CN114974316A - 磁头以及磁记录装置 - Google Patents

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CN114974316A CN202110859082.5A CN202110859082A CN114974316A CN 114974316 A CN114974316 A CN 114974316A CN 202110859082 A CN202110859082 A CN 202110859082A CN 114974316 A CN114974316 A CN 114974316A
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中川裕治
成田直幸
高岸雅幸
前田知幸
永泽鹤美
首藤浩文
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Toshiba Electronic Devices and Storage Corp
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Toshiba Corp
Toshiba Electronic Devices and Storage Corp
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Abstract

提供能提高记录密度的磁头以及磁记录装置。根据实施方式，磁头包括第1磁极、第2磁极以及设置在第1磁极与第2磁极之间的层叠体。层叠体包括第1磁性层、设置在第2磁极与第1磁性层之间的第2磁性层、设置在第2磁极与第2磁性层之间的第3磁性层、设置在第1磁性层与第1磁极之间的第1非磁性层、设置在第2磁性层与第1磁性层之间的第2非磁性层、设置在第3磁性层与第2磁性层之间的第3非磁性层以及设置在第2磁极与第3磁性层之间的第4非磁性层。沿着从第1磁极朝向第2磁极的第1方向的第1磁性层的第1厚度比沿着第1方向的第2磁性层的第2厚度厚。沿着第1方向的第3磁性层的第3厚度比第2厚度厚。

Description

磁头以及磁记录装置
本申请以日本特许申请2021-028527(申请日2021年2月25日)为基础，根据该申请享受优先权。本申请通过参照该申请而包含该申请的全部内容。
技术领域
本发明的实施方式涉及磁头以及磁记录装置。
背景技术
使用磁头来在HDD(Hard Disk Drive，硬盘驱动器)等的磁记录介质记录信息。在磁头以及磁记录装置中，希望提高记录密度。
发明内容
本发明的实施方式提供能够提高记录密度的磁头以及磁记录装置。
用于解决问题的技术方案
根据本发明的实施方式，磁头具备：第1磁极；第2磁极；以及层叠体，其设置在所述第1磁极与所述第2磁极之间。所述层叠体包括：第1磁性层；第2磁性层，其设置在所述第2磁极与所述第1磁性层之间；第3磁性层，其设置在所述第2磁极与所述第2磁性层之间；第1非磁性层，其设置在所述第1磁性层与所述第1磁极之间；第2非磁性层，其设置在所述第2磁性层与所述第1磁性层之间；第3非磁性层，其设置在所述第3磁性层与所述第2磁性层之间；以及第4非磁性层，其设置在所述第2磁极与所述第3磁性层之间。沿着从所述第1磁极朝向所述第2磁极的第1方向的所述第1磁性层的第1厚度比沿着所述第1方向的所述第2磁性层的第2厚度厚。沿着所述第1方向的所述第3磁性层的第3厚度比所述第2厚度厚。
根据上述结构的磁头，能够提供能提高记录密度的磁头和磁记录装置。
附图说明
图1的(a)和图1的(b)是对第1实施方式涉及的磁头进行例示的示意图。
图2是对第1实施方式涉及的磁记录装置进行例示的示意性的剖视图。
图3是对磁头的特性进行例示的曲线图。
图4的(a)～图4的(c)是对磁头的特性进行例示的曲线图。
图5的(a)和图5的(b)是对磁头的特性进行例示的曲线图。
图6是对第1实施方式涉及的磁头的特性进行例示的示意图。
图7的(a)和图7的(b)是对第1实施方式涉及的磁头的特性进行例示的示意图。
图8的(a)和图8的(b)是对第1实施方式涉及的磁头的特性进行例示的示意图。
图9是对实施方式涉及的磁头进行例示的示意性的剖视图。
图10是对实施方式涉及的磁记录装置进行例示的示意性的立体图。
图11是对实施方式涉及的磁记录装置的一部分进行例示的示意性的立体图。
图12是对实施方式涉及的磁记录装置进行例示的示意性的立体图。
图13的(a)和图13的(b)是对实施方式涉及的磁记录装置的一部分进行例示的示意性的立体图。
标号说明
20层叠体；20D电气电路；21～23第1磁性层～第3磁性层；30D记录电路；30F介质对向面；30c线圈；30i绝缘部；31、32第1磁极、第2磁极；33屏蔽件；41～44第1非磁性层～第4非磁性层；60记录部；70再现部；71磁再现元件；72a、72b第1再现磁屏蔽件、第2再现磁屏蔽件；80磁记录介质；81磁记录层；82介质基板；83磁化；85介质移动方向；θ1角度；110磁头；150磁记录装置；154悬架；155臂；156音圈马达；157轴承部；158头万向架组件；159头滑块；159A空气流入侧；159B空气流出侧；160头堆叠组件；161支承框架；162线圈；180记录用介质盘；180M主轴马达；181记录介质；190信号处理部；210磁记录装置；AR、AR1箭头；D1第1方向；Iw记录电流；MD1、MD2第1模型、第2模型；Mz磁化；Mz1～Mz3第1磁化～第3磁化；OS振荡强度；RR2、RR3比；Rx电阻；Rxa1～Rxa4第1电阻～第4电阻；Rxa平均值；Rxd变化率；Rxd1～Rxd4第1变化率～第4变化率；T1、T2第1端子、第2端子；W1、W2第1布线、第2布线；ic电流；ix电流；ix1～ic4第1电流～第4电流；je电子流；t1～t3第1厚度～第3厚度；t41～t44厚度；tm时间
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的各实施方式进行说明。
附图是示意性的或者概念性的，各部分的厚度与宽度的关系、部分间的大小的比率等不限于一定与现实的相同。即使是在表示相同的部分的情况下，有时根据附图而相互的尺寸、比率也不相同地进行表示。
在本申请说明书和各图中，对与在前面关于已经出现的附图描述过的要素同样的要素赋予同一标号，适当省略详细的说明。
(第1实施方式)
图1的(a)和图1的(b)是对第1实施方式涉及的磁头进行例示的示意图。
图1的(a)是剖视图。图1的(b)是从图1的(a)的箭头AR1观察到的俯视图。
图2是对第1实施方式涉及的磁记录装置进行例示的示意性的剖视图。
如图2所示，实施方式涉及的磁记录装置210包括磁头110和电气电路20D。磁记录装置210也可以包括磁记录介质80。在磁记录装置210中，至少进行记录动作。在记录动作中，使用磁头110来在磁记录介质80中记录信息。
磁头110包括记录部60。如后述的那样，磁头110也可以包括再现部。记录部60包括第1磁极31、第2磁极32以及层叠体20。层叠体20设置在第1磁极31与第2磁极32之间。
例如，第1磁极31和第2磁极32形成磁回路。第1磁极31例如是主磁极。第2磁极32例如是尾随屏蔽件。也可以为：第1磁极31为尾随屏蔽件，第2磁极32为主磁极。
将从磁记录介质80朝向磁头110的方向作为Z轴方向。将与Z轴方向垂直的一个方向作为X轴方向。将与Z轴方向和X轴方向垂直的方向作为Y轴方向。Z轴方向例如对应于高度方向。X轴方向例如对应于循着磁道(down track)方向。Y轴方向例如对应于交叉磁道(cross track)方向。沿着循着磁道方向，磁记录介质80和磁头110相对地移动。从磁头110产生的磁场(记录磁场)被施加于磁记录介质80的所希望的位置。磁记录介质80的所希望的位置的磁化被控制为与记录磁场相应的方向。由此，在磁记录介质80记录信息。
将从第1磁极31朝向第2磁极32的方向作为第1方向D1。第1方向D1实质上沿着X轴方向。在实施方式中，第1方向D1也可以相对于X轴方向以小的角度倾斜。
如图2所示，设置有线圈30c。在该例子中，线圈30c的一部分位于第1磁极31与第2磁极32之间。在该例子中，设置有屏蔽件33。在X轴方向上，在屏蔽件33与第2磁极32之间具有第1磁极31。线圈30c的其他一部分位于屏蔽件33与第1磁极31之间。在这些多个要素之间设置有绝缘部30i。屏蔽件33例如是前导屏蔽件。磁头110也可以包括侧屏蔽件(未图示)。
如图2所示，从记录电路30D向线圈30c供给记录电流Iw。从第1磁极31向磁记录介质80施加与记录电流Iw相应的记录磁场。
如图2所示，第1磁极31包括介质对向面30F。介质对向面30F例如是ABS(AirBearing Surface，空气支承面)。介质对向面30F例如与磁记录介质80相对向。介质对向面30F例如沿着X-Y平面。
如图2所示，电气电路20D电连接于层叠体20。在该例子中，层叠体20与第1磁极31以及第2磁极32电连接。在磁头110设置有第1端子T1和第2端子T2。第1端子T1经由第1布线W1以及第1磁极31与层叠体20电连接。第2端子T2经由第2布线W2以及第2磁极32与层叠体20电连接。从电气电路20D例如向层叠体20供给电流(例如直流电流)。
如图1的(a)和图1的(b)所示，层叠体20包括第1磁性层21、第2磁性层22、第3磁性层23、第1非磁性层41、第2非磁性层42、第3非磁性层43以及第4非磁性层44。在图1的(a)和图1的(b)中，省略了绝缘部30i。
第1磁性层21设置在第1磁极31与第2磁极32之间。第2磁性层22设置在第2磁极32与第1磁性层21之间。第3磁性层23设置在第2磁极32与第2磁性层22之间。第1非磁性层41设置在第1磁性层21与第1磁极31之间。第2非磁性层42设置在第2磁性层22与第1磁性层21之间。第3非磁性层43设置在第3磁性层23与第2磁性层22之间。第4非磁性层44设置在第2磁极32与第3磁性层23之间。
例如，第1非磁性层41可以与第1磁性层21以及第1磁极31相接。第2非磁性层42可以与第2磁性层22以及第1磁性层21相接。第3非磁性层43可以与第3磁性层23以及第2磁性层22相接。第4非磁性层42可以与第2磁极32以及第3磁性层23相接。
第1磁性层21、第2磁性层22以及第3磁性层23包含第1元素，该第1元素包含选自Fe、Co以及Ni中的至少一种。这些磁性层例如也可以包含FeCo合金等。
第1非磁性层41例如包含选自Cu、Au、Cr、Al、V以及Ag中的至少一种。第4非磁性层44例如包含选自Ru、Ir、Ta、Rh、Pd、Pt以及W中的至少一种。这样，在层叠体20中，第1非磁性层41和第4非磁性层44为非对称。
第3非磁性层43例如可以包含选自Cu、Au、Cr、Al、V以及Ag中的至少一种。第2非磁性层42例如可以包含选自Ru、Ir、Ta、Rh、Pd、Pt以及W中的至少一种。这样，在层叠体20中，第3非磁性层43和第2非磁性层42可以为非对称。
如图1的(b)所示，向这样的层叠体20供给电流ic。电流ic例如从上述的电气电路20D进行供给。如图1的(b)所示，电流ic具有从第1磁性层21朝向第2磁性层22的方向。如图1的(b)所示，与电流ic相伴的电子流je具有从第2磁性层22朝向第1磁性层21的方向。电流ic的方向是从第1磁极31朝向第2磁极32的方向。
例如，通过在层叠体20中流动阈值以上的电流ic，层叠体20所包括的磁性层的磁化进行振荡。层叠体20例如作为STO(Spin-Torque Oscillator，自旋转矩振荡器)发挥功能。伴随着振荡，从层叠体20产生交变磁场(例如高频磁场)。在层叠体20中产生的交变磁场被施加于磁记录介质80，对于向磁记录介质80的写入进行辅助。例如，能够实施MAMR(Microwave Assisted Magnetic Recording，微波辅助磁记录)。
在磁头110中，第1磁性层21和第3磁性层23例如作为振荡层发挥功能。例如，第1磁性层21的磁化和第3磁性层23的磁化以相反相位(例如保持了相反方向的状态)进行旋转。第2磁性层22例如作为自旋注入层发挥功能。在动作中，第2磁性层22的磁化的方向能够变化。
如图1的(b)所示，将沿着第1方向D1(从第1磁极31朝向第2磁极32的方向)的第1磁性层21的厚度设为第1厚度t1。将沿着第1方向D1的第2磁性层22的厚度设为第2厚度t2。将沿着第1方向D1的第3磁性层23的厚度设为第3厚度t3。在实施方式中，第1厚度t1比第2厚度t2厚。第3厚度t3比第2厚度t2厚。由此，如后述那样，容易得到振荡。
将沿着第1方向D1的第1非磁性层41的厚度设为厚度t41。将沿着第1方向D1的第2非磁性层42的厚度设为厚度t42。将沿着第1方向D1的第3非磁性层43的厚度设为厚度t43。将沿着第1方向D1的第4非磁性层44的厚度设为厚度t44。这些厚度例如为0.5nm以上且6nm以下。通过这些厚度为0.5nm以上，例如容易减小磁耦合。例如，容易得到高的振荡强度。通过这些厚度为6nm以下，例如自旋透过率容易变高。例如，容易得到高振荡强度。例如，能够减小记录间隙。例如，容易得到高记录密度。
以下，对关于层叠体20中的振荡行为的模拟结果的例子进行说明。在模拟的第1模型中，设置有图1的(b)所示的结构。即，设置有第1磁极31、第2磁极32、第1磁性层21～第3磁性层23以及第1非磁性层41～第4非磁性层44。作为第1磁性层21、第3磁性层23的物性值，可使用Fe70Co30合金的物性值。第1厚度t1为6.5nm。第3厚度t3为6.5nm。第2厚度t2为3nm。作为第2磁性层22的物性值，可使用FeNi合金的物性值。在该例子中，FeNi合金为Fe78Ni22。这样，在第1模型中，第1厚度t1和第3厚度t3比第2厚度t2厚。作为第1非磁性层41和第3非磁性层43的物性值，可使用Cu的物性值。作为第2非磁性层42和第4非磁性层44的物性值，可使用Ta的物性值。厚度t41～t44为2nm。
在模拟的第2模型中，设置有第1磁极31、第2磁极32、第1磁性层21～第3磁性层23以及第1非磁性层41～第4非磁性层44。第1厚度t1为6.5nm。第2厚度t2为6.5nm。第3厚度t3为3nm。作为第1磁性层21、第2磁性层22的物性值，可使用Fe70Co30合金的物性值。作为第3磁性层23的物性值，可使用Fe78Ni22合金的物性值。这样，在第2模型中，第1厚度t1和第2厚度t2比第3厚度t3厚。第2模型中的这以外的结构与第1模型是同样的。在第2模型中，第1磁性层21和第2磁性层22例如作为振荡层发挥功能。
在这些模型中，模拟供给了图1的(b)中例示的电流ic时的磁化的振荡特性。
图3是对磁头的特性进行例示的曲线图。
图3的横轴为电流ic(相对值)。纵轴为振荡强度OS。在模拟的第1模型中，振荡强度OS是第1磁性层21的磁化的振动振幅与第1厚度t1之积和第3磁性层23的磁化的振动振幅与第3厚度t3之积的和。在模拟的第2模型中，是第1磁性层21的磁化的振动振幅与第1厚度t1之积和第2磁性层22的磁化的振动振幅与第2厚度t2之积的和。在振荡强度OS高的情况下，例如基于MAMR的记录密度容易提高。
如图3所示，在电流ic小的区域中，第1模型MD1的振荡强度OS比第2模型MD2的振荡强度OS高。这样可知：通过第1厚度t1和第3厚度t3比第2厚度t2厚，能得到高的振荡强度OS。例如，在第1模型MD1中，在振荡状态下，第2磁性层22的磁化和第3磁性层的磁化在第1方向上具有相同朝向的成分。例如，在第2模型MD2中，在振荡状态下，第2磁性层22的磁化和第3磁性层的磁化关于第1方向具有不同的朝向。这样的差异有可能与振荡强度OS的差异有关。例如，在第2模型MD2中，认为需要用于第2磁性层22的磁化和第3磁性层的磁化在第1方向上具有不同的朝向的电流这一状况与振荡强度OS的差异有关。
根据实施方式，例如能得到高的振荡强度OS。能得到更稳定的振荡。根据实施方式，能够实施稳定的MAMR。能够提供能提高记录密度的磁头。
图4的(a)～图4的(c)是对磁头的特性进行例示的曲线图。
图4的(a)的横轴是第1厚度t1。在图4的(a)中，第2厚度t2为3nm，第3厚度t3为12nm。图4的(b)的横轴为第2厚度t2。在图4的(b)中，第1厚度t1为8nm，第3厚度t3为8nm。图4的(c)的横轴为第3厚度t3。在图4的(c)中，第1厚度t1为12nm，第2厚度t2为3nm。在这些图中，被供给至层叠体20的电流ic为1.2×108A/cm2。这些图的纵轴为振荡强度OS。
如图4的(a)所示，第1厚度t1优选为5nm以上且15nm以下。由此，能得到高的振荡强度OS。
如图4的(c)所示，第3厚度t3优选为5nm以上且15nm以下。由此，能得到高的振荡强度OS。
如图4的(b)所示，在第2厚度t2为1nm～10nm的范围中，振荡强度OS实质上不变化。因此，第2厚度t2也可以薄。例如，第2厚度t2可以为5nm以下。通过第2厚度t2薄，层叠体20的厚度变薄。例如能够减小第1磁极31与第2磁极32之间的距离(记录间隙)。由此，容易得到高记录密度。例如，第2厚度t2也可以为3nm以下。例如，第2厚度t2也可以为2nm以下。
图5的(a)和图5的(b)是对磁头的特性进行例示的曲线图。
图5的(a)的横轴为比RR3。比RR3是第3厚度t3相对于第1厚度t1的比。图5的(b)的横轴为比RR2。比RR2是第2厚度t2相对于第1厚度t1的比。在图5的(a)中，比RR2为0.3。在图5的(b)中，比RR3为1。
如图5的(a)所示，优选比RR3接近1。由此，能得到高的振荡强度OS。例如，优选第3厚度t3为第1厚度t1的0.7倍以上且1.7倍以下。例如，第3厚度t3也可以为第1厚度t1的0.6倍以上且1.25倍以下。能得到高的振荡强度OS。
如图5的(b)所示，在比RR2为0.2～1.3的范围中，振荡强度OS实质上不变化。优选比RR2低。容易减小记录间隙。例如，第2厚度t2例如优选为第1厚度t1的0.7倍以下。第2厚度t2例如也可以为第1厚度t1的0.5倍以下。第2厚度t2例如优选为第3厚度t3的0.7倍以下。第2厚度t2例如也可以为第3厚度t3的0.5倍以下。例如，容易减小记录间隙。例如，容易得到高记录密度。
如上述那样，第1磁性层21、第2磁性层22以及第3磁性层23包含第1元素，该第1元素包含从Fe、Co以及Ni中选择的至少一种。在实施方式中，第1磁性层21、第2磁性层22以及第3磁性层23实质上不包含第2元素，该第2元素包含从Cr、V、Mn、Ti以及Sc中选择的至少一种。或者，第1磁性层21、第2磁性层22以及第3磁性层23中的第2元素的浓度小于10atm％。例如，第1磁性层21～第3磁性层23例如具有正的极化。在这样的磁性层中，容易得到稳定的振荡。
图6是例示第1实施方式涉及的磁头的特性的示意图。
图6的横轴为时间tm。纵轴为磁化Mz(标准化值)。在图6中示出与第1磁性层21的第1磁化Mz1、第2磁性层22的第2磁化Mz2以及第3磁性层23的磁化Mz3有关的例子。如图6所示，在从第1磁性层21朝向第2磁性层22的方向的电流ic被供给至了层叠体20时，第1磁化Mz1和第3磁化Mz3以相反相位(例如保持了相反方向的状态)进行旋转。在图6中也例示了第2磁性层22的第2磁化Mz2。在该例子中，第2磁化Mz2也进行旋转。第2磁化Mz2的相位与第1磁化Mz1的相位不同，与第3磁化Mz3的相位不同。第2磁化Mz2的周期与第1磁化Mz1的周期相同，与第3磁化Mz3的周期相同。
图7的(a)和图7的(b)是对第1实施方式涉及的磁头的特性进行例示的示意图。
这些图示出向层叠体20供给电流ix、向线圈30c供给记录电流Iw时的磁头110的特性的例子。在该情况下，从第1磁极31和第2磁极32中的至少任一个产生记录磁场。记录磁场的一部分被施加于层叠体20。电流ix的方向与图1的(c)所例示的电流ic的方向相反。电流ix的方向具有从第2磁性层22朝向第1磁性层21的方向。电流ix为负电流。
图7的(a)和图7的(b)的横轴为被供给至层叠体20的电流ix。电流ix由相对的值来表示。图7的(a)的纵轴为层叠体20的电阻Rx的时间上的平均值Rxa。通过时间上的平均，例如也能抑制噪声等的影响。图7的(b)的纵轴为减少了电流ix的绝对值时的层叠体20的电阻Rx的时间上的平均值的变化率Rxd。
如图7的(a)所示，在第1电流ix1下，层叠体20的电阻Rx的时间上的平均值Rxa为第1电阻Rxa1。在第2电流ix2下，平均值Rxa为第2电阻Rxa2。在第3电流ix3下，平均值Rxa为第3电阻Rxa3。第1电流ix1的绝对值比第2电流ix2的绝对值大，比第3电流ix3的绝对值小。第1电阻Rxa1比第2电阻Rxa2高，比第3电阻Rxa3低。
如图7的(b)所示，在第1电流ix1下，电阻Rx的时间上的平均值Rxa的变化率Rxd为第1变化率Rxd1。在第2电流ix2下，变化率Rxd为第2变化率Rxd2。在第3电流ix3下，变化率Rxd为第3变化率Rxd3。第1变化率Rxd1的绝对值比第2变化率Rxd2的绝对值大，比第3变化率Rxd3的绝对值大。第2变化率Rxd2的绝对值也可以比第3变化率Rxd3小。
如图7的(a)所示，在第4电流ix4下，层叠体20的电阻Rx的时间上的平均值Rxa为第4电阻Rxa4。第4电流ix4的绝对值比第3电流ix3的绝对值大。第4电阻Rxa4也可以比第1电阻Rxa1高。
如图7的(b)所示，在第4电流ix4下，电阻Rx的时间上的平均值Rxa的变化率Rxd为第4变化率Rxd4。第1变化率Rxd1的绝对值也可以比第4变化率Rxd4的绝对值大。在第4电流ix4下，第3磁性层23也可以作为振荡层发挥功能。
这样的特性有可能与第3磁性层23的第3厚度t3比第2磁性层22的第2厚度t2厚这一情况有关。在这样的组合中，在按负方向供给了电流ix时，由第3磁性层23反射的自旋转矩作用于第2磁性层22。例如认为：在电流ix的绝对值增大了时，第2磁性层22的磁化会反转，第2磁性层22与第3磁性层23接近相互反平行，电阻增大。认为电阻的变化率增大。
图8的(a)和图8的(b)是对第1实施方式涉及的磁头的特性进行例示的示意图。
这些图示出向层叠体20供给电流ix、向线圈30c供给记录电流Iw时的磁头110的特性的其他例子。在这些图的情况下，也向层叠体20供给电流ix，向线圈30c供给记录电流Iw。电流ix的方向与图1的(c)所例示的电流ic的方向相反。图8的(a)和图8的(b)的横轴为被供给至层叠体20的电流ix。图8的(a)的纵轴为层叠体20的电阻Rx的时间上的平均值Rxa。图8的(b)的纵轴为减少了电流ix的绝对值时的层叠体20的电阻Rx的时间上的平均值的变化率Rxd。
如图8的(a)所示，电阻Rx的平均值Rxa也可以相对于电流ix而在整体上倾斜(例如2次函数的特性)。这样的特性例如基于由电流ix导致的层叠体20的温度上升。
如图8的(a)所示，在第1电流ix1～第3电流ix3下，平均值Rxa分别为第1电阻Rxa1～第3电阻Rxa3。第1电流ix1的绝对值比第2电流ix2的绝对值大，比第3电流ix3的绝对值小。第1电阻Rxa1比第2电阻Rxa2高，比第3电阻Rxa3低。
如图8的(b)所示，在第1电流ix1～第3电流ix3下，电阻Rx的时间上的平均值Rxa的变化率Rxd分别为第1变化率Rxd1～第3变化率Rxd3。第1变化率Rxd1的绝对值比第2变化率Rxd2的绝对值大，比第3变化率Rxd3的绝对值大。第2变化率Rxd2的绝对值比第3变化率Rxd3小。
如图8的(a)所示，在第4电流ix4下，层叠体20的电阻Rx的时间上的平均值Rxa为第4电阻Rxa4。第4电流ix4的绝对值比第3电流ix3的绝对值大。第4电阻Rxa4也可以比第1电阻ix1高。如图8的(b)所示，在第4电流ix4下，电阻Rx的时间上的平均值Rxa的变化率Rxd为第4变化率Rxd4。第4变化率Rxd4的绝对值也可以比第3变化率Rxd3的绝对值大。在第4电流ix4下，第3磁性层23也可以作为振荡层发挥功能。
例如也可以从图8的(a)和图8的(b)所例示的特性除去2次函数的特性的成分而得到图7的(a)和图7的(b)的特性。例如也可以通过对层叠体20的温度上升进行抑制的方法(例如基于脉冲状的电流的测定)，得到图7的(a)和图7的(b)所例示的特性。
在实施方式中，第1磁极31也可以包括沿着X轴方向排列的多个磁性区域。第2磁极32也可以包括沿着X轴方向排列的多个磁性区域。多个磁性区域之间的边界既可以明确，也可以不明确。例如，多个磁性区域连续。
以下，对实施方式涉及的磁记录装置210所包括的磁头以及磁记录介质80的例子进行说明。
图9是对实施方式涉及的磁头进行例示的示意性的剖视图。
如图9所示，在实施方式涉及的磁头(例如磁头110)中，从第1磁极31朝向第2磁极32的第1方向D1也可以相对于X轴方向倾斜。第1方向D1对应于层叠体20的层叠方向。X轴方向沿着介质对向面30F。将第1方向D1与介质对向面30F之间的角度的绝对值设为角度θ1。角度θ1例如为15度以上且30度以下。角度θ1也可以为0度。
在第1方向D1相对于X轴方向倾斜的情况下，层的厚度对应于沿着第1方向D1的长度。第1方向D1相对于X轴方向倾斜的结构可以被应用于实施方式涉及的任意磁头。例如，第1磁极31与层叠体20的界面以及层叠体20与第2磁极32的界面也可以相对于X轴方向倾斜。
以下，对实施方式涉及的磁记录装置210所包括的磁头以及磁记录介质80的例子进行说明。
图10是对实施方式涉及的磁记录装置进行例示的示意性的立体图。
如图10所示，实施方式涉及的磁头(例如磁头110)被与磁记录介质80一起使用。在该例子中，磁头110包括记录部60和再现部70。通过磁头110的记录部60，在磁记录介质80中记录信息。通过再现部70将记录于磁记录介质80的信息再现。
磁记录介质80例如包括介质基板82和设置在介质基板82上的磁记录层81。磁记录层81的磁化83由记录部60进行控制。
再现部70例如包括第1再现磁屏蔽件72a、第2再现磁屏蔽件72b以及磁再现元件71。磁再现元件71设置在第1再现磁屏蔽件72a与第2再现磁屏蔽件72b之间。磁再现元件71能够输出与磁记录层81的磁化83相应的信号。
如图10所示，磁记录介质80在介质移动方向85的方向上相对于磁头110相对地移动。在任意位置处，与磁记录层81的磁化83对应的信息由磁头110进行控制。在任意位置处，与磁记录层81的磁化83对应的信息由磁头110进行再现。
图11是对实施方式涉及的磁记录装置的一部分进行例示的示意性的立体图。
图11例示了头滑块。
磁头110设置于头滑块159。头滑块159例如包含Al2O3/TiC等。头滑块159一边在磁记录介质上悬浮或者与之接触，一边相对于磁记录介质相对地进行运动。
头滑块159例如具有空气流入侧159A和空气流出侧159B。磁头110配置在头滑块159的空气流出侧159B的侧面等。由此，磁头110一边在磁记录介质上悬浮或者与之接触，一边相对于磁记录介质相对地进行运动。
图12是对实施方式涉及的磁记录装置进行例示的示意性的立体图。
如图12所示，在实施方式涉及的磁记录装置150中，可使用旋转式致动器。记录用介质盘180安装于主轴马达180M。记录用介质盘180通过主轴马达180M在箭头AR的方向上进行旋转。主轴马达180M对来自驱动装置控制部的控制信号进行响应。本实施方式涉及的磁记录装置150也可以具备多个记录用介质盘180。磁记录装置150也可以包括记录介质181。记录介质181例如是SSD(Solid State Drive，固态驱动器)。对记录介质181例如可使用闪速存储器等的非易失性存储器。例如，磁记录装置150也可以是混合式HDD(Hard DiskDrive，硬盘驱动器)。
头滑块159进行记录于记录用介质盘180的信息的记录和再现。头滑块159设置在薄膜状的悬架154的前端。在头滑块159的前端附近设置有实施方式涉及的磁头。
当记录用介质盘180旋转时，由悬架154产生的按压压力和在头滑块159的介质对向面(ABS)产生的压力平衡。头滑块159的介质对向面与记录用介质盘180的表面之间的距离成为预定的悬浮量。在实施方式中，头滑块159也可以与记录用介质盘180接触。例如，也可以应用接触走行式。
悬架154与臂155(例如致动器臂)的一端连接。臂155例如具有线圈架部等。线圈架部保持驱动线圈。在臂155的另一端设置有音圈马达156。音圈马达156是线性马达的一种。音圈马达156例如包括驱动线圈和磁回路。驱动线圈卷绕于臂155的线圈架部。磁回路包括永磁体和对向磁轭。在永磁体与对向磁轭之间设置有驱动线圈。悬架154具有一端和另一端。磁头设置于悬架154的一端。臂155与悬架154的另一端连接。
臂155由滚珠轴承进行保持。滚珠轴承设置在轴承部157的上下的两个部位。臂155能够通过音圈马达156进行旋转以及滑动。磁头能够移动到记录用介质盘180的任意位置。
图13的(a)和图13的(b)是对实施方式涉及的磁记录装置的一部分进行例示的示意性的立体图。
图13的(a)例示磁记录装置的一部分结构，是头堆叠组件160的放大立体图。图13的(b)是对成为头堆叠组件160的一部分的磁头组件(头万向架组件：HGA)158进行例示的立体图。
如图13的(a)所示，头堆叠组件160包括轴承部157、头万向架组件158以及支承框架161。头万向架组件158从轴承部157延伸。支承框架161从轴承部157延伸。支承框架161延伸的方向与头万向架组件158延伸的方向相反。支承框架161对音圈马达156的线圈162进行支承。
如图13的(b)所示，头万向架组件158具有从轴承部157延伸的臂155和从臂155延伸的悬架154。
在悬架154的前端设置有头滑块159。在头滑块159设置有实施方式涉及的磁头。
实施方式涉及的磁头组件(头万向架组件)158包括实施方式涉及的磁头、设置有磁头的头滑块159、悬架154以及臂155。头滑块159设置于悬架154的一端。臂155与悬架154的另一端连接。
悬架154例如具有信号的记录和再现用的引线(未图示)。悬架154例如也可以具有用于悬浮量调整的加热器用的引线(未图示)。悬架154例如也可以具有用于自旋转移矩振荡器用等的引线(未图示)。这些引线与设置于磁头的多个电极电连接。
在磁记录装置150中设置有信号处理部190。信号处理部190使用磁头进行对磁记录介质的信号的记录以及再现。信号处理部190的输入输出线例如连接于头万向架组件158的电极焊盘，与磁头电连接。
实施方式涉及的磁记录装置150包括磁记录介质、实施方式涉及的磁头、可动部、位置控制部以及信号处理部。可动部能够使磁记录介质与磁头在分离或者接触了的状态下相对地进行移动。位置控制部使磁头位置对准磁记录介质的预定记录位置。信号处理部进行使用了磁头对磁记录介质的信号的记录以及再现。
例如，作为上述的磁记录介质，可使用记录用介质盘180。上述的可动部例如包括头滑块159。上述的位置控制部例如包括头万向架组件158。
实施方式也可以包括以下的技术方案。
(技术方案1)
一种磁头，具备：
第1磁极；
第2磁极；以及
层叠体，其设置在所述第1磁极与所述第2磁极之间，
所述层叠体包括：
第1磁性层；
第2磁性层，其设置在所述第2磁极与所述第1磁性层之间；
第3磁性层，其设置在所述第2磁极与所述第2磁性层之间；
第1非磁性层，其设置在所述第1磁性层与所述第1磁极之间；
第2非磁性层，其设置在所述第2磁性层与所述第1磁性层之间；
第3非磁性层，其设置在所述第3磁性层与所述第2磁性层之间；以及
第4非磁性层，其设置在所述第2磁极与所述第3磁性层之间，
沿着从所述第1磁极朝向所述第2磁极的第1方向的所述第1磁性层的第1厚度比沿着所述第1方向的所述第2磁性层的第2厚度厚，
沿着所述第1方向的所述第3磁性层的第3厚度比所述第2厚度厚。
(技术方案2)
根据技术方案1所述的磁头，
所述第1非磁性层与所述第1磁性层以及所述第1磁极相接，
所述第2非磁性层与所述第2磁性层以及所述第1磁性层相接，
所述第3非磁性层与所述第3磁性层以及所述第2磁性层相接，
所述第4非磁性层与所述第2磁极以及所述第3磁性层相接。
(技术方案3)
根据技术方案1或者2所述的磁头，
所述第3厚度为所述第1厚度的0.6倍以上且1.7倍以下。
(技术方案4)
根据技术方案1或者2所述的磁头，
所述第3厚度为所述第1厚度的0.8倍以上且1.25倍以下。
(技术方案5)
根据技术方案1～4中任一所述的磁头，
所述第2厚度为所述第1厚度的0.7倍以下。
(技术方案6)
根据技术方案1～4中任一所述的磁头，
所述第2厚度为所述第1厚度的0.5倍以下。
(技术方案7)
根据技术方案1～6中任一所述的磁头，
所述第2厚度为所述第3厚度的0.7倍以下。
(技术方案8)
根据技术方案1～6中任一所述的磁头，
所述第2厚度为所述第3厚度的0.5倍以下。
(技术方案9)
根据技术方案1～8中任一所述的磁头，
所述第1厚度为5nm以上且15nm以下。
(技术方案10)
根据技术方案1～9中任一所述的磁头，
所述第3厚度为5nm以上且15nm以下。
(技术方案11)
根据技术方案1～10中任一所述的磁头，
所述第1非磁性层包含选自Cu、Au、Cr、Al、V以及Ag中的至少一种，
所述第4非磁性层包含选自Ru、Ir、Ta、Rh、Pd、Pt以及W中的至少一种。
(技术方案12)
根据技术方案1～11中任一所述的磁头，
所述第3非磁性层包含选自Cu、Au、Cr、Al、V以及Ag中的至少一种，
所述第2非磁性层包含选自Ru、Ir、Ta、Rh、Pd、Pt以及W中的至少一种。
(技术方案13)
根据技术方案1～12中任一所述的磁头，
所述第1磁性层、所述第2磁性层以及所述第3磁性层包含第1元素，所述第1元素包含选自Fe、Co以及Ni中的至少一种。
(技术方案14)
根据技术方案13所述的磁头，
所述第1磁性层、所述第2磁性层以及所述第3磁性层不包含第2元素，所述第2元素包含选自Cr、V、Mn、Ti以及Sc中的至少一种，
或者，
所述第1磁性层、所述第2磁性层以及所述第3磁性层中的所述第2元素的浓度小于10atm％。
(技术方案15)
根据技术方案1～14中任一所述的磁头，
从所述第1磁性层朝向所述第2磁性层的方向的电流被供给至所述层叠体。
(技术方案16)
根据技术方案15所述的磁头，
在所述电流被供给到了所述层叠体时，从所述层叠体产生交变磁场。
(技术方案17)
根据技术方案1～14中任一所述的磁头，
在从所述第1磁性层朝向所述第2磁性层的方向的电流被供给到了所述层叠体时，所述第1磁性层的第1磁化和所述第3磁性层的第3磁化以相互相反的方向进行旋转。
(技术方案18)
根据技术方案1～17中任一所述的磁头，
还具备第1端子和第2端子，
所述第1端子与所述层叠体的一部分电连接，
所述第2端子与所述层叠体的其他部分电连接，
能够对所述第1端子与所述第2端子之间供给电流。
(技术方案19)
一种磁记录装置，具备：
技术方案1～14中任一项所述的磁头；和
电气电路，
所述电气电路能够向所述层叠体供给电流，
所述电流具有从所述第1磁性层朝向所述第2磁性层的方向。
(技术方案20)
根据技术方案19所述的磁记录装置，
在所述电气电路向所述层叠体供给了所述电流时，从所述层叠体产生交变磁场。
根据实施方式，能够提供能提高记录密度的磁头以及磁记录装置。
在本申请说明书中，“垂直”以及“平行”不仅是严格的垂直和严格的平行，例如也是包含制造工序中的偏差等的“垂直”以及“平行”，只要实质上垂直和实质上平行即可。
以上，参照具体例对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明并不限定于这些具体例。例如，关于磁头所包括的磁极、层叠体、磁性层、非磁性层以及布线等的各要素的具体结构，只要能够通过本领域技术人员从公知的范围中适当地进行选择来同样地实施本发明、获得同样的效果，就包含在本发明的范围中。
只要包含本发明的宗旨，则在技术上可行的范围内对各具体例中的任意两个以上的要素进行组合而得到的技术方案也包含在本发明的范围内。
此外，只要包含本发明的宗旨，则本领域技术人员能够基于在前面作为本发明的实施方式所描述的磁头以及磁记录装置来适当地进行设计变更而实施的全部磁头以及磁记录装置也属于本发明的范围。
此外，可以了解到：在本发明的思想范畴中，本领域技术人员能够想到各种变更例以及修正例，那些变更例以及修正例也属于本发明的范围。
对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子提示的，并不是意在限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种各样的方式来实施，能够在不脱离发明的宗旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围、宗旨内，并且，包含在权利要求书记载的发明及其等同的范围内。

Claims (10)

1.一种磁头，具备：
第1磁极；
第2磁极；以及
层叠体，其设置在所述第1磁极与所述第2磁极之间，
所述层叠体包括：
第1磁性层；
第2磁性层，其设置在所述第2磁极与所述第1磁性层之间；
第3磁性层，其设置在所述第2磁极与所述第2磁性层之间；
第1非磁性层，其设置在所述第1磁性层与所述第1磁极之间；
第2非磁性层，其设置在所述第2磁性层与所述第1磁性层之间；
第3非磁性层，其设置在所述第3磁性层与所述第2磁性层之间；以及
第4非磁性层，其设置在所述第2磁极与所述第3磁性层之间，
沿着从所述第1磁极朝向所述第2磁极的第1方向的所述第1磁性层的第1厚度比沿着所述第1方向的所述第2磁性层的第2厚度厚，
沿着所述第1方向的所述第3磁性层的第3厚度比所述第2厚度厚。
2.根据权利要求1所述的磁头，
所述第1非磁性层与所述第1磁性层以及所述第1磁极相接，
所述第2非磁性层与所述第2磁性层以及所述第1磁性层相接，
所述第3非磁性层与所述第3磁性层以及所述第2磁性层相接，
所述第4非磁性层与所述第2磁极以及所述第3磁性层相接。
3.根据权利要求1所述的磁头，
所述第3厚度为所述第1厚度的0.7倍以上且1.7倍以下。
4.根据权利要求1所述的磁头，
所述第1厚度为5nm以上且15nm以下。
5.根据权利要求1所述的磁头，
所述第3厚度为5nm以上且15nm以下。
6.根据权利要求1所述的磁头，
所述第1非磁性层包含选自Cu、Au、Cr、Al、V以及Ag中的至少一种，
所述第4非磁性层包含选自Ru、Ir、Ta、Rh、Pd、Pt以及W中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的磁头，
所述第3非磁性层包含选自Cu、Au、Cr、Al、V以及Ag中的至少一种，
所述第2非磁性层包含选自Ru、Ir、Ta、Rh、Pd、Pt以及W中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的磁头，
还具备第1端子和第2端子，
所述第1端子与所述层叠体的一部分电连接，
所述第2端子与所述层叠体的其他部分电连接，
能够对所述第1端子与所述第2端子之间供给电流。
9.一种磁记录装置，具备：
权利要求1所述的磁头；和
电气电路，
所述电气电路能够向所述层叠体供给电流，
所述电流具有从所述第1磁性层朝向所述第2磁性层的方向。
10.根据权利要求9所述的磁记录装置，
在所述电气电路向所述层叠体供给了电流时，从所述层叠体产生交变磁场。
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