(57)【要約】 【課題】  高周波磁界の周波数を制御可能な高周波アシスト磁気ヘッド及び磁気記録再生装置を得る。【解決手段】  実施形態に係る高周波アシスト磁気ヘッドは、磁気記録媒体に記録磁界を印加する主磁極と、主磁極と磁気回路を構成する補助磁極と、主磁極及び補助磁極間に設けられ、磁区伝搬方向に対し垂直な磁気異方性を持ち、両端を有する磁区伝搬路、磁区伝搬路内に磁区を書き込む磁区入力部、及び磁区伝搬路に接続された通電機構を有する磁区伝搬素子とを含む。【選択図】図１
2016110677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記録媒体に記録磁界を印加する主磁極と、
前記主磁極と磁気回路を構成する補助磁極と、
前記主磁極及び前記補助磁極間に設けられ、
磁区伝搬方向に対し垂直な磁気異方性を持ち、両端を有する磁区伝搬路、前記磁区伝搬路内に磁区を書き込む磁区入力部、及び前記磁区伝搬路に接続された通電機構を有する磁区伝搬素子とを具備することを特徴とする高周波アシスト磁気ヘッド。
【請求項２】
前記磁区伝搬路の少なくとも一部は線状であり、かつ浮上面近傍に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の高周波アシスト磁気ヘッド。
【請求項３】
前記通電機構には直流電流が通電されることを特徴とする請求項１または２に記載の高周波アシスト磁気ヘッド。
【請求項４】
前記磁区伝搬方向は、オフトラック方向、もしくは媒体膜厚方向のいずれかを含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の高周波アシスト磁気ヘッド。
【請求項５】
前記磁区伝搬路の磁区周期は２０ｎｍないし１００ｎｍであり、かつ高周波磁界の周波数が５ＧＨｚないし４０ＧＨｚであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の高周波アシスト磁気ヘッド。
【請求項６】
前記磁区伝搬路の磁区周期を検出可能な素子をさらに具備する請求項１ないし５のいずれか１項に記載の高周波アシスト磁気ヘッド。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の高周波アシスト磁気ヘッドを備えたことを特徴とする磁気記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、高周波アシスト磁気ヘッド及び磁気記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高周波アシスト磁気記録方式は、高記録密度を実現する記録方式として注目されている。
【０００３】
高周波アシスト磁気記録方式では、記録信号周波数より十分に高い、磁気記録媒体の共鳴周波数付近の高周波磁界を局所的に印加する。この結果、磁気記録媒体が共鳴し、高周波磁界を印加された磁気記録媒体の保磁力（Ｈｃ）はもともとの保磁力の半分以下となる。このため、記録磁界に高周波磁界を重畳することにより、より高保磁力（Ｈｃ）かつ高磁気異方性エネルギー（Ｋｕ）の磁気記録媒体への磁気記録が可能となる。
【０００４】
高周波アシスト磁気ヘッドとして、例えば、主磁極及び補助磁極間に、スピン注入層、非磁性中間層、及び発振層の積層体を含むスピントルク発振素子を形成したものがある。
【０００５】
また、他の高周波アシスト磁気ヘッドとして、導体線に高周波電流を流すことで発生するアンペア磁界を高周波磁界として利用するものがある。
【０００６】
しかしながら、いずれの磁気ヘッドでも高周波磁界の発振周波数は一定であり、制御することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−９９２４８号公報
【特許文献２】特開２０１０−１８６５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の実施形態は、高周波磁界の周波数を制御可能な高周波アシスト磁気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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態によれば、磁気記録媒体に記録磁界を印加する主磁極と、
前記主磁極と磁気回路を構成する補助磁極と、
前記主磁極及び前記補助磁極間に設けられ、
磁区伝搬方向に対し垂直な磁気異方性を持ち、両端を有する磁区伝搬路、前記磁区伝搬路内に磁区を書き込む磁区入力部、及び前記磁区伝搬路に接続された通電機構を有する磁区伝搬素子とを具備することを特徴とする高周波アシスト磁気ヘッドが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態にかかる高周波アシスト磁気ヘッドの概略的な構成を表す図である。
【図２】図１をダウントラック方向から見た図である。
【図３】実施形態にかかる高周波アシスト磁気ヘッドの概略的な構成の他の例を表す図である。
【図４】実施形態にかかる高周波アシスト磁気ヘッドの概略的な構成さらに他の例を表す図である。
【図５】図４の高周波アシスト磁気ヘッドをヘッド浮上面より見た図である。
【図６】磁区伝搬路への磁区入力の一例を模式的に表す図である。
【図７】磁区伝搬路への磁区入力の他の一例を模式的に表す図である。
【図８】磁区周期を検出可能な素子を備えた磁区伝搬素子の一例を模式的に表す図である。
【図９】実施形態に係る高周波アシスト磁気ヘッドのシミュレーションに用いた磁区伝搬素子の概要を表す図である。
【図１０】磁区周期λを変化させた場合の媒体面内方向の磁界強度を表すグラフ図である。
【図１１】ＯＷの周波数依存性を表すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施形態に係る高周波アシスト磁気ヘッドは、磁気記録媒体に記録磁界を印加する主磁極と、主磁極と磁気回路を構成する補助磁極と、主磁極及び補助磁極間に設けられた磁区伝搬素子とを有する。
【００１２】
磁区伝搬素子は、磁区伝搬路と、磁区伝搬路内に磁区を書き込む磁区入力部と、磁区伝搬路に接続された通電機構とを有する。
【００１３】
磁区伝搬路は、磁区伝搬方向に対し垂直な磁気異方性を持ち、両端を有する。
【００１４】
実施形態に係る高周波アシスト磁気ヘッドを用いると、磁区伝搬路に磁区を書き込み、磁区伝搬路に通電することにより磁区伝搬路の磁区を駆動させることで、高周波磁界を発生することができる。記録磁界にこの高周波磁界を重畳することにより、磁気記録を行うことができる。
【００１５】
磁区伝搬路の少なくとも一部は、線状の形状を有することができる。また、磁区伝搬路の少なくとも一部は、高周波アシスト磁気ヘッドの浮上面近傍に配置することができる。
【００１６】
通電機構には直流電流を通電することができる。
【００１７】
磁区伝搬路の磁区伝搬方向は、高周波アシスト磁気ヘッドにより記録可能な磁気記録媒体のオフトラック方向、もしくはこの磁気記録媒体の膜厚方向のいずれかを含むことが可能である。
【００１８】
磁区伝搬路の磁区周期は２０ｎｍないし１００ｎｍにすることができる。
【００１９】
磁区周期が２０ｎｍ未満であると、高周波磁界強度が不十分となり、十分なアシスト効果が得らなくなる傾向があり、１００ｎｍを越えると、高周波磁界印可によりアシスト効果の生じる領域が広範となり、高い記録分解能を得られにくくなる傾向がある。
【００２０】
また、実用的な磁気記録媒体を考慮した場合、高周波磁界の周波数は５ＧＨｚないし４０ＧＨｚにすることが好ましい。
【００２１】
これらの高周波磁界の周波数範囲外では、記録媒体内で強磁性共鳴現象を誘起出来ず、高周波磁界を印加したことによるアシスト効果を得ることが出来ない。
【００２２】
実施形態に係る磁気記録再生装置は、上記高周波アシスト磁気ヘッドを備えている。
【００２３】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２４】
実施形態にかかる高周波アシスト磁気ヘッドの概略的な構成を表す図を図１に示す。
【００２５】
図１を、ダウントラック方向から見た図を図２に示す。
【００２６】
このダウントラック方向を矢印８で表す。
【００２７】
図１に示すように、実施形態にかかる高周波アシスト磁気ヘッド１０は、この磁気ヘッドを浮上型の磁気記録再生装置に組み込んだ場合の浮上面を７とするとき、浮上面７上に設けられた主磁極１と、同様に浮上面７上に設けられ、図示しないトレーリングシールドとの間に各々図示しない絶縁層を介して、浮上面７近傍を通過するように形成された磁気伝搬素子２とを備えている。
【００２８】
磁区伝搬素子２は、磁区伝搬方式を使用して高周波磁界を発生するための素子であり、磁区伝搬路３、磁区入力部４、及び磁区伝搬路３に接続された通電機構として電極５を備えている。
【００２９】
ここでは、図面を簡略化するため、高周波アシスト磁気ヘッド１０の磁極として、主磁極１のみを図示しているが、基本的な磁気ヘッド構成として、トレーリングシールドや、サイドシールドなどの主磁極と磁気回路を構成する図示しない補助磁極をさらに含むことができる。磁区伝搬路２は、内部に磁区が形成され、これを伝搬することにより高周波磁界を発生するための部材であり、細線形状を有する磁性体により構成される。磁区入力部４により形成された磁区伝搬路２内の磁区９は、図示しない信号源から電極５を介して供給される電流を通電することで細線の長さ方向すなわち矢印６で表される方向に伝搬する。ここでは、この方向を磁区伝搬方向という。電極５には、直流電流を通電することができる。本実施形態は、スピントルク発振素子と同様に直流電流を使用し、交流磁界を発生することが出来るため、その動作上、特に交流電流を必要としない。また直流電流駆動においては表皮効果などの影響を考える必要がない。なお、磁区を伝搬するために磁区伝搬路２を含んで構成される電気回路は、高周波アシスト磁気ヘッド１０の一部を含んで構成し得る。電流の方向は、磁区９の伝搬方向が磁区入力部４から主磁極１近傍に向かう方向に決定される。なお、細線の長さ方向に対して垂直な面で切った断面形状は、例えば四角形、円形または楕円形である。また磁区伝搬路における磁化容易軸は細線の長さ方向に対して垂直に付与される。このような磁気異方性と磁区の伝搬方向の関係を使用することで磁区伝搬路２内に高密度に磁区が形成された場合でも安定した動作が可能となる。なお、図１には、例として磁区伝搬路２内の磁化容易軸がダウントラック方向に付加されている場合を示しているが、磁化容易軸が磁区伝搬方向に対して垂直方向に付加されていれば、この限りではない。このような磁区伝搬方向と、磁区の磁気異方性との関係を用いることにより、磁区伝搬路の終端部における磁区構造の変化が小さく、終端部に特殊な形状を用いることなく安定した動作が可能になる。
【００３０】
例えば、図１のように細線の長さ方向がオフトラック方向に対して平行に形成される場合には、磁気異方性の容易軸が膜面垂直方向にあることにより、磁化方向を磁区伝搬路の細線の長さ方向に対して垂直方向に向けることができる。
【００３１】
磁区伝搬路材料として、ｃ軸が膜面垂直方向に向いているＣｏ、ＣｏＰｔや、ＦｅＰｔ、Ｃｏ／Ｎｉ積層膜、Ｃｏ／Ｐｔ積層膜、Ｃｏ／Ｐｄ積層膜、ＴｂＦｅ層などが挙げられる。また、磁区伝搬路材料として、その他、希土類元素と鉄族遷移元素との合金で、垂直磁気異方性を示す材料を用いることもできる。具体的には、ＧｄＦｅ、ＧｄＣｏ、ＧｄＦｅＣｏ、ＴｂＦｅ、ＴｂＣｏ、ＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＦｅ、ＧｄＴｂＣｏ、ＤｙＦｅ、ＤｙＣｏ、ＤｙＦｅＣｏなどが挙げられる。
【００３２】
また、磁区伝搬路に用いられるこれらの磁性体には、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｂｉ、Ｔａ、Ｂ、Ｃ、Ｏ、Ｎ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｚｒ、Ｉｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｈなどの非磁性元素を添加することができる。また、下地層を適切に選択することにより、磁気特性の調整が可能である。または、その他、結晶性、機械的特性、及び化学的特性などの各種物性を調節することができる。下地層の材料としては、Ｒｕ，Ｔｉ、Ｐｔ，Ｐｄ、ＭｇＯ，Ｃｒ、Ｃｕ、Ｔａなどがあげられる。
【００３３】
図３は、実施形態にかかる高周波アシスト磁気ヘッドの概略的な構成の他の例を表す図を示す。
【００３４】
この高周波アシスト磁気ヘッド１１は、磁区伝搬素子２の配置が異なる以外は、図１と同様の構成を有する。なお、図示しないが、磁区入力部４は、矢印で表される磁区伝搬方向６’の上流側の磁区伝搬路３に設けられ、電極５は、磁区伝搬路３の両端に設けられている。
【００３５】
実施形態にかかる高周波アシスト磁気ヘッド１０，１１では、磁区伝搬路３は少なくともその一部が主磁極１のトレーリング側を浮上面７近傍で通過するように配置される。図１では主磁極１近傍において、トレーリング側に設置された磁区伝搬路３の長さ方向が磁気記録媒体に対しオフトラック方向となるように配置されているが、例えば、図３に示すように、磁区伝搬路２の長さ方向が媒体浮上面に対し略法線方向（磁区伝搬方向６’）となるように配置することができる。このとき磁区伝搬路２の長さ方向は磁気記録媒体の膜厚方向となる。
【００３６】
また、実施形態においては磁区伝搬路の直下には等しい強度と周波数を持つ高周波磁界を印可することができる。もし磁区伝搬路の長さ方向がダウントラック方向と略平行である場合には、ダウントラック方向に一様な高周波磁界が印可されることになり、そのため線方向に沿ってほぼ一様のアシスト効果が発生することになる。このため、磁区伝搬路の長さ方向がダウントラック方向と略平行であると、線記録密度の向上に効果的なアシスト効果を得ることが困難となる傾向がある。また同様の観点から図１に示すような磁区伝搬路の長さ方向がオフトラック方向である場合であっても、磁区伝搬路が浮上面近傍で広範囲に露出していると、高周波磁界印可領域が広範となり、トラック記録密度が得られにくくなる傾向があるため、浮上面近傍に露出する磁区伝搬路の長さは、主磁極の幅と同等程度、実用的には、例えば１００ｎｍ以下、好ましくは２０ないし１００ｎｍにすることができる。また、磁区伝搬路は直線形状に限らず、途中で方向が変化するように形成することができる。
【００３７】
図４に、実施形態にかかる高周波アシスト磁気ヘッドの概略的な構成さらに他の例を表す図を示す。
【００３８】
図示するように、この高周波アシスト磁気ヘッド１３は、磁区伝搬路３が磁気ヘッド１３の高さ方向にその両端を持ち上げたような形状を有すること以外は、図１と同様の構成を有する。
【００３９】
図５は、図４に示す構成を有する高周波アシスト磁気ヘッド１３をヘッド浮上面より見た図である。
【００４０】
図示するように、高周波アシスト磁気ヘッド１３は、主磁極１と、主磁極１上に絶縁層２１を介して設けられた下地層２２と、下地層２２上に形成された磁区伝搬素子２と、磁区伝搬素子２上に絶縁層２３を介して設けられ、主磁極と磁気回路を構成するトレーリングシールド２４及び主磁極１の両側に絶縁層２５を介して設けられたサイドシールド２６などのシールド構成を有する。
【００４１】
磁区伝搬路は、磁区入力部から主磁極のオフトラック中心ＡＢＳ近傍においては主磁極や磁気シールド等と電気的に絶縁することができる。これは、この区間において電流の分流が生じることで、端子間に通電する電流が大きくなることを抑制するためである。そのため、浮上面近傍においては主磁極上に絶縁層、必要に応じて磁区伝搬路の配向性や磁気特性の制御を行うための下地層、及び磁区伝搬路が順に積層され得る。また、トレーリング側に主磁極と磁気回路を形成する磁気シールドを形成する場合、さらに絶縁層を積層し、その上に磁気シールドを形成する。磁気ヘッドの一部を電極として用いる場合であっても、同様の区間、位置においては、上記に述べたような構成が用いられることが好ましい。
【００４２】
実施形態に用いられる磁区伝搬路内を伝搬する磁区の伝搬速度は磁区伝搬路に通電される電流密度により制御することができる。一般的に磁区伝搬素子から発生する高周波磁界の周波数は磁区の伝搬速度と周期によって決定する。
【００４３】
磁区の伝搬速度ｖは以下の式で表される。
【数１】
2016110677.tif 000003
【００４４】
ここでμＢはボーア磁子、ｐはスピン分極率、ｉは磁区伝搬路に与えられる電流密度、ｅは電子の電荷量、Ｍｓは飽和磁化である。μＢ、ｅは物理定数であり、Ｍｓ，ｐは磁区伝搬路に使用する材料によって決定するため、磁区の伝搬速度ｖは磁区伝搬路に流れる電流密度ｉに比例して変化する。
【００４５】
この時、磁区伝搬路内に形成された磁区の周期がλである場合、磁区伝搬路から発生する高周波磁界の周波数ｆは以下の式で決定する。
【数２】
2016110677.tif 000004
【００４６】
このように、実施形態によれば、電流密度ｉにより高周波磁界によるアシスト効果が最大となるように高周波磁界の周波数を調整することが可能になる。一方で、高周波磁界強度は磁区周期にのみ依存するため、電流密度による周波数制御を行うことで、高周波磁界強度は周波数と独立に制御することが出来る。
【００４７】
磁区入力部は、例えば電磁石などにより構成され、この場合、電磁石により発生する磁界を磁区伝搬路へ与えることで磁区伝搬路内への磁区の入力を行う。なお、このような電磁石による磁区入力を行う場合、電磁石として磁気ヘッドの一部を含むように磁区入力部を設けることができる。磁区入力は磁界印可によるものに限らず、スピン偏極電流を利用した手法を用いることができる。
【００４８】
図６に、磁区伝搬路への磁区入力の一例を模式的に表す図を示す。
【００４９】
例えば、図示するように、磁区入力部４は、非磁性層１６と磁化方向の固着された強磁性層１５と電極１４が順に積層された構成を有し、磁区伝搬路３に接続されている。さらに、磁区伝搬路３を挟んで磁区入力部４と反対側に対となる電極１８が設けられる。電極１４には、図示しない信号源が接続され、書き込み時には信号源から電極１４に電位を与える。これにより、磁区伝搬路３を介して、対となる電極１８との間に電子が流れる。電子は強磁性層１５から磁区伝搬路３に向かって流れ、矢印１７に示すように、強磁性体１５の磁化方向にスピン偏極した電子流となる。このスピン偏極した電子流により、磁区伝搬路３内の磁化方向が強磁性体１５と同じ方向になる。このとき図示しない外部電源の極性を変更することで、磁区伝搬路３内の磁区の極性を変化させることが出来る。
【００５０】
図７に、磁区伝搬路への磁区入力の他の一例を模式的に表す図を示す。
【００５１】
変形例として、図示するように、例えば電極１８の代わりに、磁区伝搬路３を挟んで反対側に、非磁性層２７と磁区入力部４の強磁性層１５と逆向きに磁化が固着された強磁性層２８と電極２９とからなる磁区入力部３１が設けられる以外は図６と同様である。電極１６、電極２９間に図示しない信号源により電位差を与え、磁区入力部４と磁区入力部３１を一体として動作させることで、より効果的にスピン偏極した電子流を生成することが出来る。この時、磁区伝搬路３内の磁化方向は、電子が初めに通過する強磁性体（１５もしくは２８）と同じ方向になる。なお、図６に示す磁区伝搬路３には磁区入力部が１つ、図７に示す磁区伝搬路３には、磁区入力部４，３１の１対のみが設けられているが、２つもしくは２対以上の複数の磁区入力部を含むことができる。なお、ここに示した例はあくまで一例であり、これ以外の手法を用いて磁区の入力を行うこともできる。また、これらの磁区入力部は磁区伝搬方向に対して複数設けることが可能であり、この場合、磁区入力部の制御周波数を低下させることが出来る。
【００５２】
また、磁区伝搬素子の磁区伝搬路近傍に、磁区伝搬路の磁区周期を検出可能な素子をさらに設けることができる。
【００５３】
図８に、磁区周期を検出可能な素子を備えた磁区伝搬素子の一例を模式的に表す図を示す。
【００５４】
例えば図示するように、この磁区伝搬素子３８は、磁区伝搬路３と、磁区伝搬路３に設けられた磁区サイズ検出部３５を有する。磁区サイズ検出素子３５は、非磁性層３４と、磁化方向が固定された強磁性層３３と、電極３２とが積層された構を有し、さらに、磁区伝搬路３を電流が通過するようにもうひとつの電極３７が設置された磁気抵抗素子である。この構成は、スピン偏極流を用いた磁区入力部と類似する。この磁区伝搬素子３８では、磁区サイズ検出部の電極３２，３７間に磁区伝搬路３を介して電流を通電することにより、磁区サイズの検出を行うために、電極３２，３７は近接して設けることが好ましい。
【００５５】
磁区サイズ検出素子３５直下の磁区伝搬路３内の磁化は、強磁性層３３の磁化方向と同じ（平行）場合には電極間の低抵抗と状態になる。一方で、磁区サイズ検出素子直下の磁区伝搬路内磁化が強磁性層３３の磁化方向と異なる（反平行）場合には電極間の抵抗が高くなる。この抵抗変化は参照層と対抗する磁区伝搬路それぞれの平均的な磁化方向を反映したものであるので、磁区を伝搬させながら磁気抵抗の変化を検出し、その波高値、実効値、及び時間に対する信号波形を直接観測することにより、磁区サイズの検出が可能になる。これらの磁区サイズ検出素子は複数設置してもよく、これにより検出精度、及び検出サイズ範囲を向上させることが出来る。
【００５６】
例えば波高値による検出を行う場合、磁気抵抗素子はその直下に存在する磁区伝搬路内の磁区状態を平均化した出力を与える。このため、原理上、磁区サイズが磁気抵抗効果素子長さをＬｒとした場合、０．５×Ｌｒ〜１．０×Ｌｒの範囲の磁区サイズを検出することが出来る。但し、２つ以上の磁区が、検出素子直下に存在する場合には、磁区サイズを波高値から明確に知ることはできない。複数の磁区サイズ検出素子を設けＬｒを変化させることで、その検出サイズの範囲を容易に拡大させることが出来る。
【００５７】
磁区伝搬素子におけるスピン偏極電子流を用いた場合の磁区入力部、および磁区サイズ検出部の強磁性体材料には磁区伝搬路と同様の各種磁性体を用いることが出来る。また磁区入力時の書き込み電流の低電流化や磁区サイズ検出部の出力増加には、強磁性体材料が高いスピン分極率を有する材料を用いることが望ましい。ハーフメタルと呼ばれる高スピン分極率材料は、理想的な材料である。
【００５８】
ハーフメタルの例として、ホイスラー系合金、ルチル型酸化物、スピネル型酸化物、ペロブスカイト型酸化物、二重ペロブスカイト型酸化物、閃亜鉛鉱型クロム化合物、パイライト型マンガン化合物、及びセンダスト合金があげられる。また、これらの材料は、スピン偏極電子流を用いた場合の磁区入力部、および磁区サイズ検出部の強磁性体層の一部に挿入することができる。
【００５９】
また、非磁性層として、非磁性金属あるいは非磁性絶縁性材料の薄膜を用いることが出来る。
【００６０】
非磁性金属としては、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｔ、及びＢｉのうちいずれか、あるいはこれらのいずれか一種以上を含む合金を用いることが出来る。また、この非磁性層の厚さは、参照層と磁区伝搬路との静磁結合が十分小さく、かつ、非磁性層のスピン拡散長よりも小さくする必要があり、具体的には０．２ｎｍ以上、２０ｎｍ以下の範囲内とすることが好ましい。
【００６１】
非磁性絶縁性材料の磁気抵抗効果を大きくするには、非磁性材料をトンネルバリア層として機能させるのが効果的である。この場合、非磁性絶縁性材料として、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、ＡｌＮ、Ｂｉ２Ｏ３、ＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＳｒＴｉＯ３、ＡｌＬａＯ３、Ａｌ−Ｎ−Ｏ、Ｓｉ−Ｎ−Ｏ非磁性半導体などを用いることが出来る。上記非磁性半導体としては、例えば、ＺｎＯ、ＩｎＭｎ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＴｉＯ２、Ｚｎ、Ｔｅ、またはそれらに遷移金属をドープされたものなどを用いることが出来る。これらの化合物は、科学量論的にみて完全に正確な組成である必要はなく、酸素、窒素、フッ素などの欠陥、あるいは過不足があってもよい。また、この非磁性絶縁性材料からなる非磁性層の厚さは例えば０．２ｎｍないし５ｎｍの範囲内にすることができる。また、非磁性層が絶縁体である場合、その内部にピンホールが存在し得る。
【００６２】
（シミュレーション）
図９は、実施形態に係る高周波アシスト磁気ヘッドのシミュレーションに用いた磁区伝搬素子の概要を表す図である。
【００６３】
図中、各パラメータ、磁区周期をλ、素子幅をｗ、素子高さをｈで示す。
【００６４】
ここでは、磁区伝搬路３はその磁区伝搬路の長さ方向に対して正方形の断面形状を持つものとし、素子幅ｗ＝２０ｎｍ、素子高さｈ＝２０ｎｍとした。また磁区伝搬路の長さは１００ｎｍとし、なお磁区伝搬路内の飽和磁化は１．４Ｔとした。
【００６５】
図１０に、磁区周期λを変化させた場合の媒体面内方向の磁界強度を表すグラフ図を示す。
【００６６】
マイクロ波アシスト磁気記録では媒体の磁化容易軸方向に対して垂直な面に印可される高周波磁界成分がアシスト効果へ支配的であることが知られているので、ここでは、これに該当する磁界成分を観測している。なお、観測点は、磁区伝搬路直下のヘッド浮上面から媒体方向に１３．０ｎｍの位置とし、下記表１と対応して、各磁区伝搬路の長さ方向ならびに磁化方向に対してシミュレーションを実施した。
【表１】
2016110677.tif 000005
【００６７】
図中、１０１は、磁区伝搬方向がクロストラック方向、磁区伝搬路の磁化容易軸が磁気ヘッド高さ方向、１０２は磁区伝搬方向がクロストラック方向、磁区伝搬路の磁化容易軸がダウントラック方向、１０３は磁区伝搬方向が磁区ヘッド高さ方向、磁区伝搬路の磁化容易軸がダウントラックもしくはクロストラック方向の場合をそれぞれ示す。
【００６８】
いずれのケースにおいても磁区周期λが２０ｎｍ以下ではアシストに寄与する高周波磁界が略零であるのに対し、λ＞２０ｎｍの領域となると磁界強度が磁区周期に対して単調に増加していくことが分かる。以上のことから、このような磁区伝搬型高周波磁界発生素子において有用なアシスト効果を得るためには、少なくとも２０ｎｍよりも長い磁区周期をもつことが望ましいことが分かる。
【００６９】
図１１に、オーバーライト（ＯＷ）値の周波数依存性を表すグラフ図を示す。
【００７０】
ＯＷは記録ヘッドの持つ書き込み能力を示す特性値であり、垂直磁気記録の場合、以下の式に示す通り、高周波信号パターン上に低周波信号を記録した際の高周波信号の出力減衰率により表される。
【数３】
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【００７１】
ここで、分母のシグナルｂは高周波信号を記録した際の高周波信号の出力値であり、分子のシグナルａは高周波信号上に低周波信号を記録した際の高周波信号の残存出力値である。これらの出力値には一般にＴＡＡ（Ｔｒａｃｋ  ａｖｅｒａｇｅｄ  ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）が用いられる。実施形態においては、高周波信号として理想的な１０００ｋｆｃｉパターン（トラック方向には一様）を与え、この条件における１０００ｋｆｃｉ出力信号をシグナルｂとした。また、このパターン上に低周波信号として１６６ｋｆｃｉのパターンを記録ヘッドにより記録した際の１０００ｋｆｃｉ信号出力をシグナルａとして、その減衰率をＯＷとして定義している。
【００７２】
グラフ１０４は以下に示す条件におけるＯＷ値の周波数依存性である。
【００７３】
実施形態によれば、シミュレーションに使用した磁気記録媒体は異方性磁界１６ｋＯｅ、媒体飽和磁化７００ｅｍｕ／ｃｃ、ダンピング定数０．０３、記録層膜厚１４ｎｍのものを想定し、記録ヘッド浮上面から、媒体記録層中心までの距離を１３ｎｍとしている。なお実施形態によれば、オーバーライト値は１０００ｋｆｃｉの理想初期磁化パターン上に、これよりも十分に低密度な信号を記録した際の１０００ｋｆｃｉの信号の減衰率として、前記の式から求めている。
【００７４】
主磁極近傍の磁区伝搬方向をオフトラック方向とし、磁区伝搬路の断面積、形成された磁区周期、駆動周波数は、それぞれ２０×２０ｎｍ２、３０ｎｍ、１ＧＨｚから２５ＧＨｚとした。なお磁区伝搬路は磁気記録ヘッドのトレーリング側表面から対抗する磁区伝搬路表面までの距離は１０ｎｍとしている。
【００７５】
このケースの場合、５ＧＨｚ以上の高周波磁界を印加することで、アシスト効果によるオーバーライトゲインが得られていることが分かる。また周波数を調整することにより、最大で４．８ｄＢ程度までオーバーライト値が改善されており、これは磁界強度にしておよそ１０％の強度改善が得られていることを示す。
【００７６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７７】
１…主磁極、２…磁区伝搬素子、３…磁区伝搬路、４…磁区入力部、５…電極、６…磁区伝搬方向、７…浮上面、９…磁区、１０，１１，１３…磁気ヘッド、２４…補助磁極
【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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