(57)【要約】【課題】装置は、導波路と、磁極と、近接場トランスデューサとを含む。【解決手段】近接場トランスデューサは、媒体対向面に位置決めされるか、または、媒体対向面の近くに位置決めされる。近接場トランスデューサは導波路に動作可能に結合される。近接場トランスデューサは拡大領域を含む。近接場トランスデューサはさらに、拡大領域から媒体対向面に向かって延在するペグ領域を含む。ペグ領域は磁極から分離される。近接場トランスデューサはさらに、磁極とペグ領域との間に位置決めされる構造を含む。当該構造はギャップによってペグ領域から分離される。当該構造は、拡大領域から媒体対向面に向かって延在する。構造は、磁極に向かって表面プラズモンの発生を拡張するように構成される。【選択図】図１
2016091592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、
導波路と、
磁極と、
媒体対向面に位置決めされるか、または、前記媒体対向面の近くに位置決めされるとともに、前記導波路に動作可能に結合される近接場トランスデューサとを含み、前記近接場トランスデューサは、
拡大領域と、
前記拡大領域から前記媒体対向面に向かって延在するペグ領域とを含み、前記ペグ領域は前記磁極から分離されており、前記近接場トランスデューサはさらに、
前記磁極と前記ペグ領域との間に位置決めされるとともにギャップによって前記ペグ領域から分離される構造を含み、前記構造は、前記拡大領域から前記媒体対向面に向かって延在するとともに、前記磁極に向かって表面プラズモンの発生を拡張するように構成される、装置。
【請求項２】
前記構造は金属構造である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記構造は、ＡｇおよびＡｕの１つ以上を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記ギャップは誘電材料で充填される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記構造は、前記誘電材料への前記磁極の材料の拡散を低減する、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記構造は、記録媒体上のホットスポットのダウントラック方向における熱勾配の増加を引き起こす、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記ペグ領域に面する前記構造の表面は曲率を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記構造は前記磁極の近くに近接場励起を集中させる、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記ペグ領域は、長い側および短い側を有する逆台形を含んでおり、前記短い側は前記長い側と実質的に平行であり、前記短い側は前記磁極に面する、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記ペグ領域の高さは約２５ｎｍから約５０ｎｍであり、前記高さは、前記磁極に面するペグ表面から前記磁極から離れているペグ表面まで測定される、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記ペグ領域の中間部での前記ペグ領域の幅は６０ｎｍである、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記ペグ領域は長方形である、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
装置であって、
導波路と、
磁極と、
媒体対向面に位置決めされるか、または、前記媒体対向面の近くに位置決めされるとともに、前記導波路に動作可能に結合される近接場トランスデューサとを含み、前記近接場トランスデューサは、
拡大領域と、
前記拡大領域から前記媒体対向面に向かって延在する逆台形のペグ領域とを含み、前記ペグ領域は前記磁極から分離されており、前記近接場トランスデューサはさらに、
前記磁極と前記ペグ領域との間に位置決めされるとともにギャップによって前記ペグ領域から分離される金属構造を含み、前記構造は、前記拡大領域から前記媒体対向面に向かって延在するとともに、前記磁極に向かって表面プラズモンの発生を拡張するように構成される、装置。
【請求項１４】
前記逆台形のペグ領域は長い側と短い側とを含んでおり、前記短い側は前記長い側と実質的に平行であり、前記短い側は前記磁極に面する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記ギャップは誘電材料で充填されており、前記構造は、前記誘電材料への前記磁極の材料の拡散を低減する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記構造は、記録媒体上のホットスポットのダウントラック方向における熱勾配の増加を引き起こす、請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
方法であって、
導波路を通って伝播する光を近接場トランスデューサ上に集中させることを含み、前記近接場トランスデューサは、
拡大領域と、
前記拡大領域から前記媒体対向面に向かって延在するペグ領域とを含み、前記ペグ領域は磁極から分離されており、前記近接場トランスデューサはさらに、
前記磁極と前記ペグ領域との間に位置決めされるとともにギャップによって前記ペグ領域から分離される構造を含み、前記構造は、前記拡大領域から前記媒体対向面に向かって延在しており、前記方法はさらに、
前記構造を介して前記記録磁極に向かって表面プラズモンの発生を拡張することを含む、方法。
【請求項１８】
前記ペグ領域は長方形状を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ペグ領域は、長い側および短い側を有する逆台形を含んでおり、前記短い側は前記長い側と実質的に平行であり、前記短い側は前記磁極に面する、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００１】
関連する特許文献
この出願は、２０１４年１１月７日に出願された仮特許出願連続番号第６２／０７６，８４８号の利益を請求しており、優先権は米国特許法第１１９条（ｅ）に従って主張され、本願明細書において全文参照により援用される。
【０００２】
概要
実施形態は、導波路、磁極および近接場トランスデューサを含む装置に関する。近接場トランスデューサは、媒体対向面に位置決めされるか、または、媒体対向面の近くに位置決めされる。近接場トランスデューサは導波路に動作可能に結合される。近接場トランスデューサは拡大領域を含む。近接場トランスデューサはさらに、拡大領域から媒体対向面に向かって延在するペグ領域を含む。ペグ領域は磁極から分離される。近接場トランスデューサはさらに、磁極とペグ領域との間に位置決めされる構造を含む。当該構造はギャップによってペグ領域から分離される。当該構造は、拡大領域から媒体対向面に向かって延在する。構造は、磁極に向かって表面プラズモンの発生を拡張するように構成される。
【０００３】
さまざまな実施形態は、導波路、磁極および近接場トランスデューサを含む装置に関する。近接場トランスデューサは、媒体対向面に位置決めされるか、または、媒体対向面の近くに位置決めされる。近接場トランスデューサは導波路に動作可能に結合される。近接場トランスデューサは拡大領域を含む。近接場トランスデューサはさらに、拡大領域から媒体対向面に向かって延在する逆台形ペグ領域を含む。ペグ領域は磁極から分離される。近接場トランスデューサはさらに、磁極とペグ領域との間に位置決めされる構造を含む。当該構造はギャップによってペグ領域から分離される。当該構造は、拡大領域から媒体対向面に向かって延在する。構造は、磁極に向かって表面プラズモンの発生を拡張するように構成される。
【０００４】
いくつかの実施形態は方法を含んでおり、当該方法は、導波路を通って伝播する光を近接場トランスデューサ上に集中させることを含む。近接場トランスデューサは拡大領域を含む。近接場トランスデューサはさらに、拡大領域から媒体対向面に向かって延在するペグ領域を含む。ペグ領域は磁極から分離される。近接場トランスデューサはさらに、磁極とペグ領域との間に位置決めされるとともにギャップによってペグ領域から分離される構造を含む。当該構造は、拡大領域から媒体対向面に向かって延在する。当該方法はさらに、構造を介して記録磁極に向かって表面プラズモンの発生を拡張することを含む。
【０００５】
上記の概要は、本開示の各開示された実施形態またはすべての実現例を記載するようには意図されない。図面および下記の詳細な説明は、より特定的に例示的な実施形態を例示する。
【０００６】
明細書の全体にわたって添付の図面に参照がなされ、当該図面において、同様の参照番号が同様の要素を指定する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】開示される近接場トランスデューサを含むハードドライブスライダの斜視図である。
【図２】本願明細書において記載されるさまざまな実施形態に従った、例示的な提供される近接場トランスデューサおよび導波路の側面断面図である。
【図３】実施形態に従ったモデル化されたＮＦＴを示す図である。
【図４Ａ】実施形態に従ったモデル化されたＮＦＴを示す図である。
【図４Ｂ】実施形態に従ったモデル化されたＮＦＴを示す図である。
【図５Ａ】補助金属構造が存在しない場合の近接場の集中を示す図である。
【図５Ｂ】さまざまな局面に従った、補助金属構造を有するＮＦＴを使用する場合の近接場の集中を示す図である。
【図６Ａ】実施形態に従った補助構造についての形状および構成を示す図である。
【図６Ｂ】実施形態に従った補助構造についての形状および構成を示す図である。
【図６Ｃ】実施形態に従った補助構造についての形状および構成を示す図である。
【図６Ｄ】実施形態に従った補助構造についての形状および構成を示す図である。
【図７Ａ】補助構造の幅についての磁界分布およびペグ温度を示す図である。
【図７Ｂ】補助構造の幅についての磁界分布およびペグ温度を示す図である。
【図７Ｃ】補助構造の幅についての磁界分布およびペグ温度を示す図である。
【図７Ｄ】補助構造の幅についての磁界分布およびペグ温度を示す図である。
【図８Ａ】いくつかの実施形態に従ったＮＦＴを示す図である。
【図８Ｂ】いくつかの実施形態に従ったＮＦＴを示す図である。
【図９Ａ】熱勾配に対する、ペグ高さと、ペグ領域と補助構造との間の距離とのモデル化された影響を示す図である。
【図９Ｂ】ペグ温度に対する、ペグ高さと、ペグ領域と補助構造との間の距離とのモデル化された影響を示す図である。
【図１０Ａ】さまざまな実現例に従った、逆台形ペグを有するＮＦＴを示す図である。
【図１０Ｂ】さまざまな実現例に従った、逆台形ペグを有するＮＦＴを示す図である。
【図１１Ａ】熱勾配に対する、逆台形ペグの場合のペグ高さと、ペグ領域と補助構造との間の距離とのモデル化された影響を示す図である。
【図１１Ｂ】ペグ温度に対する、逆台形ペグの場合のペグ高さと、ペグ領域と補助構造との間の距離とのモデル化された影響を示す図である。
【図１２】さまざまな実施形態に従ったフロー図を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図面は必ずしも尺度決めされていない。図において使用される同様の数字が同様のコンポーネントを指す。しかしながら、所与の図においてあるコンポーネントを指すべき数字の使用は、同じ数字でラベル付けされた別の図におけるコンポーネントを限定するようには意図されないということが理解されるであろう。
【０００９】
詳細な説明
以下の記載において、本願明細書の説明の一部を形成するとともに例示としていくつかの特定の実施形態が示される添付の図面に対して参照がなされる。本開示の範囲から逸脱することがなければ、他の実施形態が考慮および作製されてもよいということが理解されるべきである。以下の詳細な説明はしたがって、限定的な意味で解釈されるべきではない。
【００１０】
本開示は、ハードドライブのような磁気記録デバイスにおいて使用される読出書込ヘッドに一般に関する。特に、この開示は、磁気媒体の面積データ密度を増加させるために使用され得る熱アシスト磁気記録（ＨＡＭＲ：heat-assisted magnetic recording）に関する。ＨＡＭＲデバイスにおいて、情報ビットは、特別に構成された磁気媒体にて高温でストレージ層に記録される。熱の使用によって、媒体の面積データ密度を制限し得る超常磁性効果が克服され得る。そのため、ＨＡＭＲデバイスは、磁気書込ヘッドが記録のために媒体に磁界を適用するのと同時に、小さな制限された媒体エリア（スポットサイズ）を加熱するよう電磁エネルギーを送達するための磁気書込ヘッドを含み得る。
【００１１】
小さな制限されたホットスポットを達成する１つの方法は、プラズモン光学アンテナまたはアパーチャのような、ハードドライブスライダの空気軸受面の近くに位置する光学近接場トランスデューサ（ＮＦＴ：near-field transducer）を使用することである。スライダに統合された光学系へ光源（たとえばレーザダイオード）から光が発射され得る。そのような統合された光学系の例は、それぞれの屈折率同士間に高いコントラストを有するコアおよびクラッド層から形成される導波路を含む。導波路において伝播する光は、プレーナ型ソリッドイマージョンミラー（ＰＳＩＭ：planar solid immersion mirror）のような、ＮＦＴへエネルギーを集中する光学集中要素に方向付けられ得る。他の実施形態では、集中要素が使用されず、光は導波路の端部からＮＦＴに直接的に結合される。
【００１２】
導波路、ＮＦＴおよびＰＳＩＭは、スライダ内に形成される統合された光学デバイスの例である。統合された光学系の分野は一般に、機能システムまたはサブシステムを作り出す、電子コンポーネントと組み合わされる場合がある基板上の光学系デバイスの構造に関する。たとえば、光は、層堆積技術を使用して基板上に構築される導波路を介してコンポーネント同士の間で移され得る。これらの導波路は、材料の層として形成され得、中間コア層は相対的に高い屈折率を有し、上部／底部クラッド層は相対的に低い屈折率である。コリメータ、モード変換器などのような他の光学コンポーネントが同様の態様で形成され得る。
【００１３】
ＨＡＭＲスライダにおいて、光は、これらの統合された光学コンポーネントにレーザダイオードのような光源から発射される。スライダの中に光を発射する１つの方法は、外部に取り付けられたレーザからスライダにおいて作製された光導波路または格子カプラーを介して発射することである。別の方法は、スライダにレーザダイオードのようなレーザ光源を配置することであり、これはレーザ・イン・スライダ（ＬｉＳ）光送達（laser-in-slider (LiS) light delivery）と呼ばれる。レーザ・イン・スライダ構成において、光は、レーザダイオードの放射面から光導波路内に発射される。レーザ・イン・スライダ光送達は、ウェハレベルで統合され得るとともに大量生産に好適であり得る。
【００１４】
ＨＡＭＲデバイスでは、記録媒体上のホットスポットがダウントラック方向において大きな熱勾配を有することを保証することにより高い線密度性能が達成され得る。大きな熱勾配は、記録されている際に、ビット間の急速な磁気遷移を保証することを補助し、データを読み出すことをより容易にする。大きな熱勾配を達成する１つの方法は、レーザがＮＦＴに送達するパワーの量を増加させることである。しかしながら、ＮＦＴおよび周辺エリアは、高温によって負の影響を受け得る。以下に記載される実施形態において、ＮＦＴと磁極との間に配置された金属構造によって、当該構造が存在しないベースライン構成と比較して、ＮＦＴ温度の有意な上昇なく熱勾配が（たとえば５０％以上）増加され得る。
【００１５】
いくつかの場合において、局所的な高温によって記録磁極材料が周辺材料に拡散され得る。たとえば、一実施形態において、ＮＦＴは突出するペグを有するディスクとして構成される。誘電材料が、当該ペグを取り囲み、かつ、ＮＦＴと記録磁極との間に配置される。高温によって磁極の材料がこの誘電材料内へ拡散され得、ＮＦＴの性能の低下を引き起こし、ヘッドの寿命を低減する。磁極とペグとの間に補助構造を加えることによって、ＮＰＳへ拡散される磁極材料がブロックされ得る。
【００１６】
さまざまな実現例に従うと、ＮＦＴと記録磁極との間の構造は、金属である（たとえばＡｕまたはＡｇ）。いくつかの場合において、補助構造は、ＮＦＴのペグ領域に面する磁極のエリアに亘るほど十分に広い。補助構造は、ペグとの近接場結合を可能にし得、局所的なエリアにおいて近接場の集中を引き起こす。これにより、記録媒体との結合効率が向上し得るとともに、ホットスポットの熱勾配が増加され得る。
【００１７】
図１は、開示されたプラズモン近接場トランスデューサ（ＮＦＴ）および関連付けられる構造を含むハードドライブスライダの斜視図である。ＨＡＭＲスライダ１００は、ＨＡＭＲスライダ１００のトレーリングエッジ表面１０４に近接してＨＡＭＲスライダ１００上に位置するレーザダイオード１０２を含む。レーザダイオード１０２は、ＨＡＭＲスライダ１００の空気軸受面（「媒体対向面（media-facing surface）」とも称される）１０８上に１つの縁部を有する読出／書込へッド１０６に近接して光を送達する。空気軸受面１０８は、デバイスの動作の間、移動する媒体表面（図示せず）に近接して保持される。
【００１８】
レーザダイオード１０２は、読出／書込へッド１０６の近傍の位置で媒体を加熱するよう電磁エネルギーを提供する。レーザダイオード１０２から媒体に光を送達するよう、導波路１１０のような光結合コンポーネントがＨＡＭＲスライダ１００内に統合的に形成される。特に、局所的な導波路１１０およびＮＦＴ１１２は、読出／書込へッド１０６に近接して配置され得、これにより、書込動作の間に媒体の局所加熱を提供する。この例におけるレーザダイオード１０２は、総合的な縁放射デバイス（edge-emitting device）（面内レーザ（in-plane laser）とも称される）であり得るが、導波路１１０およびＮＦＴ１１２は、任意の光源および光送達メカニズムと共に使用されてもよいということが理解されるであろう。たとえば、縁放射レーザの代わりに、面放射レーザ（ＳＥＬ：surface emitting laser）が使用されてもよい。
【００１９】
図１における例はＨＡＭＲスライダ１００に統合されたレーザダイオード１０２を示しているが、本願明細書において論じられるＮＦＴ１１２は、任意のタイプの光送達構成において有用であり得る。たとえば、フリースペース光送達構成において、レーザは、外部からスライダに取り付けられ得、光ファイバーおよび／または導波路によってスライダに結合され得る。そのような構成におけるスライダは格子カプラーを含み得、当該格子カプラーには、光が結合されるとともに、スライダが統合された導波路１１０に光が送達されてＮＦＴ１１２にエネルギーを与える。
【００２０】
ＨＡＭＲ媒体に書き込む場合、光は、書き込みが行なわれるトラックの上で小さなホットスポットになるよう集中され得る。光は、導波路１１０を通って伝播し、導波路から直接的にまたは集中要素を介してＮＦＴ１１２に結合される。カプラー、ミラー、プリズムなどのような他の光学要素もスライダに統合するように形成され得る。ＨＡＭＲ記録ヘッドにおいて使用される光学要素は一般に、統合された光学デバイスと呼ばれる。
【００２１】
回折限界として既知であるものの結果、光学コンポーネントは、光の波長の約半分より小さい大きさまで光を集中させるためには使用され得ない。いくつかのＨＡＭＲ設計において使用されるレーザは、約７００〜１５５０ｎｍの波長を有する光を生成するが、所望のホットスポットは約５０ｎｍ以下である。したがって、所望のホットスポットサイズは、光の波長の半分よりもさらに小さい。このスケールでの回折限界であるこの所望のホットスポットサイズを得るために光学集中器が使用され得る。結果として、媒体上にホットスポットを作り出すためにＮＦＴ１１２が使用される。
【００２２】
本願明細書に記載されるＮＦＴは、拡大領域およびペグ領域を含み得る。ＮＦＴを記載する文脈において、「領域」という用語は、「部分」と交換可能に使用されており、境界が物理的な境界であるかまたは例示的な理由により任意に選ばれ得る、境界付けされた３次元の特徴を指す。これらのＮＦＴは、プラズモン金属（plasmonic metal）から形成されるディスク状の拡大領域を含み得、レーザダイオードから光を受け取るように構成される。ペグ領域は、ディスク状の拡大領域と光学的および／または電気的に連通しており、拡大領域が受け取るエネルギーについて焦点を作り出す。ＮＦＴを記載する文脈において、「ディスク」という用語は、シリンダーと、ベース側と、ベース側面に平行な面内に存在し得るまたは存在し得ない上部側とを含む３次元形状を指す。
【００２３】
本開示は、プラズモン近接場トランスデューサを含むシステムおよび装置に関する。ここで、図２を参照して、断面図は、例示的な実施形態に従ったＨＡＭＲ装置３００のＮＦＴ３１０および導波路３０２の詳細を示す。ＮＦＴ３１０、導波路３０２および他のコンポーネントは、この図においてｘｙ平面と平行である基板平面上に構築される。ＮＦＴ３１０は、媒体対向面３１４（たとえばＡＢＳ）に近接して配置されており、デバイス動作の間に、たとえば磁気ディスクのような記録媒体３０８の近くに保持される。図２の方位において、媒体対向面３１４はｘｚ平面と平行である。媒体対向面３１４に位置するまたはその近くに位置するＮＦＴ３１０に近接して、細長い導波路コア３０３が配置され得る。
【００２４】
導波路コア３０３は、コア３０３とは異なる屈折率を有するクラッド層３０７および３０９に囲まれているのが示される。光３０４は、負のｙ方向に沿って導波路コア３０３を通って伝播する。さらに図２には、ＮＦＴ３１０に沿って位置する記録磁極３１２が示される。磁極３１２は、書き込みの間にホットスポットの磁気方位を変更する際に使用される磁界（たとえば垂直の磁界）を生成する。
【００２５】
ＮＦＴ３１０は、プラズモン材料（たとえば金、銀、銅、およびそれらの組合せまたは合金）の拡大領域３１０ａを含む。プラズモン材料のペグ領域３１０ｂは、拡大領域３１０ａのベース側の少なくとも一部に接している。ペグ領域３１０ｂは、拡大領域３１０ａから媒体対向面３１４に向かって延在する。ペグ領域３１０ｂの先端部は、ペグ領域３１０ｂの本体とは異なる断面および／またはサイズを有し得る。ＮＦＴ３１０はヒートシンク３２０に結合され得る（または含み得る）。ヒートシンク３２０は、ＮＦＴ３１０の拡大領域３１０ａおよび記録磁極３１２の側と接触する。
【００２６】
記録磁極３１２は、媒体対向面３１４の近くのペグ領域３１０ｂに向かって延在する延在部３１２ａを含む。ＮＦＴ３１０のペグ領域３１０ｂは、記録磁極３１２の延在部３１２ａから分離される。ＮＦＴ３１０は、記録磁極３１２とペグ領域３１０ｂとの間に位置決めされる構造３１０ｃを含む。構造３１０ｃは、拡大領域３１０ａから媒体対向面３１４に向かって延在しており、ペグ領域３１０ｂに記録磁極３１２ａを結合するように構成される。構造３１０ｃとペグ領域３１０ｂとの間のギャップ３２２を誘電材料が充填する。
【００２７】
図３、図４Ａおよび図４Ｂは、例示的な実施形態に従ったＮＦＴの斜視図である。図３に示されるように、ＮＦＴは、磁極４１０に面する側と、磁極４１０から離れた反対の側４２０ａとを有する拡大領域４２０を含む。拡大領域４２０と磁極４１０との間にヒートシンク４３１が存在する。本願明細書に記載されるさまざまな実施形態は、スタジアムスタイル（ＮＴＳ）、ロリポップスタイル（ＮＴＬ）プレーナプラズモンジェネレータ（ＰＰＧ：planar plasmon generator）と、エッジプラズモンジェネレータ（ＥＰＧ：edge plasmon generator）近接場トランスデューサ設計とを含むさまざまなＮＦＴ設計に適用可能であるが、図３は、本願明細書に記載されるさまざまな実施形態に従った近接場トランスデューサＮＴＳ設計を有するＮＦＴを示す。拡大領域４２０は、第１の平面４０３および対向する第２の平面４０２を含む。第２の平面４０２は、上記の「スタジアムスタイル」という用語が由来する概して傾斜した形状を有しており、第１の平面４０３に対して非平行の関係に方向付けられる。
【００２８】
図４Ａに示される実施形態において、拡大部分４２０は、円形の丸み付けされた端部を有する細長いプレートである。図３のＮＦＴはさらに、拡大領域４２０のベース側の少なくとも一部に接しているとともに拡大領域４２０から媒体対向面に向かって延在するペグ領域４３０を有する。図３に示されるように、ペグ領域４３０は拡大領域４２０の延在部である。いくつかの場合において、ペグ領域４３０の端部は、ペグ領域の先端部にさらに小さな表面エリアを提供してＮＦＴからのエネルギーを媒体上の小さなスポットへより良好に集中させるよう、テーパされ得る。ＮＦＴは、磁極４１０とペグ領域４３０との間の補助構造４４０を含む。この例において、補助構造４４０は、クロストラック方向において完全には磁極４１０に亘らない。
【００２９】
図４Ａは、磁極４１２の近くの別のＮＦＴを示しており、当該ＮＦＴは、拡大領域４２２、ペグ領域４３２、ヒートシンク４３３および補助構造４４２を有する。図４Ａにおいて示される実施形態において、補助構造４４２は、ＮＦＴに面する磁極４１２のクロストラック長さに亘っており、磁極４１２のＮＦＴ対向面を完全にカバーする。補助構造４４２はさらに、ヒートシンク４３３と磁極４１２との間を延在する。図４Ｂにおいて、斜視断面図が図４Ａの補助構造４４２の詳細を示す。一般に、補助構造４４２は、磁極４１２の傾斜部分に部分的に沿って延在するのが示されており、磁極４１２のＮＦＴ対向面に切り込んでいる。
【００３０】
図３、図４Ａおよび図４Ｂに示される例において、ＮＦＴは円形の端部を有する細長いプレートとして示される。しかしながら、拡大領域の他の形状も考えられる。たとえば、拡大領域は、三角形、楕円形、長方形、円形、三角形、平行六面体などといった異なる外部プロファイルを有するプレートとして構成され得る。
【００３１】
さまざまな実現例に従うと、ペグによって引き起こされる近接場は、ＮＦＴの本体に結合される傾向があり、当該ＮＦＴの本体において、最初の光学的励起が発生する。この効果により、近接場は広がり得、これにより、局所的なホットスポットが広げられ得る。ペグの近くにて磁極の下に光学的に相互作用する補助構造を加えることによって、磁極に向かって近接場を集中し得る。磁極に向かって近接場を集中することは、ダウントラック方向において熱勾配を増加させる効果を有し得る。
【００３２】
図５Ａは、補助構造が存在しない場合の近接場５１０Ａの集中を示す。図５Ｂは、補助構造５２０が存在する場合の近接場６１０Ｂの集中を示す。図５Ａおよび図５Ｂから観察され得るように、近接場の集中は、図５Ｂにおける近接場の集中と比較して、拡大される。図５Ｂの補助構造５２０は、磁極５３０への近接場５１０Ｂの局所的集中を引き起こす。
【００３３】
図６Ａ〜図６Ｄは、補助構造のためのさまざまな構成および形状を示す。これらの図のすべてにおいて、ＮＦＴペグは補助構造の下に存在しており、ギャップによってそこから分離される。図６Ａは、磁極６１０と、ＮＦＴペグ６２０と、示されるように磁極６１０の幅より小さい幅を有する長方形の補助構造６４０とを示す。いくつかの場合において、補助構造６４２は、図６Ｂに示されるように磁極６１２の幅と実質的に同じ幅を有しており、ギャップによってペグ６２２から分離される。図６Ｃは、磁極６１４と、構造６４４とＮＦＴペグ６２４との間に曲率を含む補助構造６４４とを示す。１つの実現例に従うと、ＮＦＴペグ６２６に面する補助構造６４６の側は、図６Ｃに示されるように磁極６１６と面一であり得る。
【００３４】
当該補助構造は、ペグ領域の温度の実質的増加を引き起こすことなく、熱勾配を増加させ得る。図７Ａ〜図７Ｄは、さまざまな補助構造の幅について磁界分布およびペグ温度を示す。図７Ａは、磁極とペグ領域との間に配置された補助構造が存在しない場合の磁界分布およびヘッドペグ温度を示す。図７Ａについての磁界分布およびペグ温度はベースライン値を表わす。図７Ｂは、幅が４０ｎｍである補助構造を有するデバイスについて磁界分布およびペグ温度を示す。この場合、熱勾配は、ベースラインから５２％増加され、ペグ領域の温度は６Ｋだけ増加される。図７Ｃは、幅が８０ｎｍである補助構造を有するデバイスについて磁界分布およびペグ温度を示す。この場合、熱勾配は、ベースラインから４２％増加され、ペグ領域の温度は１０Ｋだけ増加される。図７Ｄは、幅が２００ｎｍである補助構造を有するデバイスについて磁界分布およびペグ温度を示す。この場合、熱勾配は、ベースラインから２９％増加され、ペグ領域の温度は８Ｋだけ増加される。
【００３５】
図８Ａおよび図８Ｂにおいて、ブロック図は別の実施形態に従ったＮＦＴを示す。拡大領域８２０の底部スタジアムの厚さ８４５は、ペグ領域８３０の高さ８３７と、ペグ領域８３０と補助構造８４０との間の距離８３５とに依存する。拡大領域８２０の底部スタジアム８４５の厚さは、ペグ８３７の高さと、ペグと補助構造８３５との間の距離とに依存する。その分析は、所与の設計についてこれらの値がどのように選ばれ得るかを示す。
【００３６】
図９Ａにおけるグラフは、熱勾配に対する、ペグ高さ（図８Ｂにおける高さ８３７）と、ペグ領域と補助構造との間の距離（本願明細書において「ＰＣＳ」とも称される図８Ｂにおける距離８３５）とのモデル化された影響を示す。モデルは、長方形のペグでの、４０ｎｍのＮＦＴ−頂部−磁極間隔（ＮＰＳ：NFT-top-pole spacing）、６０ｎｍのクロストラックペグ幅、３７５ｋｔｐｉのトラックピッチに基づく。熱勾配値のすべてが、線９１０によって示されるように、補助構造を有さないベースラインの場合と比較される。ベースラインの場合のペグ高さは２５ｎｍである。当該モデルは、２５ｎｍのペグ高さの場合の熱勾配（曲線９２０）、３０ｎｍのペグ高さの場合の熱勾配（曲線９３０）、４０ｎｍのペグ高さの場合の熱勾配（曲線９４０）、および５０ｎｍのペグ高さの場合の熱勾配（曲線９５０）を示す。２５ｎｍのペグ高さを使用する最も高い熱勾配変化はベースラインから＋２８％であった。４０ｎｍのペグ高さを使用する最も高い熱勾配はベースラインから＋３８％であった。５０ｎｍのペグ高さを使用する最も高い熱勾配はベースラインから＋４６％であった。さまざまな実現例に従うと、２５ｎｍのペグ高さを使用すると、約１２ｎｍから約２２ｎｍの範囲について、中心±５ｎｍにてコア−ペグ間隔は約１７ｎｍである。熱勾配の変化は１７ｎｍにて約＋１７％から約＋２８％である。いくつかの場合において、さまざまな実現例に従うと、４０ｎｍのペグ高さを使用すると、約１０ｎｍから約２０ｎｍの範囲について、中心±５ｎｍにてコア−ペグ間隔は約１５ｎｍである。熱勾配の変化は１５ｎｍにて約＋１４％から約＋３８％である。
【００３７】
図９Ｂにおけるグラフは、ペグ温度に対する、ペグ高さと、ペグ領域と補助構造との間の距離とのモデル化された影響を示す。当該モデルは、４０ｎｍのＮＰＳ、６０ｎｍのペグ幅および３７５ｋｔｐｉのトラックピッチに基づく。熱温度値のすべてが、線９１５によって示されるように、２５ｎｍのペグ高さを有するベースラインの場合（補助構造なし）と比較される。グラフは、２５ｎｍのペグ高さの場合の温度（曲線９２５）と、３０ｎｍのペグ高さの場合の温度（曲線９３５）と、４０ｎｍのペグ高さの場合の温度（曲線９４５）と、５０ｎｍのペグ高さの場合の温度（曲線９５５）とを示す。
【００３８】
他の実施形態において、ペグ形状は、図１０Ａおよび図１０Ｂに示されるように逆台形であり得る。図１０Ａは、磁極１０１０、拡大領域１０２０、補助構造１０４０、および逆台形ペグ領域１０３０を示す。図１０Ａに示されるように、補助構造および磁極に面するペグの側は、補助構造体および磁極から離れている側より短い。図１０Ｂは、台形ペグの接近図を示す。以下の分析の目的のために、中間部１０５０でのペグの幅は６０ｎｍであり、壁角度１０６０は１５°である。
【００３９】
図１１Ａは、熱勾配に対する、逆台形ペグの場合のペグ高さと、ペグ領域と補助構造との間の距離とのモデル化された影響を示す。モデルは、４０ｎｍのＮＰＳ、６０ｎｍのペグ幅、３７５ｋｔｐｉのトラックピッチおよび９ｎｍのトレンチ深さに基づく。熱勾配値のすべては、ペグ高さの値が２５ｎｍのベースライン（補助構造なし）（線１１１０）と比較される。当該モデルは、２５ｎｍのペグ高さの場合の熱勾配（曲線１１２０）と、４０ｎｍのペグ高さの場合の熱勾配（曲線１１３０）と、５０ｎｍのペグ高さの場合の熱勾配（曲線１１４０）とを示す。２５ｎｍのペグ高さを使用するモデル化された熱勾配変化（曲線１１２０）はベースラインから＋３３％であった。５０ｎｍのペグ高さを使用するモデル化された熱勾配１１４０はベースラインから＋５６％であった。
【００４０】
図１１Ｂは、ペグ温度に対する、逆台形ペグの場合のペグ高さと、ペグ領域と補助構造との間の距離とのモデル化された影響を示す。モデルは、４０ｎｍのＮＰＳ、６０ｎｍのペグ幅、３７５ｋｔｐｉのトラックピッチ、および９ｎｍのトレンチ深さに基づく。ペグ温度値のすべては、２５ｎｍのペグ高さ値を有するベースライン（補助構造なし）（線１１１５）と比較される。当該モデルは、２５ｎｍのペグ高さ（曲線１１２５）の場合の温度と、４０ｎｍのペグ高さ（曲線１１３５）の場合の温度と、５０ｎｍのペグ高さ（曲線１１４５）の場合の温度とを示す。
【００４１】
表１は、さまざまなペグ高さ（ｈＰｅｇ）での、熱勾配（ΔＴＧ）における最良の場合の変化と、長方形のペグ（Ｒｅｃｔ）および逆台形ペグ（ｉ−ｔｒａｐ）の両方についてのペグ温度（ΔＴ）の変化とを、上記の分析に基づき要約する。
【００４２】
【表１】
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【００４３】
図１２は、さまざまな実施形態に従ったフロー図である。導波路を通って伝播する光またはソリッドイマージョンミラー（ＳＩＭ：solid immersion mirror）によって反射される光は１２１０にてＮＦＴ上に集中する。さまざまな実現例に従うと、ＮＦＴは、拡大領域と、拡大領域から媒体対向面に向かって延在するペグとを含む。ペグ領域は磁極から離れるよう向いている。磁極とペグ領域との間に構造が位置決めされる。当該構造は、拡大領域から媒体対向面に向かって延在する。磁極は１２２０にて、当該構造を使用して磁極に結合される。
【００４４】
別の態様で示されていなければ、明細書および特許請求の範囲において使用される機構のサイズ、量および物理的性質を表すすべての数は、すべての場合において、「約」という用語によって修飾されるとして理解されるべきである。したがって、反対であるよう示されなければ、上記の明細書および添付の特許請求の範囲において記載される数値パラメータは、本願明細書において開示される教示を利用して当業者が得るよう求める所望の特性に依存して変化し得る近似である。終点による数値範囲の使用は、その範囲（たとえば、１〜５は１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４および５を含む）内と、その範囲内の任意の範囲内とにおけるすべての数字を含む。
【００４５】
例示的な実施形態の上記の記載は、例示および説明目的で与えられている。網羅的であることまたは開示されたそのものの形態に発明概念を限定することを意図したものではない。上記の教示に鑑みて多くの修正例および変形例が可能である。開示された実施形態のうちのいずれかまたはすべての特徴は個々にまたは任意の組合せで適用され得るが、これは、限定的であることを意図しているのではなく純粋に例示的である。当該範囲は、この詳細な説明によって限定されず、本願明細書に添付された特許請求の範囲によって決定されることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【外国語明細書】
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