CN1323386C - 磁电阻元件、磁头和磁记录/再现装置 - Google Patents

磁电阻元件、磁头和磁记录/再现装置 Download PDF

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Abstract

一种磁电阻元件，具有彼此分离的第一磁性层和第二磁性层，第一磁性层和第二磁性层分别具有方向基本上被钉扎的磁化，和与第一磁性层和第二磁性层接触形成并电连接第一和第二磁性层的非磁性导电层，该非磁性导电层形成从一磁性层至另一磁性层的自旋极化电子的路径，非磁性导电层包含位于第一磁性层和第二磁性层之间的部分，该部分为感应区。

Description

磁电阻元件、磁头和磁记录/再现装置
相关申请的交叉引用
本申请书基于2003年7月24日提交的第2003-201131号日本专利申请，并要求其优先权，其全部内容以引用方式结合在本文中。
技术领域
本发明涉及一种磁电阻元件、磁头和磁记录/再现设备。
背景技术
由于表现巨磁电阻效应(GMR)的磁电阻元件的发现，磁器件，具体地说磁头的性能已经被显著增强。具体说来，由于自旋阀(spin-valve)(SV)薄膜具有一种可以被容易地应用于磁器件的结构，它已经对磁盘的技术发展产生巨大贡献。
自旋阀薄膜包含两铁磁层和被***两铁磁层之间的非磁性层。铁磁层之一，称作被钉扎层，具有方向被例如反铁磁性层钉扎的磁化，而另一铁磁层，称作自由层，具有方向响应外部磁场的磁化。在这种结构中，可以根据被钉扎和自由层的磁化方向所造成的相对角变化获得巨磁电阻变化。理论上，如果当外部磁场为零时自由层的磁化方向平行于磁道宽度方向，并且如果当自由层的磁化方向根据外部磁场而变化时，自旋阀薄膜才能使有效的磁场检测成为可能(见第5,206,590号美国专利)。
常规的自旋阀薄膜主要为感应电流平行于薄膜平面流动的面内加电流(CIP)型。另一方面，现在正在研制垂直膜面加电流(CPP)型的自旋阀薄膜，在这种自旋阀薄膜中感应电流基本上垂直于薄膜平面流动，因为它们展现比CIP型大得多的GMR效应。在本阶段，CPP自旋阀薄膜被认为是实现200Gbit/inch2(Gbpsi)或更高的面记录密度的磁记录/再现装置的一种最有希望的技术。
为获得高记录密度，自旋阀薄膜的尺寸必须不可避免地被减小。换句话说，必须使被记录在介质上的磁道宽度变窄以获得高记录密度。因此，也必须减小作为自旋阀薄膜的感应层的自由层的尺寸。例如，如果面记录密度为200Gbit/inch2，自旋阀薄膜的磁道宽度约为100nm，对500Gbit/inch2的面记录密度而言约为50nm，对1Tbit/inch2的面记录密度而言约为35nm。如果常规的CPP自旋阀薄膜尺寸按照500Gbit/inch2或更高的面记录密度而减小，就会发生以下两严重问题。
首先，可能在自由层产生涡流区(vortex domain)。假定与传统情况中相同的感应电流被使得在垂直方向流动，自由层尺寸越小，自由层中的电流密度越高。这导致由电流磁场引起的自由层中的涡流区。当在自由层中产生涡流区时，自由层的磁化方向不能平行于磁道宽度方向，导致不满意的磁场检测.当电流密度约为108A/cm2或更大时产生这种涡流区。例如，如果记录密度为500Gbit/inch2并且感应电流为3mA，电流密度为1.2×108A/cm2并因此产生涡流区。在这种情况下，降低电流密度至约1mA以避免涡流区的产生不是一种有效的对策。这是因为该对策涉及信号输出电压的下降(即，电流x电阻变化)。
其次，自旋传送扭矩(spin transfer torque)现象的影响可能严重(见例如Journal of Magnetism and Magnetic Materiais 159(1996)，L1-L7)。假定具有两磁性层和被***两磁性层之间的非磁性层的元件的尺寸(一侧)被设定为100nm或更小，并且电流密度为107至108A/cm2的电流在垂直方向流经该元件。在这种情况下，观测到一种现象，其中一磁性层的自旋扭矩被传送至另一磁性层，从而改变另一磁性层的磁化方向。在CPP自旋阀薄膜中这种自旋传送扭矩现象的发生意味着即使来自介质的外部磁场为零，感应电流也改变自由层的磁化方向。换句话说，该现象使得难以实现自由层的磁化方向被介质磁场改变从而检测磁电阻变化的自旋阀的操作原理。在对应于500Gbit/inch2或更高的记录密度的CPP自旋阀薄膜中，元件尺寸和电流密度被自旋传送扭矩现象显著影响。因此，CPP自旋阀薄膜的操作被该现象抑制。
如上所述，在小元件尺寸的CPP自旋阀结构中，可能发生两个问题，即涡流区问题和自旋传送扭矩问题，这使得难以实现具有500Gbit/inch2或更高的记录密度的磁记录/再现装置。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于500Gbit/inch2或更高的高密度记录的新型磁电阻元件、使用该磁电阻元件的磁头、和被装备有该磁头的磁记录/再现装置。
根据本发明的一方面，提供一种磁电阻元件，该元件包括：彼此分离的第一磁性层和第二磁性层，第一磁性层和第二磁性层分别具有方向基本上被钉扎的磁化；和与第一磁性层和第二磁性层接触形成并电连接第一和第二磁性层的非磁性导电层，该非磁性导电层形成从一磁性层至另一磁性层的自旋极化电子的路径，非磁性导电层包含位于第一磁性层和第二磁性层之间的部分，该部分为感应区，其中，所述非磁性导电层的厚度小于其平均自由程。
在上述磁电阻元件中，位于第一磁性层和第二磁性层之间的非磁性导电层的感应区具有100nm或更小的长度。
根据本发明的另一方面，提供一种包含上述磁电阻元件的磁头。
根据本发明的另一方面，提供一种包含磁记录介质和上述磁头的磁记录/再现装置。
附图说明
图1的剖面图表示如本发明的一种实施方式的磁电阻元件，该剖面被沿平行于磁电阻元件的空气支承表面的平面截取；
图2的剖面图表示如本发明的一种实施方式的磁电阻元件，该剖面被沿平行于磁电阻元件的空气支承表面的平面截取；
图3说明如本发明的一种实施方式的磁电阻元件与磁盘磁道之间的位置关系，磁电阻元件被通过剖面图表示；
图4的剖面图表示如本发明的一种实施方式的磁电阻元件和被沿垂直于磁盘表面的平面的磁盘截面。
图5表示如本发明的一种实施方式的磁电阻元件的MR比率与元件的非磁性导电层的厚度t的相关性；
图6表示如本发明的一种实施方式的磁电阻元件的MR比率与元件的非磁性导电层的宽度h的相关性，非磁性导电层的厚度t被设定为1nm；
图7表示如本发明的一种实施方式的磁电阻元件的MR比率与元件的非磁性导电层的宽度h的相关性，非磁性导电层的厚度t被设定为5nm；
图8的剖面图表示如本发明的另一种实施方式的磁电阻元件，该剖面被沿平行于磁电阻元件的空气支承表面的平面截取；
图9的剖面图表示如本发明的另一种实施方式的磁电阻元件，该剖面被沿平行于磁电阻元件的空气支承表面的平面截取；
图10的剖面图表示如本发明的另一种实施方式的磁电阻元件，该剖面被沿平行于磁电阻元件的空气支承表面的平面截取；
图11的剖面图表示如本发明的另一种实施方式的磁电阻元件，该剖面被沿平行于磁电阻元件的空气支承表面的平面截取；
图12的剖面图表示如本发明的另一种实施方式的磁电阻元件，该剖面被沿平行于磁电阻元件的空气支承表面的平面截取；
图13的剖面图表示如本发明的另一种实施方式的磁电阻元件，该剖面被沿平行于磁电阻元件的空气支承表面的平面截取；
图14说明图13的磁电阻元件与磁盘磁道之间的位置关系；
图15的剖面图表示图13的磁电阻元件和沿垂直于磁盘表面的平面的磁盘截面。
图16的剖面图表示如另一实施方式的磁电阻元件和沿垂直于磁盘表面的平面的磁盘截面。
图17说明图16的磁电阻元件与磁盘磁道之间的位置关系，磁电阻元件被以它的平行于磁盘表面的剖面图表示；
图18的透视图表示如本发明的一种实施方式的磁头组件；和
图19的透视图表示如本发明的一种实施方式的磁记录/再现装置。
具体实施方式
考虑到常规自旋阀薄膜的问题由于它们的软磁自由层被提高的事实，本发明人已经研究一种没有自由层可以实现所需功能的磁电阻元件。只要采用磁化方向实质上不改变的磁性层，就可以避免由涡流区和自旋传送扭矩所引起的问题。本发明人已经注意到以下事实：对应于500Gbit/inch2或更高的高记录密度的磁电阻元件的尺寸处于可以发生量子效应的物理区域中。此外，他们已经研究一种感应外部磁场的导电电子可被用作感应区的非磁性导电层。期望流经非磁性导电层的导电电子可以相比流经磁性层的导电电子高得多的灵敏度感应外部磁场变化。这是因为从流入磁性层中的导电电子获得的自旋信息受磁性层自身的磁化方向的影响比外部磁场对导电电子的影响程度高得多。换句话说，外部磁场的变化难以被由磁性层中的导电电子检测。
使用非磁性导电层作为感应区的元件必须满足以下结构要求：
首先，导电电子必须具有上或下自旋信息，因为如果它们没有自旋信息，它们就不能感应外部磁场变化。
第二，被用作感应区的非磁性导电层必须与磁性层接触。这是由于以下原因：通常，流经非磁性层的导电电子具有它们的平均自旋信息，而不是偏离至上或下自旋信息。因此，需要将具有上或下自旋信息的导电电子注入非磁性导电层中。为此，必须使得非磁性导电层接触包含具有相比下自旋较大数目的上自旋(或反之)的导电电子(即导电电子具有自旋信息)的磁性层。
第三，非磁性导电层必须接触不同于上述磁性层(第一磁性层)的磁性层(第二磁性层)。这是因为即使非磁性层(感应区)中的导电电子的自旋信息被外部磁场改变，也不容易产生电阻变化，因此需要再注入具有一定自旋信息的导电电子至具有自旋信息的磁性层。当具有自旋信息的导电电子被从非磁性导电层再注入至第二磁性层时，电阻随自旋信息上或下而变化，从而产生磁电阻效应。
简言之，如本发明的实施方式的磁电阻元件包括彼此分离的第一磁性层和第二磁性层，第一磁性层和第二磁性层分别具有方向基本上被钉扎的磁化，和与第一磁性层和第二磁性层接触形成并电连接第一和第二磁性层的非磁性导电层，该非磁性导电层形成从一磁性层至另一磁性层的自旋极化电子的路径，非磁性导电层包含位于第一磁性层和第二磁性层之间的部分，该部分为感应区。
参照图1至4，将说明如本发明的一种实施方式的被用作读取被记录在磁记录介质上的数据的读磁头的磁电阻元件。图1和2为该磁电阻元件的剖面图，剖面图被沿平行于磁电阻元件的空气支承表面(ABS)的平面截取。图3说明图1和2所示的磁电阻元件与磁记录介质(磁盘)上的磁道之间的位置关系。图4的剖面图表示本实施方式的磁电阻元件和沿垂直平面取截面的磁盘。
如图1和2所示，Al2O3底层2被形成衬底1上，并且厚度为0.5至5nm的Cu非磁性导电层3被形成在底层2上。由例如Co90Fe10制成的第一和第二磁性层11和12被形成在非磁性层3上，以使层11和12被彼此分离但同时与层3接触。第一和第二磁性层11和12的磁化方向基本上被钉扎。在这种实施方式中，层11和12的磁化方向被从ABS向上钉扎。非磁性导电层3起到允许自旋极化电子从第一磁性层11流至第二磁性层12的通道作用。电极21和22被分别提供在第一和第二磁性层11和12上。
底层2可由不同于Al2O3的材料形成。例如，其它氧化物，如SiO2，可以被用作一种绝缘材料。此外，可以在底层2和非磁性导电层3之间提供缓冲层或取向种子层。例如，种子层可由一种包含Ta、Ti、Cr、V、Zr、Nb、Mo或W的合金、氧化物或氮化物形成。该种子层也可以由一种具有fcc或hcp结构的金属形成。
如图3和4所示，位于第一和第二磁性层11和12之间的非磁性导电层3的部分被定义为感应外部磁场的感应区，并被定位于磁盘101的磁道(宽度为TW)上。根据磁道宽度确定感应区的长度。具体说来，感应区的长度被设定为100nm或更小，并优选10至100nm。在图3和4中，“t”代表非磁性导电层3的厚度，而“h”代表垂直于感应区的长度的层3的宽度。非磁性导电层3的宽度h被设定为约10至300nm，优选100hm或更小。应该注意除感应区之外的其它区域的尺寸不受如图3和4所示的具体限制。
参照图1和2，将说明本实施方式的磁电阻元件的操作。图1表示外部磁场信息为(向上)的情况，而图2表示外部磁场信息为“1”(向下)的情况。
感应电流被使得从电极21通过第一磁性层11流至非磁性导电层3。因此，自旋极化导电电子被从第一磁性层11注入非磁性导电层3。导电电子当通过非磁性导电层3的感应区时感应外部磁场。
在图1的情况中，外部磁场信息为“0”，这指示外部磁场的磁化方向与第一磁性层11相同。因此，导电电子在通过非磁性导电层3的感应区时不遭受自旋信息变化。此外，由于第二磁性层的磁化方向与第一磁性层11相同，在导电电子的自旋信息不被改变的情况下，导电电子被从非磁性导电层3注入第二磁性层12。换句话说，自旋信息没有变化，并且因此磁电阻元件的电阻较低。因此，外部磁场信息“0”被检测为低电阻状态。
在图2的情况中，外部磁场信息为“1”，这指示外部磁场的磁化方向与第一磁性层11相反。因此，导电电子在通过非磁性导电层3的感应区时自旋方向被改变。在极端情况下，自旋方向被外部磁场完全反转。也就是说，从非磁性导电层3注入的导电电子的自旋方向完全与包含在第二磁性层12中的导电电子的自旋方向相反。在这种状态下，当导电电子被从非磁性导电层3注入第二磁性层12时，它们的自旋方向必须被在层3和12的界面处反转，这增加电阻。因此，外部磁场信息“1”被检测为高电阻状态。
如以上参照图1和2所述，尽管第一和第二磁性层11和12的磁化方向基本上不被外部磁场改变，但取决于外部磁场磁电阻元件的电阻在低电阻状态和高电阻状态之间改变。这是有关本实施方式的磁电阻元件的操作原理的特征，它实质上不同于常规自旋阀薄膜。更具体地说，作为磁性层，本实施方式的磁电阻元件仅具有磁化方向被固定钉扎以使磁化方向基本上不被外部磁场改变的第一和第二磁性层11和12，并且不具有磁化方向被外部磁场改变的感应磁性层(自由层)。因此，本发明的磁电阻元件有利地没有现有技术的前述问题，即自由层中涡流区和自旋传送扭矩现象影响的发生.
如上所述，如本发明的实施方式的磁电阻元件可以使用图1至4所示的简单结构检测磁电阻效应。该元件不能容易地从常规自旋阀薄膜推论。
现在将说明如本发明的实施方式的磁电阻元件的尺寸。为提供本实施方式的磁电阻元件的优点，图3所示的非磁性导电层3的厚度t和图4所示的层3的宽度h被认为是重要尺寸。
图5表示磁电阻元件的MR比率与非磁性导电层3的厚度t的相关性。图中所示的MR比率被利用非磁性导电层3由Cu形成的磁电阻元件测量，并且层3的宽度h被设定为80nm。如图5所示，如果非磁性导电层3的厚度t大于5nm不能获得有效的MR比率。由此，应理解作为感应区的非磁性导电层3的厚度t为关键参数。优选地层3的厚度t小于层3的平均自由程。
图6表示MR比率与非磁性导电层3的宽度h的相关性，层3的厚度t被设定为1nm。从图6应理解当层3的厚度t被设定为使得能够产生充分的磁电阻效应的值(在这种情况下为1nm)时，即使层3的宽度h(元件宽度)被扩大至约300nm也可获得相当高的磁电阻效应。
图7表示MR比率与非磁性导电层3的宽度h的相关性，层3的厚度t被设定为5nm。从图7应理解即使非磁性导电层3的厚度t为5nm，通过降低层3的宽度h至小于80nm也可以获得有效的MR比率。
将说明被用作如本发明的实施方式的磁电阻元件的材料。
非磁性导电层的材料包括Cu、Au、Ag、Ru、Rh和Al。
第一和第二磁性层11和12的材料包括Co、Fe或Ni，或包含这些元素至少之一的合金，例如CoFe合金、FeCo合金、CoNi合金或NiFe合金，典型地，Co90Fe10。优选地第一和第二磁性层11和12具有约2至20nm的厚度。如果第一和第二磁性层11和12太薄，它们作为待被注入的自旋极化电子源的功能被降低，因此膜厚的下限约为2nm。
由于这些磁性层作为注入自旋极化电子至非磁性导电层的源，优选地上电子(up-electrons)和下电子(down-electrons)的极化率较高。因此，优选使用一种被称为半金属的材料，在这种材料中仅存在上电子或下电子。半金属包括Fe3O4、Cr2O3、例如LaSrMnO之类的钙钛矿氧化物、和例如NiMnSb与CoMnGe之类的哈斯勒(Heusler)合金。
此外，由于自旋注入通过第一和第二磁性层11和12与非磁性导电层3的界面进行，优选地层11、12和3的材料为能够容易地形成明显界面的组合。具体说来，优选地第一和第二磁性层11和12与非磁性导电层3不互溶。例如，如果磁性层包含Co作为主要元素，优选地非磁性导电层被由Cu、Au等形成。如果磁性层包含Ni作为主要元素，优选地非磁性导电层被由Ru、Ag等形成。
为钉扎第一和第二磁性层11和12的磁化方向，举例说来，反铁磁性层可被提供分别与磁性层接触。反铁磁性层包括PtMn、IrMn等Mn基反铁磁性层。反铁磁性层的厚度被设定为约10-20nm。
在图8所示的磁电阻元件中，反铁磁性层31和32被分别***第一和第二磁性层11和12与电极21和22之间。除反铁磁性层之外，本元件具有图1和2所示的元件的相同结构。
第一和第二磁性层11和12的磁化方向可以由如图9所示的所谓的合成AF结构(磁性层/Ru层/磁性层/反铁磁性层)钉扎。在图9所示的磁电阻元件中，第一磁性层11具有磁性层11a、Ru层11b和磁性层11a的层叠结构。类似地，第二磁性层12具有磁性层12a、Ru层12b和磁性层12a的层叠结构。此外，反铁磁性层31和32被分别***第一和第二磁性层11和12与电极21和22之间。除这些结构之外，图9的元件具有与图1和2所示的元件相同的结构。
第一和第二磁性层11和12可由硬磁性层形成以钉扎磁化方向。在这种情况下，硬磁性层可由CoPt合金、CoCr合金、FePt合金等形成。
电极21和22可由Cu、Au、Al等形成。
为形成用于如本发明的实施方式的磁电阻元件中的薄膜，可以采用例如溅射、MBE、离子束溅射和CVD等多种方法。这些沉积方法可控制作为非磁性导电层的薄膜的厚度。此外，为限定除薄膜厚度之外的薄膜尺寸，可执行光刻图案化。具体说来，一种步进器(stepper)或电子束光刻设备可被用于限定例如非磁性导电层的宽度h，或对应于磁道宽度的感应区的长度。
现在将说明如本发明另一实施方式的磁电阻元件。
图10所示的磁电阻元件与图1至4所示的元件的差别在于磁性层11的磁化方向与磁性层12的磁化方向相反。在图10的元件中，当应用方向与图1至4的方向相反的外部(记录介质)磁场时，分别获得高电阻状态和低电阻状态。
钉扎垂直于ABS的第一和第二磁性层11和12的磁化方向不总是必要的。例如，在图11所示的磁电阻元件中，第一和第二磁性层11和12的磁化平行于ABS并在同一方向钉扎。另一方面，在图12所示的磁电阻元件中，第一和第二磁性层11和12的磁化平行于ABS但在相反方向被钉扎。图11和12所示的磁电阻元件根据如上所述的相同原理操作。
在如本发明的另一实施方式的磁电阻元件中，衬底上的薄膜的层叠次序可能与图1至4所示的磁电阻元件相反。也就是说，电极可被靠近衬底提供，而非磁性导电层可被远离衬底提供。将参照图13至15说明这种磁电阻元件。图13为沿平行于磁电阻元件的ABS的平面所取的磁电阻元件的剖面图。图14说明图13的磁电阻元件与磁盘磁道之间的位置关系。图15的剖面图表示沿垂直平面截取的图13的磁电阻元件和磁盘。
在图13至15中，电极21和22被提供在衬底1上并彼此分离。绝缘层15被放置在电极21和22之间。第一和第二磁性层11和12被分别在电极21和22上彼此分离提供.绝缘层15也被放置在第一和第二磁性层11和12之间。第一和第二磁性层11和12的磁化方向基本上被钉扎。非磁性导电层3被提供在第一和第二磁性层上。非磁性导电层3为允许自旋极化电子从第一磁性层11流至第二磁性层12的路径。位于第一和第二磁性层11和12之间的非磁性导电层3的部分被定义为感应外部磁场的感应区，并被放置于磁盘101的磁道(宽度为TW)上。
电极位于靠近衬底、而非磁性导电层位于远离衬底的磁电阻元件可被如图16和17所示构造，以使元件沿平行于磁盘101的表面的虚轴从图14和15所示的结构旋转90度。更具体地说，在图14和15中，薄膜在衬底上的层叠方向平行于ABS，而在图16和17中，层叠方向垂直于ABS。但是，在后者的情况下，外表面侧上的非磁性导电层3可与磁盘101相对。
将说明如本发明的实施方式的磁头和磁记录再现装置。
图18的从盘侧观察的透视图，表示如本发明的实施方式被装备有上述磁电阻元件的磁头组件。磁头组件50具有带有保持驱动线圈的线轴部分的传动臂51。悬臂52被耦合至传动臂51的远端。装备有如本发明的实施方式的磁电阻元件的磁头滑块53被固定至悬臂52的远端。用以读和写数据的引线61被提供在悬臂52上。引线61被电连接至被安装在磁头滑块53上的磁头的电极。此外，引线61被连接至磁头组件50的电极焊盘62。
图19为如本发明的实施方式的磁记录/再现装置100的透视图。磁记录/再现装置100使用转动装置。磁盘101被安装在轴102上，并通过电动机(未显示)响应来自驱动控制器(未显示)的控制信号输出被转动。多个磁盘101可被结合入装置100中。图18所示的磁头组件50的传动臂51被通过被提供在位于磁盘101附近的枢轴104的上部和下部上的滚珠轴承(未显示)旋转支撑。如图18所示，悬臂52被连接至传动臂51的远端，而磁头滑块53被固定至悬臂52的远端。音圈电动机105，一种线性电动机，被提供至传动臂51的近端。音圈电动机105包含被传动臂51的线轴部分缠绕的驱动线圈(来显示)，和具有***之间的线圈由互相相对的永磁铁和磁轭形成的磁路。音圈电动机105被用于旋转传动臂51。当磁盘101被转动时，滑块53的ABS在磁盘101的表面上以预定量浮动，从而在和从磁盘101上记录和再现数据。
上述磁头和磁记录/再现装置可以执行500Gbit/inch2或更高的高密度记录和再现。
本领域的技术人员将容易地想到附加优点和修改。因此，本发明在其较宽的方面不限于本文所述的具体细节和实施例。因此，在不偏离由权利要求书及其等价物所限定的一般发明概念的精神和范围的前提下，可以做出多种修改。

Claims (12)

1.一种磁电阻元件，该元件包括：
彼此分离的第一磁性层和第二磁性层，第一磁性层和第二磁性层各具有方向被钉扎的磁化；和
与第一磁性层和第二磁性层接触形成并电连接第一和第二磁性层的非磁性导电层，该非磁性导电层形成从第一磁性层至第二磁性层的自旋极化电子的路径，非磁性导电层包含位于第一磁性层和第二磁性层之间的部分，该部分为感应区，其中，所述非磁性导电层的厚度小于其平均自由程。
2.如权利要求1的磁电阻元件，其中位于第一磁性层和第二磁性层之间的非磁性导电层的所述感应区的长度为100nm或更小。
3.如权利要求1的磁电阻元件，其中所述非磁性导电层的厚度为0.5nm至5nm。
4.如权利要求1的磁电阻元件，其中所述非磁性导电层的宽度为100nm或更小，该宽度垂直于非磁性导电层的感应区的长度。
5.如权利要求1的磁电阻元件，其中所述非磁性导电层包含选自由Cu、Au、Ag、Ru、Al和Rh构成的组中的至少一种元素。
6.如权利要求1的磁电阻元件，其中所述第一磁性层和第二磁性层包含选自由Co、Fe和Ni构成的组中的至少一种元素。
7.如权利要求1的磁电阻元件，还包括分别与第一磁性层和第二磁性层接触而提供的反铁磁性层。
8.如权利要求1的磁电阻元件，其中所述第一磁性层和所述第二磁性层由包含Co或Fe的硬磁层形成。
9.如权利要求1的磁电阻元件，其中所述第一磁性层和所述第二磁性层按限定磁电阻元件的磁道宽度的距离设置在非磁性导电层的相同表面上。
10.一种包含磁电阻元件的磁头，该磁电阻元件包括：
彼此分离的第一磁性层和第二磁性层，第一磁性层和第二磁性层各具有方向被钉扎的磁化；和与第一磁性层和第二磁性层接触形成并电连接第一和第二磁性层的非磁性导电层，该非磁性导电层形成从第一磁性层至第二磁性层的自旋极化电子的路径，非磁性导电层包含位于第一磁性层和第二磁性层之间的部分，该部分为感应区，其中，所述非磁性导电层的厚度小于其平均自由程。
11.一种磁记录/再现装置，该装置包含：
磁记录介质；和
包含磁电阻元件的磁头，该磁电阻元件包括：彼此分离的第一磁性层和第二磁性层，第一磁性层和第二磁性层各具有方向被钉扎的磁化；和与第一磁性层和第二磁性层接触形成并电连接第一和第二磁性层的非磁性导电层，该非磁性导电层形成从第一磁性层至第二磁性层的自旋极化电子的路径，非磁性导电层包含位于第一磁性层和第二磁性层之间的部分，该部分为感应区，其中，所述非磁性导电层的厚度小于其平均自由程。
12.如权利要求11的磁记录/再现装置，其中所述非磁性导电层的所述部分被设置在磁记录介质的记录磁道上。
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