に接続されて、正または負のいずれかの直流の一定の電流およびパルス周期のパルス電流を当該トラック５に供給する。このパルス電流により、トラック５においてデータ領域が断続的にシフト移動する。データ領域の移動については、前記磁気ディスク５０の磁性細線５における磁壁のシフト移動（図６参照）として説明した通りであるので、説明を省略する。
【００８０】
（再生工程：照射処理）
光学系１０において、レーザー照射装置１１から照射されたレーザー光は、レンズ群１２により所定のスポット径の平行光となり、図示しない偏光子を透過して、１つの偏光成分の光の入射光となる。さらに、この入射光は、ハーフミラー１３を透過して直進し、ミラー１４で反射して、対物レンズ１５で集光されて、選択されたトラック（磁性細線）５の再生領域５ｒに向けて照射される。入射光は、対物レンズ１５にて集光されて再生領域５ｒの大きさに縮径されて当該磁性細線５の再生領域５ｒに入射し、反射して、再び対物レンズ１５を透過して出射光となる。したがって、図７（ａ）に示すように、本実施形態において、再生領域５ｒは、対物レンズ１５で縮径可能なレーザー光（入射光）のスポット径以上の細線方向長さに設定する。
【００８１】
（再生工程：光検出処理）
出射光は、入射光と同じ光路を逆方向に進行してミラー１４で反射するが、ハーフミラー１３でも反射することで、検出部２０に入射する。この出射光は、磁性細線５で反射した際に、磁気光学カー効果により偏光の向きが回転（旋光）した光となる。さらに、磁性細線５の反射した（照射された）領域の磁化方向が上向きか下向きかによって回転が互いに反対の向きとなる。すなわち、出射光は、磁性細線５の再生領域５ｒにおける磁化方向により、偏光の向きが異なるものとなる。したがって、検出部２０により出射光の偏光の向きを検出することで、反射した時点の磁性細線５の再生領域５ｒに到達しているデータ領域（図７（ａ）、（ｂ）ではｍ番目のデータ領域）が、下向き、上向きのいずれの磁化方向の磁区であるか、すなわち「０」、「１」のいずれのデータを記録されているかが判別できる。偏光の向きの検出方法としては、公知の光磁気方式による再生に適用される差動方式が挙げられる。また、出射光の光路上（例えばハーフミラー１３と検出部２０との間）に、光学系１０に備えたものとは別の偏光子を配置して（図示せず）、一方の向きに旋光した出射光のみがこの偏光子に遮光されて検出部２０に入射しないように構成してもよい。
【００８２】
（再生工程：データ再生処理）
検出部２０は、照射された出射光を、磁性細線５においてデータ領域が静止するタイミングで、すなわち電流供給部３０によるパルス電流における電流停止時に、光電変換にて撮像（検出）する。このとき、制御部４０が電流供給部３０および検出部２０を制御することで、検出部２０による撮像のタイミングを合わせる。制御部４０は、検出部２０が光を撮像した場合と撮像しなかった場合とで、再生データを「０」または「１」として認識して信号化し、得られた信号を磁気再生装置１外部に出力して、映像、音声等の情報として再生する。
【００８３】
このように、磁気再生装置１は、トラック（磁性細線）５中を、データ領域を移動させながら、所定の領域として再生領域５ｒから光の偏光の向きを検出する。そして、当該トラック５に格納されたすべてのデータを再生したら、パルス電流の供給を停止して再生工程を完了し、再び選択工程にて新たなトラック５を選択する。さらに磁気ディスク５０のすべてのトラック５のデータの再生を完了したら、磁気ディスク５０の再生を完了する。
【００８４】
以上のように、本発明に係る磁気再生装置および磁気再生方法によれば、電流供給処理のパルス電流における電流停止時に、トラック（磁性細線）５において高Ｍs領域５ｓに磁壁が係止されることでデータ領域の微小な移動ズレが自動的に補正される（図６（ｅ）参照）。そのため、再生領域５ｒにおいて再生エラーに至るようなデータ領域の位置ズレが生じることなく、電流停止時には常に、再生領域５ｒの全体に１つのデータ領域が到達しているので、的確にデータを再生できる。
【００８５】
（磁気再生装置の変形例）
磁気再生装置１においては、磁気ディスク５０から１本のトラック５を選択してデータを再生しているが、磁気ディスク５０の隣り合う２本以上のトラック５の再生領域５ｒを内包する１つのレーザースポットを照射することで、これらのトラック５について、並行してデータを再生することができる。ここでは、変形例として、磁気ディスク５０から隣り合う４本のトラック５を選択してこれらのデータを同時に再生する磁気再生装置について、図８を参照して説明する。図８においては、入射光と出射光（反射光）のそれぞれの光路を識別し易くするためにレーザー光を傾斜させて入出射するように示し、またミラー等は省略する。この磁気再生装置は、図２に示す磁気再生装置１と同様に、光学系１０、検出部２０、電流供給部３０、および制御部４０を備える。また、磁気ディスク５０の構成は前記と同様である（図１参照）が、一連のデータがトラック５の４本ずつで並列して記録されている。本変形例では、光学系１０（図２参照）において、対物レンズ１５は用いず、レンズ群１２にてレーザー光を磁気ディスク５０に照射するスポット径の平行光とする。
【００８６】
本変形例の磁気再生方法は、制御部４０が選択工程にて隣り合う４本のトラック５を選択し、電流供給処理にて電流供給部３０がこれらのトラック５を同じタイミングでデータ領域を移動させながら、照射処理にて４本のトラック５の再生領域５ｒを内包する領域に光学系１０からレーザースポットを照射する。この照射された１条のレーザー光（平行光）の磁気ディスク５０での反射光（出射光）には、４本のトラック５のデータ領域のデータが含まれる。ただし、レーザースポットは円形であるので、出射光には各トラック５における再生領域５ｒの前後のデータ領域のデータも含まれる。そのため、検出部２０にて磁気ディスク５０からの出射光が入射した領域で区分けする等して再生領域５ｒからの出射光を検出し（図８中の検出領域）、制御部４０がトラック５毎に信号化する。このような方法によれば、隣り合う２本以上のトラック５に１条のレーザー光を照射すればよいので、磁気再生装置は１つの光学系１０を備えればよい。
【００８７】
また、前記したように、トラック（磁性細線）５に形成した高Ｍs領域５ｓにより、データ領域の微小な移動ズレは自動的に補正される。そのため、並行して再生する２本以上のトラック５同士でのデータ長の差が例えば記録時における誤差程度の微小なものであれば、パルス電流における電流停止時に、これらのトラック５のすべてについてデータ領域の位置が自動的に揃えられる。したがって、電流供給部３０は、同時に選択したそれぞれのトラック５に独立したパルス電流を供給して、トラック５毎にデータ領域の移動距離や移動速度を制御する必要がなく、構造を簡素化できる。具体的には、電流供給部３０に並行して再生するトラック５の電極６１，６２を並列に接続して共通のパルス電流を供給すればよい。そして、このように２以上のトラック５を並行して再生すれば、同時に多数台の磁気再生装置を稼動することなく、さらなる高密度データの再生が可能となる。
【００８８】
［磁気再生装置：磁気方式］
本発明に係る別の磁気再生装置について説明する。光磁気方式の前記磁気再生装置１（図２参照）と同一の要素については同じ符号を付し、説明を省略する。磁気再生装置（図示省略）は、磁気ディスク（磁気記録媒体）５０を搭載し、そのトラック（磁性細線）５の磁化方向を検出するための予め指定された位置の領域である再生領域５ｒにおける磁化方向を検出する検出部（磁気検出手段）２０Ａ（図７（ｃ）参照）と、磁気ディスク５０のトラック５にパルス電流を供給する電流供給部（電流供給手段）３０と、これらを制御する制御部（選択手段、データ再生手段）４０と、を備える。
【００８９】
磁気再生装置は、現行の磁気ディスクの再生と同様に、ＧＭＲ素子やＴＭＲ素子のような磁気抵抗効果素子からなる磁気ヘッド２１を備える検出部２０Ａにより、磁気ディスク５０のトラック５の磁気ヘッド２１が対向する領域における磁化方向を検出する。検出部２０Ａは、図７（ｃ）に示すように、磁気ヘッド２１の一対の電極（図示省略）に接続して磁気ヘッド２１に電流を供給する電源、および電流計をさらに備える。磁気ヘッド２１は、磁気ディスク５０のすべてのトラック５の各１箇所すなわち再生領域５ｒに対向できるように、アーム（図示省略）で支持されて移動可能に備えられる。再生領域５ｒのトラック（磁性細線）５における位置は、磁気記録媒体（磁気ディスク）５０の実施形態において説明した通りである。したがって、磁気再生装置は、図１に示す磁気ディスク５０のように、その平面視形状の円の半径上に再生領域５ｒが配置されている場合、この半径に沿った直線方向に磁気ヘッド２１を移動可能であればよい。このように、磁気再生装置は、磁気ディスクの回転駆動機構を備えない代わりに電流供給部３０を備えること以外は、現行の磁気方式の磁気再生装置と同様の構成である。磁気ヘッド２１と共に磁極からなる記録用磁気ヘッド２２（図４（ａ）参照）のような書込手段をさらに備えて、データの記録を行うこともできる磁気記録再生装置としてもよい。
【００９０】
［磁気再生方法］
本発明に係る磁気再生装置による磁気ディスクの再生方法を説明する。本実施形態においては、前記した光磁気方式の磁気再生装置による磁気ディスクの再生方法と同様に選択工程および再生工程を必要に応じて繰り返し、磁気方式にて磁性細線の磁化方向を検出する。
【００９１】
（選択工程）
選択工程では、制御部４０が、磁気ディスク５０のトラック（磁性細線）５，５，…から１本のトラック５を選択する。本実施形態では、トラック５が選択されると、制御部４０がアームを駆動して、このトラック５の再生領域５ｒに対向する位置に検出部２０Ａの磁気ヘッド２１を移動させる。そして、制御部４０は、電流供給部３０を、このトラック５にパルス電流を供給するように当該トラック５の電極６１，６２に接続させ、再生工程に移行する。
【００９２】
（再生工程）
再生工程では、選択工程で選択された磁気ディスク５０のトラック（磁性細線）５に、電流供給部３０がパルス電流を細線方向に供給して、磁壁と共にデータ領域を断続的に移動させながら（電流供給処理）、検出部２０Ａがこのトラック５の再生領域５ｒにおける磁化方向を検出し（磁気検出処理）、パルス電流における電流の停止時に検出した磁化方向を、制御部４０が「０」または「１」のデータに変換して再生する（データ再生処理）。したがって、光磁気方式による磁気再生方法と同様に電流供給処理を行い、一方、照射処理は行わず、また光検出処理に代えて磁気検出処理を行う。電流供給処理は、前記した通りであるので説明を省略する。以下、磁気検出処理について説明する。
【００９３】
（再生工程：磁気検出処理）
現行の磁気ディスクと同様に、図７（ｃ）に示すように、検出部２０Ａの磁気ヘッド２１として例えばＧＭＲ素子が、対向する再生領域５ｒにおける磁性細線５のデータ領域（磁区）からの漏れ磁界によりその磁化自由層が磁化されることで、このＧＭＲ素子の抵抗が変化する。検出部２０Ａに備えられた電流計にて電流値を測定して、例えば予め設定された閾値に基づき漏れ磁界の向きを判定して再生領域５ｒにおける磁性細線５の磁化方向を検出する。したがって、再生領域５ｒは、磁気ヘッド２１（ＧＭＲ素子）で検出可能な漏れ磁界が得られる細線方向長さに設定する。本発明に係る磁気再生方法は、現行の磁気ディスクと異なり磁気ディスク５０が高速回転しないため、磁気ヘッド２１が磁気ディスク５０から浮き上がることがなく、表面に接触した状態であるので、より微小な漏れ磁界を検出可能である。
【００９４】
（再生工程：データ再生処理）
光磁気方式による磁気再生方法におけるデータ再生処理と同様に、制御部４０は、パルス電流における電流の停止時に、検出した磁化方向から再生データを「０」または「１」として認識して、信号化する。
【００９５】
このように、磁気方式による再生においても、光磁気方式と同様に、トラック（磁性細線）５中を、データ領域を移動させながら、所定の領域として再生領域５ｒから磁化方向を検出する。そして、トラック５に格納されたすべてのデータを再生したら、パルス電流の供給を停止して再生工程を完了し、再び選択工程にて新たなトラック５を選択する。
【００９６】
以上のように、本発明に係る磁気再生装置および磁気再生方法によれば、光磁気方式による再生と同様に、再生領域５ｒにおいて再生エラーに至るようなデータ領域の位置ズレが生じることなく、電流停止時には常に、再生領域５ｒの全体に１つのデータ領域が到達しているので、磁気ヘッド２１により的確にデータを再生できる。
【００９７】
（磁気再生装置の変形例）
本実施形態においては、磁気ディスク５０から１本のトラック５を選択してデータを再生しているが、磁気方式による磁気再生装置についても、例えば異なる２本のトラック５，５の再生領域５ｒに対向させることができる２つの磁気ヘッド（磁気抵抗効果素子）２１，２１を備えて、それぞれの磁気ヘッド２１の電流値を並行して測定できる構成の検出部２０Ａとすれば、２本のトラック５，５を並行して再生できる（図示省略）。
【００９８】
以上のように、本発明に係る磁気記録媒体の再生においては、この磁気記録媒体の磁性細線に形成した高飽和磁化領域に対応した位置を、当該磁性細線の磁化方向を検出するための再生領域に指定することで、データを的確に高速再生することができる。
【００９９】
磁性細線にイオン注入することで形成された飽和磁化の高い細線方向に区切られた局所的な領域は、磁性細線の括れ（ノッチ）と同じ磁壁を係止する効果を有する。したがって、前記磁気記録媒体（磁気ディスク）のような、磁性細線をトラックとして多数のデータを連続して記録される磁気記録媒体に限らず、「０」、「１」のデータを磁化方向として２以上記録する、すなわち２以上の磁区が形成され、これを細線方向に所望の距離を移動させる磁性細線全般に高飽和磁化領域を利用することができる。以下、磁性細線を適用した光変調素子について説明する。
【０１００】
［光変調素子、空間光変調器］
本発明に係る光変調素子を画素として適用した空間光変調器を図９に示し、さらにこの空間光変調器を用いた表示装置を図１０に示す。なお、本実施形態における平面（上面）は、空間光変調器の光の入射面である。また、図９においては、磁性細線の平面視形状および磁化方向を示すため、上部電極の一部を切り欠いて表す。
【０１０１】
空間光変調器１Ｂは、図９に示すように、基板７Ｂ上に、画素として光変調素子２Ｂを２次元アレイ状に配列してなる画素アレイ５０Ｂと、画素アレイ５０Ｂから１以上の画素を選択して駆動する電流制御部３０Ｂと、を備える。なお、本明細書における画素とは、空間光変調器による表示の最小単位での情報（明／暗）を提示する手段を指す。
【０１０２】
図９に示すように、画素アレイ５０Ｂは、一例として、４行×４列の１６個の画素（光変調素子２Ｂ）を備える構成として示し、平面視で行（横）方向に延設された４本のストライプ状の上部電極６２Ｂと、同じくストライプ状で、平面視で上部電極６２Ｂと直交するように列（縦）方向に延設された４本の下部電極６１Ｂと、を備え、上部電極６２Ｂと下部電極６１Ｂとの交点毎に１つの画素すなわち光変調素子２Ｂを備える。したがって、画素アレイ５０Ｂにおいて、行方向に配列された４個の光変調素子２Ｂが１本の上部電極６２Ｂを共有し、列方向に配列された４個の光変調素子２Ｂが１本の下部電極６１Ｂを共有する構造となっている。また、上部電極６２Ｂと下部電極６１Ｂは、適宜、両者をまとめて電極６１Ｂ，６２Ｂと称する。
【０１０３】
それぞれの画素（光変調素子２Ｂ）は、下部電極６１Ｂと上部電極６２Ｂとの隙間に、細線状に形成された磁性体（以下、磁性細線）５Ｂを備え、この磁性細線５Ｂの一端近傍の下面に下部電極６１Ｂが接続され、他端近傍の上面に上部電極６２Ｂが接続されている。したがって、光変調素子２Ｂは、磁性細線５Ｂと、その両端に接続された画素毎に異なる組み合わせの上部電極６２Ｂと下部電極６１Ｂとを備える。また、画素アレイ５０Ｂにおける隙間、すなわち上部電極６２Ｂ，６２Ｂ間、下部電極６１Ｂ，６１Ｂ間、および磁性細線５Ｂ，５Ｂ間は絶縁層８で埋められている。光変調素子２Ｂの大きさ（ピッチ、いわゆる画素サイズ）は、空間光変調器１Ｂが例えば後記の表示装置（図１０参照）に使用される際の画素アレイ５０Ｂに照射する光学系１０Ｂからの光（入射光）の波長にもよるが、２００ｎｍ程度以上とすることが好ましく、かつ１ｍｍ以下とすることが好ましい。
【０１０４】
図９に示すように、電流制御部３０Ｂは、下部電極６１Ｂを選択する下部電極選択部３１と、上部電極６２Ｂを選択する上部電極選択部３２と、これらの電極選択部３１，３２を制御する画素選択部４０Ｂと、電極６１Ｂ，６２Ｂに電流を供給する電源３３と、を備える。これらはそれぞれ公知のものを適用でき、光変調素子２Ｂに適正な電圧・電流を供給するものとする。
【０１０５】
下部電極選択部３１は下部電極６１Ｂの１つ以上を選択し、上部電極選択部３２は上部電極６２Ｂの１つ以上を選択し、それぞれに電源３３から所定の電流を供給させる。画素選択部４０Ｂは、例えば図示しない外部からの信号に基づいて画素アレイ５０Ｂの特定の１つ以上の画素（光変調素子２Ｂ）を選択し、選択した光変調素子２Ｂに接続する電極６１Ｂ，６２Ｂを電極選択部３１，３２に選択させる。電源３３は、選択した光変調素子２Ｂにおける磁性細線５Ｂに一方向またはその反対方向の一方の向きに電流を供給する。このような構成により、特定の画素すなわち光変調素子２Ｂが選択され、この光変調素子２Ｂの磁性細線５Ｂに電流が供給されて後記の動作を行う。
【０１０６】
（磁性細線）
磁性細線５Ｂは、公知の磁気光学材料を適用でき、本発明に係る磁気記録媒体（磁気ディスク）５０の磁性細線５と同様に垂直磁気異方性材料でもよいし、面内磁気異方性材料でもよい。空間光変調器１Ｂにおいては、磁性細線５Ｂは面内磁気異方性材料からなる。磁性細線５Ｂの幅は、１００μｍ以下とすることが好ましく、入射光の波長等にもよるが、１００ｎｍ以上とすることが好ましい。また、磁性細線５Ｂの厚さ（膜厚）は１０ｎｍ〜２μｍの範囲が好ましい。磁性細線５Ｂの細線方向長さは、厚さおよび幅に対して十分に長いものとし、また光変調素子２Ｂの大きさに対応して設定し、２００ｎｍ〜５００μｍ程度の範囲とすることが好ましい。また、隣り合う磁性細線５Ｂ，５Ｂ同士の間隔は４０ｎｍ以上が好ましい。なお、図９に示すように、本実施形態においては、磁性細線５Ｂは、細線方向を画素アレイ５０Ｂの対角線に平行な方向に、すなわち平面視で４５°傾斜させているが、これに限らない。また、磁性細線５Ｂの平面視形状は、直線状（細長い長方形）としているが、これに限らず、後記する磁壁ＤＷの移動の妨げとならない範囲であれば、円弧等の曲線状に形成してもよい。
【０１０７】
本実施形態において、磁性細線５Ｂは、細線方向における中央部が光の入射する領域であり、この領域を磁気ディスク５０の磁性細線５と同様に再生領域５ｒ（図１０参照）とし、その長さは２００ｎｍ程度以上とすることが好ましい。再生領域５ｒは、磁性細線５Ｂにおいて両端部近傍を除く細線方向に区切られた所定の領域に設定される。そして、磁性細線５Ｂは、再生領域５ｒの細線方向における両側に、相対的に飽和磁化の高い高Ｍs領域（高飽和磁化領域）５ｓ１，５ｓ２をイオン注入にて形成される。高Ｍs領域５ｓ１，５ｓ２の飽和磁化および細線方向長さについては、磁気ディスク５０の磁性細線５における高Ｍs領域５ｓと同様であるので説明を省略する。高Ｍs領域５ｓ１，５ｓ２の磁性細線５Ｂにおける位置は、磁性細線５Ｂのそれぞれの端から磁性細線５Ｂの全長の５〜４０％、高Ｍs領域５ｓ１，５ｓ２の間隔は同全長の３０〜９０％とすることが好ましく、高Ｍs領域５ｓ１，５ｓ２間に再生領域５ｒが設定される。２つの高Ｍs領域５ｓ１，５ｓ２の磁性細線５Ｂのそれぞれの端からの距離は均等でなくてもよい。さらに、高Ｍs領域５ｓ１，５ｓ２の一方だけが、磁性細線５Ｂの再生領域５ｒの片側に形成されてもよい。
【０１０８】
電極６１Ｂ，６２Ｂは、磁気ディスク５０の磁性細線５に接続された電極６１，６２と同様に、磁性細線５Ｂの両端に接続される一対の電極であり、当該磁性細線５Ｂにその細線方向に電流制御部３０Ｂ（電源３３）からの電流を供給する。電極６１Ｂ，６２Ｂは、一般的な金属電極材料を適用でき、基板７Ｂ上にスパッタリング法等により成膜、フォトリソグラフィ等によりストライプ状に成形される。その厚さおよび幅は、材料や供給する電圧・電流等によって設定されるが、好ましくは厚さ１０ｎｍ〜５μｍ、幅２０ｎｍ〜５００μｍである。また、上部電極６２Ｂおよび下部電極６１Ｂの各ピッチ（配線ピッチ）は前記の画素サイズに対応する。
【０１０９】
基板７Ｂは、磁気ディスク５０の基板７と同様に、公知の基板材料を適用できる。また、絶縁層８についても公知の絶縁材料を適用でき、具体的には、磁性細線５Ｂに入射する光を透過するようなＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3等の透明な絶縁材料が挙げられる。
【０１１０】
次に、本発明に係る光変調素子（空間光変調器の画素アレイ）の製造方法について、その一例を説明する。
まず、下部電極６１Ｂを形成する。基板７Ｂの表面に、金属電極材料をスパッタリング法により成膜、フォトリソグラフィ等によりストライプ状に成形する。そして、絶縁層８を成膜して下部電極６１Ｂ，６１Ｂ間に堆積させる。
【０１１１】
次に、磁性細線５Ｂを形成する。下部電極６１Ｂを形成した基板７Ｂの表面に、磁気光学材料をスパッタリング法により成膜、フォトリソグラフィおよびイオンミリング（イオンエッチング）により画素毎に１本の細線状に成形する。または、下部電極６１Ｂを形成した基板７Ｂの表面に、磁性細線５Ｂのネガパターンのレジストマスクを形成した後、その上から磁気光学材料を成膜して、レジストマスクと共にその上の強磁性材料を除去してもよい（リフトオフ）。そして、磁気ディスク５０の製造方法と同様に、イオン照射により磁性細線５Ｂに高Ｍs領域５ｓ１，５ｓ２を形成する。磁性細線５Ｂ，５Ｂ間に絶縁層８を成膜して堆積させる。なお、磁性細線５Ｂへの高Ｍs領域５ｓ１，５ｓ２の形成（イオン照射）は、磁性細線５Ｂの上に上部電極６２Ｂや絶縁層８が形成される前であればよい。また、イオン照射の方法は、磁気ディスク５０の製造方法と同様である。
【０１１２】
そして、上部電極６２Ｂを形成する。磁性細線５Ｂを形成した基板７Ｂの表面に、下部電極６１Ｂと同様に、金属電極材料をスパッタリング法により成膜、フォトリソグラフィ等によりストライプ状に成形する。最後に、絶縁層８を成膜して上部電極６２Ｂ，６２Ｂ間および表面に堆積させて画素アレイ５０Ｂとする。
【０１１３】
次に、本発明に係る光変調素子の動作を、図１０を参照して説明する。本実施形態においては、光変調素子２Ｂ（２Ｂ０，２Ｂ１）の磁性細線５Ｂは面内磁気異方性材料からなるため、その磁化方向は細線方向に沿ったものとなり、図１０において右向きの磁化の磁区Ｄ１と左向きの磁化の磁区Ｄ０との２つの磁区が、磁壁ＤＷを挟んで細線方向に並んで存在する。図１０においては磁性細線５Ｂへの電流供給は停止した状態であり、図１０の左側の光変調素子２Ｂ０では高Ｍs領域５ｓ１に、右側の光変調素子２Ｂ１では高Ｍs領域５ｓ２に、それぞれ磁壁ＤＷが係止されている。したがって、光変調素子２Ｂ０，２Ｂ１それぞれの磁性細線５Ｂの再生領域５ｒにおいては、光変調素子２Ｂ０では磁区Ｄ０が存在するので左向きの磁化を示し、光変調素子２Ｂ１では磁区Ｄ１が存在するので右向きの磁化を示す。
【０１１４】
この状態の光変調素子２Ｂ０に、電極６１Ｂ，６２Ｂにて、磁性細線５Ｂに電流を左方向に供給する。詳しくは、電流制御部３０Ｂにて、下部電極６１Ｂを「−」、上部電極６２Ｂを「＋」とすることで、電極６２Ｂから電極６１Ｂへ電流を供給する。すると、磁気ディスク５０の磁性細線５における磁壁のシフト移動（図６参照）と同様に、電流の向きと反対方向の右へ磁壁ＤＷが移動する。磁性細線５Ｂにおいては、２つの磁区Ｄ１，Ｄ０とその間の１つの磁壁ＤＷのみが形成されているので、磁壁ＤＷの移動に伴い、その左側の磁区Ｄ１が伸長し、右側の磁区Ｄ０が収縮する。電流密度や供給時間により、磁壁ＤＷを、高Ｍs領域５ｓ１，５ｓ２間の長さの距離を移動させて電流を停止すると、磁壁ＤＷは高Ｍs領域５ｓ２で係止された、光変調素子２Ｂ１の状態となり、磁壁ＤＷの左側の磁区Ｄ１が再生領域５ｒにまで拡張する。これは、磁性細線５Ｂの再生領域５ｒにおいて、磁区Ｄ０から磁区Ｄ１に入れ替わり、磁化が右向きへ反転したことと同じ動作を生じる。反対に、光変調素子２Ｂ１について、下部電極６１Ｂを「＋」、上部電極６２Ｂを「−」として、磁性細線５Ｂに電流を右方向に供給すると、左へ磁壁ＤＷが移動して、光変調素子２Ｂ０の状態となり、再生領域５ｒにおいては磁化が左向きへ反転する。
【０１１５】
このように、特定の画素（光変調素子２Ｂ）について、電極６１Ｂ，６２Ｂから向きを変えて電流を供給することにより、磁性細線５Ｂの再生領域５ｒにおける磁化方向を所望の向きとすることができる。電流は、磁気ディスク５０のデータ再生と同様にパルス電流が好適であり、磁壁ＤＷを高Ｍs領域５ｓ１，５ｓ２間の距離を移動させるパルス幅に設定する。もちろん、２回以上の電流供給（２クロック以上）で高Ｍs領域５ｓ１，５ｓ２間を移動させてもよい。そして、本発明に係る磁気ディスク５０の磁性細線５と同様に、磁性細線５Ｂに高Ｍs領域５ｓ１，５ｓ２を設けたことにより、磁壁ＤＷの移動ズレがなく、電流の停止時には再生領域５ｒに磁区Ｄ０，Ｄ１の一方のみが存在する。このような光変調素子２Ｂに１つの偏光成分の光（図１０の入射偏光）が入射すると、旋光して別の一様の偏光成分の光（出射偏光）として出射するため、安定した光変調動作が得られる。
【０１１６】
次に、本発明に係る光変調素子を画素として適用した空間光変調器の動作を、この空間光変調器を用いた表示装置として、図１０を参照して説明する。電極６１Ｂ，６２Ｂは、前記の通り、電流制御部３０Ｂに接続される。また、空間光変調器１Ｂの画素アレイ５０Ｂの上方には、画素アレイ５０Ｂに向けて光を照射する光学系１０Ｂと、光学系１０Ｂから照射された光を画素アレイ５０Ｂに入射する前に１つの偏光成分の光の入射偏光とする偏光子ＰＦｉと、画素アレイ５０Ｂで反射して出射した光から特定の向きの偏光のみを透過する偏光子ＰＦｏと、偏光子ＰＦｏを透過した光を検出する検出部２０Ｂとが配置される。光学系１０Ｂは、図２に示す磁気再生装置１の光学系１０と同様に、光源であるレーザー照射装置１１と、このレーザー照射装置１１から照射されたレーザー光を画素アレイ５０Ｂへの照射領域（すべての光変調素子２Ｂ）に合わせたスポット径の平行光とするレンズ群１２とを備える。また、画素アレイ５０Ｂには平行光を照射するため、対物レンズ１５は備えない。検出部２０Ｂは、スクリーン等の画像表示手段やカメラ等の撮像装置である。
【０１１７】
光学系１０Ｂから照射されて偏光子ＰＦｉを透過した入射偏光は、図１０に示すように、所定の入射角で画素アレイ５０Ｂに入射する。入射偏光は上部電極６２Ｂ，６２Ｂ間を通って（絶縁層８を透過して）磁性細線５Ｂで反射し、出射偏光となって、再び上部電極６２Ｂ，６２Ｂ間を通って画素アレイ５０Ｂから出射し、偏光子ＰＦｏに到達する。偏光子ＰＦｏは、入射偏光に対して所定の角度で旋光した偏光を遮光し、偏光子ＰＦｏを透過した出射偏光が検出部２０Ｂに照射される。
【０１１８】
入射偏光は磁性細線５Ｂで反射したとき、磁気光学カー効果により、当該磁性細線５Ｂの再生領域５ｒにおける磁化方向に対応した向きの、−θkまたは＋θkの角度で旋光する。偏光子ＰＦｏは、入射偏光に対して＋θk旋光した光を遮光するものとする。そのため、右向きの磁化の磁性細線５Ｂで反射した、図１０の右側の光変調素子２Ｂ１からの出射偏光は、偏光子ＰＦｏで遮光される。一方、図１０の左側の光変調素子２Ｂ０からの出射偏光は、偏光子ＰＦｏを透過して検出部２０Ｂに照射される。したがって、図１０の左側の画素（光変調素子２Ｂ０）は明るく（白く）、右側の画素（光変調素子２Ｂ１）は暗く（黒く）、検出部２０Ｂに表示される。前記したように、画素アレイ５０Ｂにおける光変調素子２Ｂのそれぞれは、電極６１Ｂ，６２Ｂにて供給される電流の向きに対応して磁性細線５Ｂの再生領域５ｒにおいて磁化方向を右向き／左向きに反転させることができるので、画素毎に明／暗（白／黒）を切り分けられ、電流の向きを切り換えれば明／暗が切り換わる。なお、空間光変調器１Ｂの初期状態として、画素アレイ５０Ｂにおける全画素を例えば明状態（白表示）に揃えるためには、画素アレイ５０Ｂに適切な強さかつ向きの一様な外部磁界を印加することで、すべての光変調素子２Ｂの磁性細線５Ｂについて、１つの磁壁ＤＷを生成して高Ｍs領域５ｓ１に係止させればよい。
【０１１９】
また、旋光角−θk，＋θk（|θk|）を大きくする、すなわち磁性細線５Ｂの磁気光学効果（カー効果）を大きくするために、入射偏光は、磁性細線５Ｂの入射領域５ｒにおける磁化方向により平行に近い方向に沿って入射されることが好ましい。本実施形態に係る空間光変調器１Ｂにおいては、磁性細線５Ｂの入射領域５ｒにおける磁化方向は磁性細線５Ｂの細線方向であり、図９に示すように画素アレイ５０Ｂの対角線方向である。ただし、入射方向は磁化方向と平行に近付き過ぎるとそれぞれの磁性細線５Ｂの入射領域５ｒに光が入射することが困難となるので、入射角が８０°程度以内となるように、磁性細線５Ｂの細線方向に対して１０°〜６０°程度の角度の方向とすることが好ましい。したがって、本実施形態に係る空間光変調器１０においては、入射角３０°〜８０°程度の範囲となるように入射偏光の入射方向を傾斜させるため、図１０に示すように、入射偏光および出射偏光のそれぞれの光路に合わせて、光学系１０Ｂや偏光子ＰＦｉ，ＰＦｏ等が配置される。
【０１２０】
なお、光変調素子２Ｂは、図１０においては、上方から入射した光が磁性細線５Ｂで反射して、再び上方へ光が出射する反射型の空間光変調器１Ｂの画素としているが、これに限らず、磁性細線５Ｂを透過性の高い磁気光学材料で形成して、光を透過させてファラデー効果により旋光させる光変調素子としてもよい。このような光変調素子は、ガラス、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ等の透明な基板上に配置して、透過型の空間光変調器とすることができる（図示せず）。このような空間光変調器については、その下方に偏光子ＰＦｏおよび検出部２０Ｂを配置して表示装置とする。
【０１２１】
（変形例）
本発明に係る別の光変調素子を画素として適用した変形例に係る空間光変調器について、図１１を参照して説明する。本変形例に係る空間光変調器１Ｃは、磁性細線５Ｃ以外は空間光変調器１Ｂ（図１０参照）と同様の構成であり、同一の要素については同じ符号を付し、説明を省略する。磁性細線５Ｃは垂直磁気異方性材料からなり、画素アレイ５０Ｃの平面視形状は、磁性細線５Ｃの磁化方向以外は図９に示す画素アレイ５０Ｂと同じである。
【０１２２】
図１１に示すように、磁性細線５Ｃの磁化方向は上向き（磁区Ｄ１）または下向き（磁区Ｄ０）であり、電流の供給による磁壁ＤＷの移動およびそれに伴う磁区Ｄ１，Ｄ０の伸長、収縮は、面内磁気異方性材料からなる磁性細線５Ｂと同様であり（図１０参照）、入射領域５ｒにおいて磁化方向を下向きまたは上向きのいずれか所望の方向へ磁化反転させることができる。
【０１２３】
磁性細線５Ｃは、細線方向中央部の入射領域５ｒを内包する領域（図１１では入射領域５ｒとほぼ同じ領域）に、イオン注入されることにより低Ｍs領域５ｅを形成されている。言い換えると、磁性細線５Ｃは、入射領域５ｒの両外側から端部までに高Ｍs領域５ｓ１，５ｓ２が形成されている（図１１の左側の光変調素子２Ｃ（２Ｃ０）参照）。磁性細線５Ｃに低Ｍs領域５ｅを設けたことにより、磁壁ＤＷが電流供給による移動のズレにより低Ｍs領域５ｅの内外の界面辺りに到達した場合、電流の停止時に低Ｍs領域５ｅの外へ自発的に移動してから静止する。したがって、電流の停止時には再生領域５ｒに磁壁ＤＷがなく、磁区Ｄ０，Ｄ１の一方のみが存在する。このような磁性細線５Ｃを備える画素アレイ５０Ｃの製造においては、各光変調素子２Ｃ（画素）の磁性細線５Ｃの中央部の１箇所を空けたマスクを形成してイオン照射を行えばよく、マスク形状を簡素化できる。
【０１２４】
空間光変調器１Ｃにおいては、図１１に示すように、磁性細線５Ｃの磁化方向に平行にすなわち画素アレイ５０Ｃ（画素アレイ５０Ｃの面内方向）に垂直に近付けて光（入射偏光）を入射することで、磁気光学効果を大きくすることができ、入射偏光の入射角を３０°程度以内とすることが好ましい。なお、図１１においては省略するが、図１０に示す空間光変調器１Ｂと同様に、空間光変調器１Ｃを用いた表示装置においては、光学系１０Ｂおよび偏光子ＰＦｉを画素アレイ５０Ｃの上方に配置する。
【０１２５】
さらに、空間光変調器１Ｃは、画素アレイ５０Ｃに垂直に入射偏光を入射することで、磁気光学効果が最大となるため、画素アレイ５０Ｃの直上に光学系１０Ｂおよび偏光子ＰＦｉを配置して、入射偏光が入射角０°で入射されることが最も好ましい。このような構成の表示装置においては、画素アレイ５０Ｃで反射して出射した光（出射偏光）が入射偏光と同一の光路となるため、偏光子ＰＦｉと画素アレイ５０Ｃとの間に画素アレイ５０Ｃに対して４５°傾斜させたハーフミラーをさらに配置する。したがって、偏光子ＰＦｏおよび検出部２０Ｂは、ハーフミラーの側方に配置される（以上、図示省略）。
【０１２６】
以上のように、本発明に係る光変調素子は、イオン注入により磁性細線に局所的に飽和磁化の高い領域を形成することにより、当該領域が、磁性細線の括れ（図３（ｂ）参照）と同じ磁壁を係止する効果を有し、光を入射する所定の領域に的確に所望の磁化方向とすることができ、光変調動作が安定する。さらに、磁性細線を加工してなる括れと異なり、表面で光が乱反射して光の取り出し効率が損なわれることがない。
【０１２７】
以上、本発明に係る磁気記録媒体、その磁気再生装置および磁気再生方法、ならびに光変調素子を実施するための形態について述べてきたが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【０１２８】
１      磁気再生装置
１０    光学系（照射手段）
１Ｂ，１Ｃ  空間光変調器
２０    検出部（光検出手段）
２０Ａ  検出部（磁気検出手段）
２Ｂ，２Ｃ  光変調素子
３０    電流供給部（電流供給手段）
４０    制御部（選択手段、データ再生手段）
５０    磁気ディスク（磁気記録媒体）
５０Ｂ，５０Ｃ  画素アレイ
５      磁性細線（トラック）
５ｓ    高Ｍs領域（高飽和磁化領域）
５ｅ    低Ｍs領域
５ｒ    再生領域
５ｗ    記録領域
５Ｂ，５Ｃ  磁性細線
５ｓ１，５ｓ２  高Ｍs領域（高飽和磁化領域）
【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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