JP2022188874A - 磁気ヘッド及び磁気記録装置 - Google Patents

磁気ヘッド及び磁気記録装置 Download PDF

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Yuji Nakagawa
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Naoyuki Narita
雅幸 高岸
Masayuki Takagishi
知幸 前田
Tomoyuki Maeda
鶴美 永澤
Tsurumi Nagasawa
健一郎 山田
Kenichiro Yamada
哲 喜々津
Satoru Kikitsu
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Abstract

【課題】記録密度の向上が可能な磁気ヘッド及び磁気記録装置を提供する。【解決手段】実施形態によれば、磁気ヘッドは、第１磁極と、第２磁極と、磁性素子と、磁性部材と、を含む。磁性素子は、第１磁極と第２磁極との間に設けられ、第１磁性層を含む。磁性部材は、第１磁性部を含む。第１磁性部から磁性素子への第２方向は、第１磁極から第２磁極への第１方向と交差する。第１磁性部は、磁性材料を含む。磁性材料は、第１材料、第２材料及び第３材料の少なくともいずれかを含む。第１材料は、Ｍｎ３Ｓｎ、Ｍｎ３Ｇｅ及びＭｎ３Ｇａよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第２材料は、Ｍｎ及びＮｉを含み立方晶または正方晶の化合物、γ相のＭｎを含む立方晶合金、及び、Ｆｅを含む立方晶合金よりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第３材料は、反強磁性体を含む。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、磁気ヘッド及び磁気記録装置に関する。
磁気ヘッドを用いて、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの磁気記録媒体に情報が記録される。磁気ヘッド及び磁気記録装置において、記録密度の向上が望まれる。
特開２００９－７０５４１号公報
本発明の実施形態は、記録密度の向上が可能な磁気ヘッド及び磁気記録装置を提供する。
本発明の実施形態によれば、磁気ヘッドは、第１磁極と、第２磁極と、磁性素子と、磁性部材と、を含む。前記磁性素子は、前記第１磁極と前記第２磁極との間に設けられ、第１磁性層を含む。前記磁性部材は、第１磁性部を含む。前記第１磁性部から前記磁性素子への第２方向は、前記第１磁極から前記第２磁極への第１方向と交差する。前記第１磁性部は、磁性材料を含む。前記磁性材料は、第１材料、第２材料及び第３材料の少なくともいずれかを含む。前記第１材料は、Ｍｎ３Ｓｎ、Ｍｎ３Ｇｅ及びＭｎ３Ｇａよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第２材料は、Ｍｎ及びＮｉを含み立方晶または正方晶の化合物、γ相のＭｎを含む立方晶合金、及び、Ｆｅを含む立方晶合金よりなる群から選択された少なくとも１つを含む。前記第３材料は、反強磁性体を含む。
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。 図２は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図的斜視図である。 図３は、第１実施形態に係る磁気記録装置を例示する模式的断面図である。 図４（ａ）及び図４（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。 図５（ａ）及び図５（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。 図６（ａ）及び図６（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。 図７（ａ）及び図７（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。 図８（ａ）及び図８（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。 図９（ａ）及び図９（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。 図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。 図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。 図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。 図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。 図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。 図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。 図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。 図１７（ａ）及び図１７（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。 図１８（ａ）及び図１８（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。 図１９（ａ）及び図１９（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。 図２０（ａ）及び図２０（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。 図２１（ａ）及び図２１（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。 図２２（ａ）及び図２２（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。 図２３は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式的断面図である。 図２４は、実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式的断面図である。 図２５は、実施形態に係る磁気記録装置を例示する模式的斜視図である。 図２６は、実施形態に係る磁気記録装置の一部を例示する模式的斜視図である。 図２７は、実施形態に係る磁気記録装置を例示する模式的斜視図である。 図２８（ａ）及び図２８（ｂ）は、実施形態に係る磁気記録装置の一部を例示する模式的斜視図である。
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
（第１実施形態）
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。
図１（ａ）は、断面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の矢印ＡＲ１から見た平面図である。
図２は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図的斜視図である。
図３は、第１実施形態に係る磁気記録装置を例示する模式的断面図である。
図３に示すように、実施形態に係る磁気記録装置２１０は、磁気ヘッド１１０と、電気回路２０Ｄと、を含む。磁気記録装置２１０は、磁気記録媒体８０を含んでも良い。磁気記録装置２１０において、少なくとも記録動作が行われる。記録動作において、磁気ヘッド１１０を用いて磁気記録媒体８０に情報が記録される。
磁気ヘッド１１０は、記録部６０を含む。後述するように、磁気ヘッド１１０は、再生部を含んでも良い。記録部６０は、第１磁極３１と、第２磁極３２と、磁性素子２０と、を含む。磁性素子２０は、第１磁極３１と第２磁極３２との間に設けられる。
例えば、第１磁極３１及び第２磁極３２は、磁気回路を形成する。第１磁極３１は、例えば、主磁極である。第２磁極３２は、例えば、トレーリングシールドである。第１磁極３１がトレーリングシールドで、第２磁極３２が主磁極でも良い。
磁気記録媒体８０から磁気ヘッド１１０への方向をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向及びＸ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向とする。Ｚ軸方向は、例えばハイト方向に対応する。Ｘ軸方向は、例えば、ダウントラック方向に対応する。Ｙ軸方向は、例えば、クロストラック方向に対応する。ダウントラック方向に沿って、磁気記録媒体８０と磁気ヘッド１１０とが相対的に移動する。磁気記録媒体８０の所望の位置に、磁気ヘッド１１０から生じる磁界（記録磁界）が印加される。磁気記録媒体８０の所望の位置の磁化が、記録磁界に応じた方向に制御される。これにより、磁気記録媒体８０に情報が記録される。
第１磁極３１から第２磁極３２への方向を第１方向Ｄ１とする。第１方向Ｄ１は、実質的にＸ軸方向に沿う。実施形態において、第１方向Ｄ１は、Ｘ軸方向に対して、小さい角度で傾斜しても良い。第１方向Ｄ１とＸ軸方向との間の角度の絶対値は、例えば、３０度以下である。
図３に示すように、コイル３０ｃが設けられる。この例では、コイル３０ｃの一部は、第１磁極３１と第２磁極３２との間にある。この例では、シールド３３が設けられている。Ｘ軸方向において、シールド３３と第２磁極３２との間に第１磁極３１がある。コイル３０ｃの別の一部が、シールド３３と第１磁極３１との間にある。これらの複数の要素の間の少なくとも一部に、絶縁部材３０ｉが設けられる。シールド３３は、例えば、リーディングシールドである。磁気ヘッド１１０は、サイドシールド（図示しない）を含んでも良い。
図３に示すように、記録回路３０Ｄから、コイル３０ｃに記録電流Ｉｗが供給される。第１磁極３１から、記録電流Ｉｗに応じた記録磁界が磁気記録媒体８０に印加される。
図３に示すように、第１磁極３１及び第２磁極３１の少なくともいずれかは、媒体対向面３０Ｆを含む。媒体対向面３０Ｆは、例えば、ＡＢＳ（Air Bearing Surface）である。媒体対向面３０Ｆは、例えば、磁気記録媒体８０に対向する。媒体対向面３０Ｆは、例えば、Ｘ－Ｙ平面に沿う。例えば、第１方向Ｄ１は、媒体対向面３０Ｆに沿う。第１方向Ｄ１と媒体対向面３０Ｆとの間の角度の絶対値は、例えば、３０度以下である。
図３に示すように、電気回路２０Ｄが、磁性素子２０と電気的に接続される。この例では、磁性素子２０は、第１磁極３１及び第２磁極３２と電気的に接続される。磁気ヘッド１１０に、第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２が設けられる。第１端子Ｔ１は、第１配線Ｗ１及び第１磁極３１を介して磁性素子２０と電気的に接続される。第２端子Ｔ２は、第２配線Ｗ２及び第２磁極３２を介して磁性素子２０と電気的に接続される。電気回路２０Ｄから、例えば、電流（例えば、直流電流）が磁性素子２０に供給される。
図１（ａ）に示すように、磁性素子２０は、第１磁性層２１を含む。第１磁性層２１は、第１磁極３１と第２磁極３２との間に設けられる。この例では、磁性素子２０は、第１非磁性層２１ｎ及び第２非磁性層２２ｎをさらに含む。第１非磁性層２１ｎは、第１磁極３１と第１磁性層２１との間に設けられる。第２非磁性層２２ｎは、第１磁性層２１と第２磁極３２との間に設けられる。第１磁性層２１は、例えば強磁性層である。第１磁性層２１は、例えば、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。
例えば、第１非磁性層２１ｎは、第１磁極３１及び第１磁性層２１と接して良い。第２非磁性層２２ｎは、第１磁性層２１及び第２磁極３２と接して良い。
図１（ｂ）に示すように、このような磁性素子２０に素子電流２０ｉが供給される。素子電流２０ｉは、例えば、上記の電気回路２０Ｄから供給される。図１（ｂ）に示すように、素子電流２０ｉは、第１磁極３１から第２磁極３２への向きを有する。図１（ｂ）に示すように、素子電流２０ｉに伴う電子流ｊｅは、第２磁極３２から第１磁極３１への向きを有する。
例えば、しきい値以上の素子電流２０ｉが磁性素子２０を流れることで、第１磁性層２１の磁化の向きが反転する。これにより、磁極から発生した磁界（記録磁界）は、磁性素子２０に向かい難くなり、磁気記録媒体８０に向かい易くなる。記録磁界がより有効に磁気記録媒体８０に印加される。これにより、より効率的な記録が可能になる。この場合、磁性素子２０は、ＦＣＬ（Flux Control Layer)として機能する。
後述するように、磁性素子２０は、別の磁性層（第２磁性層）及び別の非磁性層（第３非磁性層）をさらに含んでも良い。この構成において、しきい値以上の素子電流２０ｉが磁性素子２０を流れることで、磁性素子２０に含まれる磁性層（第１磁性層２１または第２磁性層）の磁化が発振する。磁性素子２０は、例えばＳＴＯ（Spin-Torque Oscillator）として機能する。発振に伴い、磁性素子２０から交流磁界（例えば高周波磁界）が発生する。磁性素子２０で発生した交流磁界が磁気記録媒体８０に印加され、磁気記録媒体８０への書き込みがアシストされる。例えば、ＭＡＭＲ（Microwave Assisted Magnetic Recording）が実施可能である。
このように、磁性素子２０が設けられることで、より効果的な磁気記録が実施できる。磁性素子２０に素子電流２０ｉが流れたときに、磁性素子２０の温度が過度に上昇し、所望の動作が得にくくなる場合がある。磁性素子２０の熱を効果的に排出することで、磁性素子２０の温度の上昇が抑制でき、所望の動作が効率的に実施できる。
図１（ｂ）及び図２に示すように、実施形態においては、磁気ヘッド１１０において、磁性部材４０が設けられる。磁性部材４０は、第１磁性部４１を含む。磁性部材４０は、第２磁性部４２及び第３磁性部４３をさらに含んでも良い。第１磁性部４１、第２磁性部４２及び第３磁性部４３は、後述する磁性材料を含む。図２においては、絶縁部材３０ｉが省略されている。
図１（ｂ）及び図２に示すように、第１磁性部４１から磁性素子２０（例えば第１磁性層２１）への第２方向Ｄ２は、第１磁極３１から第２磁極３２への第１方向Ｄ１と交差する。
磁性部材４０が第１磁性部４１及び第２磁性部４２を含む場合、磁性素子２０（例えば第１磁性層２１）は、第２方向Ｄ２において第１磁性部４１と第２磁性部４２との間にある。第１磁性部４１と第２磁性部４２の位置は、互いに入れ替え可能である。
磁性部材４０が第３磁性部４３を含む場合、磁性素子２０（例えば第１磁性層２１）から第３磁性部４３への方向は、第３方向Ｄ３に沿う。第３方向Ｄ３は、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２を含む平面と交差する。第３方向Ｄ３は、実質的にＺ軸方向に沿って良い。図１（ａ）に示すように、磁気記録媒体８０と第３磁性部４３との間に磁性素子２０（第１磁性層２１）がある。例えば、媒体対向面３０Ｆと第３磁性部４３との間に、磁性素子２０の少なくとも一部がある。
第１磁性部４１、第２磁性部４２及び第３磁性部４３は、互いに連続して良い。第１磁性部４１、第２磁性部４２及び第３磁性部４３の間の境界は、明確でも良く、不明確でも良い。第１磁性部４１、第２磁性部４２及び第３磁性部４３の間が分断されても良い。後述するように、第３磁性部４３の位置に第１磁性部４１が設けられても良い。
第１磁性部４１、第２磁性部４２及び第３磁性部４３に含まれる磁性材料は、第１材料、第２材料及び第３材料の少なくともいずれかを含む。第１材料は、Ｍｎ３Ｓｎ、Ｍｎ３Ｇｅ及びＭｎ３Ｇａよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第２材料は、Ｍｎ及びＮｉを含み立方晶または正方晶の化合物、γ相のＭｎを含む立方晶合金、及び、Ｆｅを含む立方晶合金よりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第３材料は、反強磁性体を含む。
このような磁性材料を含む磁性部材４０に磁界が印加された状態で電流が流れることで、磁性素子２０の熱を効率良く伝達し、熱を効率良く排出することができる。例えば、磁性素子２０は、冷却される。これは、例えば、異常エッチングスハウゼン効果によると考えられる。これにより、磁性素子２０の温度の上昇が抑制され、所望の動作が効率的に実施できる。例えば、磁性層の磁化の向きの反転により、記録磁界が効果的に磁気記録媒体８０に印加される。または、安定した磁化の発振が得られ、効率的なアシスト動作が実施できる。これにより、記録密度の向上が可能な磁気ヘッドが提供できる。
磁性部材４０に印加される磁界は、例えば、第１磁極３１及び第２磁極３２の少なくともいずれかから生じる磁界で良い。磁性部材４０に印加される磁界は、例えば、サイドシールドから生じる磁界でも良い。例えば、磁性部材４０に印加される磁界は、例えば、磁性素子２０に流れる素子電流２０ｉに基づく磁界でも良い。
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、磁気ヘッド１１０は、複数の端子３８を含んでも良い。複数の端子３８は、例えば、端子３８ａ～端子３８ｈなどを含んで良い。これらの端子３８の少なくとも２つが共通に用いられても良い。これらの複数の端子３８により、磁性素子２０及び磁性部材４０に電流が供給される。例えば、端子３８ａは、図３に例示した第１端子Ｔ１に対応して良い。例えば、端子３８ｂは、図３に例示した第２端子Ｔ２に対応して良い。
図１（ｂ）に示すように、例えば、複数の端子３８の少なくとも一部（例えば、端子３８ａ及び端子３８ｂ）を経由して供給される素子電流２０ｉは、磁性素子２０を第１方向Ｄ１に沿って流れる。これにより、第１磁性層２１の磁化が反転する。または、発振が生じる。
複数の端子３８の少なくとも一部（端子３８ｃ及び端子３８ｄ）を経由して供給される第１磁性部電流４１ｉは、第１磁性部４１を第１方向Ｄ１に沿って流れる。これにより、熱流４１ｈが生じる。熱流４１ｈの向きは、例えば、磁性素子２０から第１磁性部４１への向きの成分を含む。熱流４１ｈにより、磁性素子２０の熱が効率的に排出される。
図１（ｂ）に示すように、複数の端子３８の少なくとも一部（端子３８ｅ及び端子３８ｆ）を経由して供給される第２磁性部電流４２ｉは、第２磁性部４２を第１方向Ｄ１に沿って流れる。これにより、熱流４２ｈが生じる。熱流４２ｈの向きは、例えば、磁性素子２０から第２磁性部４２への向きの成分を含む。熱流４２ｈにより、磁性素子２０の熱が効率的に排出される。
図１（ａ）に示すように、複数の端子３８の少なくとも一部（端子３８ｇ及び端子３８ｈ）を経由して供給される第３磁性部電流４３ｉは、第３磁性部４３を第１方向Ｄ１に沿って流れる。これにより、熱流４３ｈが生じる。熱流４３ｈの向きは、例えば、磁性素子２０から第３磁性部４３への向きの成分を含む。熱流４３ｈにより、磁性素子２０の熱が効率的に排出される。
例えば、端子３８ａ～端子３８ｈの少なくともいずれかが省略され、第１～第３磁性部電流４１ｉ～４３ｉの少なくともいずれかが、端子３８ａ及び３８ｂ（例えば第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２）を経由して供給されて良い。
図１（ｂ）に示すように、第１磁性部４１の磁化４１Ｍの向きは、第３方向Ｄ３に沿って良い。第３方向Ｄ３は、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２を含む平面と交差する。第２磁性部４２の磁化４２Ｍの向きは、第３方向Ｄ３に沿って良い。第２磁性部４２の磁化４２Ｍの向きは、第１磁性部４１の磁化４１Ｍの向きと逆の成分を含むことが好ましい。安定した磁化が得やすい。熱が排出されやすい。図１（ａ）に示すように、第３磁性部４３の磁化４３Ｍの向きは、第２方向Ｄ２に沿って良い。第３磁性部４３の磁化４３Ｍの向きは、第１磁性部４１の磁化４１Ｍ、及び、第２磁性部４２の磁化４２Ｍが生じる磁界の向きに沿う成分を含むことが好ましい。安定した磁化が得やすい。熱が排出されやすい。例えば、第１磁性部４１、第２磁性部４２及び第３磁性部４３において、磁化の向きは連続的に変化して良い。
磁性部材４０の磁性材料が反強磁性である場合は、第１～第３磁性部４１～４３における磁化の向きは不明確で良い。
例えば、第１～第３磁性部４１～４３は、第２方向Ｄ２において、第１磁極３１と重ならない。例えば、第１～第３磁性部４１～４３は、第２方向Ｄ２において、第２磁極３２と重ならない。
図４（ａ）及び図４（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。
図４（ａ）は、断面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）の矢印ＡＲ１から見た平面図である。
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド１１１においても、磁性部材４０は第１～第３磁性部４１～４３を含む。磁気ヘッド１１１においては、第１磁性部電流４１ｉの向きは、素子電流２０ｉの向きとは逆である。例えば、第２磁性部電流４２ｉの向きは、素子電流２０ｉの向きとは逆である。第３磁性部電流４３ｉの向きは、素子電流２０ｉの向きとは逆である。磁気ヘッド１１１においても、第１～第３磁性部電流４１ｉ～４３ｉは、第１方向Ｄ１に沿う。
例えば、磁気ヘッド１１１においては、磁性部材４０に含まれる磁性材料における磁気熱電効果の符号が、磁気ヘッド１１０におけるそれとは逆である。または、例えば、磁気ヘッド１１１において、磁性部材４０における磁化の向きが、磁気ヘッド１１０におけるそれとは逆である。磁気ヘッド１１１においても、熱流４１ｈ～４３ｈにより、磁性素子２０の熱を効率的に排出できる。
磁性部材４０に印加される磁界は、例えば、第１磁極３１及び第２磁極３２の少なくともいずれかから生じる磁界で良い。磁性部材４０に印加される磁界は、例えば、サイドシールドから生じる磁界でも良い。例えば、磁性部材４０に印加される磁界は、例えば、磁性素子２０に流れる素子電流２０ｉに基づく磁界でも良い。
図５（ａ）及び図５（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。
図５（ａ）は、断面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）の矢印ＡＲ１から見た平面図である。
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド１１２は、導電部材５０をさらに含む。これを除く磁気ヘッド１１２の構成は、磁気ヘッド１１０または磁気ヘッド１１１の構成と同様で良い。
導電部材５０は、第１導電部５１を含む。この例では、導電部材５０は、第２導電部５２及び第３導電部５３をさらに含む。
第１導電部５１から第１磁性部４１への方向は、第２方向Ｄ２に沿う。複数の端子３８の少なくとも一部（端子３８ａ及び端子３８ｂ）を経由して供給される素子電流２０ｉは、磁性素子２０を第１方向Ｄ１に沿って流れる。複数の端子３８の少なくとも一部（端子３８ｃ及び端子３８ｄ）を経由して供給される第１磁性部電流４１ｉは、第１磁性部４１を第１方向Ｄ１に沿って流れる。複数の端子３８の少なくとも一部（端子３８ｉ及び端子３８ｊ）を経由して供給される第１導電部電流５１ｉは、第１導電部５１を第１方向Ｄ１に沿って流れる。
このような導電部材５０（第１導電部５１）に第１導電部電流５１ｉが流れると、磁性部材４０（第１磁性部４１）の磁化が適切に制御される。これは、例えば、導電部材５０から磁性部材４０に注入されるスピン軌道トルクに基づくと考えられる。例えば、第１磁極３１及び第２磁極３２の少なくともいずれかで生じる記録磁界の向きが変化したときにも、磁性部材４０の磁化が適切に制御される。このような磁性部材４０に電流（第１～第３磁性部電流４１ｉ～４３ｉ）が供給されることで、熱流４１ｈなどが適切に生じる。これより、磁性素子２０の熱を効率的に排出できる。
例えば、磁気ヘッド１１２において、磁性部材４０に含まれる磁性材料における磁気熱電効果の符号が、磁気ヘッド１１０におけるそれと同じであり、導電部材５０（第１～第３導電部５１～５３）は、例えば、Ｐｔ、Ｐｄ及びＡｕよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。導電部材５０は、例えば、重金属を含む。これらの材料において、スピン軌道トルクの符号（例えばスピンホール角）は、正である。このような材料を含む導電部材５０に電流が流れることで、磁性部材４０の磁化が効率的に制御できる。
または、例えば、磁気ヘッド１１２において、磁性部材４０に含まれる磁性材料における磁気熱電効果の符号が、磁気ヘッド１１０におけるそれとは逆であり、導電部材５０（第１～第３導電部５１～５３）は、例えば、Ｔａ（例えばβ－Ｔａ）、及び、Ｗ（例えばβ－Ｗ）よりなる群から選択された少なくとも１つを含む。導電部材５０は、例えば、重金属を含む。これらの材料において、スピン軌道トルクの符号（例えばスピンホール角）は、負である。このような材料を含む導電部材５０に電流が流れることで、磁性部材４０の磁化が効率的に制御できる。
図５（ｂ）に示すように、第１磁性層２１は、第２方向Ｄ２において、第１導電部５１と第２導電部５２との間にある。既に説明したように、複数の端子３８の少なくとも一部（端子３８ｅ及び端子３８ｆ）を経由して供給される第２磁性部電流４２ｉは、第２磁性部４２を第１方向Ｄ１に沿って流れる。複数の端子３８の少なくとも一部（端子３８ｋ及び端子３８ｌ）を経由して供給される第２導電部電流５２ｉは、第２導電部５２を第１方向Ｄ１に沿って流れる。
図５（ｂ）に示すように、この例では、第１磁性部４１は、第２方向Ｄ２において、第１導電部５１と磁性素子２０（第１磁性層２１）との間にある。第２磁性部４２は、第２方向Ｄ２において、磁性素子２０（第１磁性層２１）と第２導電部５２との間にある。
図５（ａ）に示すように、磁性素子２０（第１磁性層２１）から第３導電部５３への方向は、第３方向Ｄ３に沿う。この例では、第３磁性部４３は、磁性素子２０（第１磁性層２１）と、第３導電部５３と、の間にある。既に説明したように、複数の端子３８の少なくとも一部（端子３８ｇ及び端子３８ｈ）を経由して供給される第３磁性部電流４３ｉは、第３磁性部４３を第１方向Ｄ１に沿って流れる。複数の端子３８の少なくとも一部（端子３８ｍ及び端子３８ｎ）を経由して供給される第３導電部電流５３ｉは、第３導電部５３を第１方向Ｄ１に沿って流れる。
例えば、端子３８ｉ～端子３８ｎの少なくともいずれかが省略され、第１～第３導電部電流５１ｉ～５３ｉの少なくともいずれかが、端子３８ａ及び３８ｂ（例えば第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２）を経由して供給されて良い。第１～第３導電部電流５１ｉ～５３ｉの少なくともいずれかが、端子３８ａ～３８ｈの少なくともいずれかを経由して供給されて良い。
１つの例において、導電部材５０は、磁性部材４０と接する。後述するように、導電部材５０と磁性部材４０との間に非磁性部材が設けられても良い。
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。
図６（ａ）は、断面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）の矢印ＡＲ１から見た平面図である。
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド１１３は、導電部材５０をさらに含む。これを除く磁気ヘッド１１３の構成は、磁気ヘッド１１０または磁気ヘッド１１１の構成と同様で良い。導電部材５０は、第１導電部５１を含む。この例では、導電部材５０は、第２導電部５２及び第３導電部５３をさらに含む。
磁気ヘッド１１３においても、第１導電部５１から第１磁性部４１への方向は、第２方向Ｄ２に沿う。磁気ヘッド１１３においては、第１導電部５１は、第２方向Ｄ２において、第１磁性部４１と磁性素子２０（第１磁性層２１）との間にある。第２導電部５２は、第２方向Ｄ２において、磁性素子２０（第１磁性層２１）と第２磁性部４２との間にある。第３導電部５３は、磁性素子２０（第１磁性層２１）と第３磁性部４３との間にある。
磁気ヘッド１１３において、磁性部材４０に含まれる磁性材料における磁気熱電効果の符号が、磁気ヘッド１１０におけるそれと同じであり、導電部材５０（第１～第３導電部５１～５３）は、例えば、Ｔａ（例えばβ－Ｔａ）、及び、Ｗ（例えばβ－Ｗ）よりなる群から選択された少なくとも１つを含む。導電部材５０は、例えば、重金属を含む。これらの材料において、スピン軌道トルクの符号（例えばスピンホール角）は、負である。このような材料を含む導電部材５０に電流が流れることで、磁性部材４０の磁化が効率的に制御できる。
例えば、磁気ヘッド１１３において、磁性部材４０に含まれる磁性材料における磁気熱電効果の符号が、磁気ヘッド１１０におけるそれとは逆であり、導電部材５０（第１～第３導電部５１～５３）は、例えば、Ｐｔ、Ｐｄ及びＡｕよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。導電部材５０は、例えば、重金属を含む。これらの材料において、スピン軌道トルクの符号（例えばスピンホール角）は、正である。このような材料を含む導電部材５０に電流が流れることで、磁性部材４０の磁化が効率的に制御できる。
例えば、導電部材５０（第１～第３導電部５１～５３）に電流（第１～第３導電部電流５１ｉ～５３ｉ）が流れることで、磁性部材４０（第１～第３磁性部４１～４３）の磁化が適切に制御される。これは、例えば、導電部材５０から磁性部材４０に注入されるスピン軌道トルクに基づくと考えられる。例えば、第１磁極３１及び第２磁極３２の少なくともいずれかで生じる記録磁界の向きが変化したときにも、磁性部材４０の磁化が適切に制御される。このような磁性部材４０に電流（第１～第３磁性部電流４１ｉ～４３ｉ）が供給されることで、熱流４１ｈ～４３ｈなどが適切に生じる。これより、磁性素子２０の熱を効率的に排出できる。
磁気ヘッド１１０～１１３の例においては、第１磁性部４１から磁性素子２０への方向（第２方向Ｄ２）は、媒体対向面３０Ｆに沿う。例えば、第１磁性部４１は、磁性素子２０の側面に対向する。既に説明したように、第１方向Ｄ１は、媒体対向面３０Ｆに沿う。例えば、第１方向Ｄ１と媒体対向面３０Ｆとの間の角度の絶対値は、３０度以下（１０以下でも良い）である。以下に説明するように、磁性部材４０に設けられる第１磁性部４１が、磁性素子２０の上に設けられても良い。
図７（ａ）及び図７（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。
図７（ａ）は、断面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）の矢印ＡＲ１から見た平面図である。
図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド１１２ｘは、非磁性部材５５を含む。これを除く磁気ヘッド１１２ｘの構成は、磁気ヘッド１１２の構成と同様で良い。非磁性部材５５は、磁性部材４０と導電部材５０との間に設けられる。非磁性部材５５は、磁性部材４０及び導電部材５０と接して良い。非磁性部材５５は、例えば、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ及びＡｇよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。例えば、非磁性部材５５により、磁性部材４０と導電部材５０との間においてスピン軌道トルクが効率的に伝達される。
図８（ａ）及び図８（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。
図８（ａ）は、断面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）の矢印ＡＲ１から見た平面図である。
図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド１１３ｘは、非磁性部材５５を含む。これを除く磁気ヘッド１１３ｘの構成は、磁気ヘッド１１３の構成と同様で良い。非磁性部材５５は、磁性部材４０と導電部材５０との間に設けられる。非磁性部材５５は、磁性部材４０及び導電部材５０と接して良い。非磁性部材５５は、例えば、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ及びＡｇよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。例えば、非磁性部材５５により、磁性部材４０と導電部材５０との間においてスピン軌道トルクが効率的に伝達される。
図９（ａ）及び図９（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。
図９（ａ）は、断面図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）の矢印ＡＲ１から見た平面図である。
図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド１２０において、磁性部材４０は、第１磁性部４１を含む。第１磁性部４１から磁性素子２０への第２方向Ｄ２は、媒体対向面３０Ｆと交差する。これ以外の磁気ヘッド１２０における構成は、磁気ヘッド１１０の構成と同様で良い。
例えば、端子３８ｃ及び端子３８ｄの少なくともいずれかが省略され、第１磁性部電流４１ｉが、端子３８ａ及び３８ｂ（例えば第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２）を経由して供給されて良い。
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。
図１０（ａ）は、断面図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の矢印ＡＲ１から見た平面図である。
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド１２１においても、第１磁性部４１から磁性素子２０への第２方向Ｄ２は、媒体対向面３０Ｆと交差する。これ以外の磁気ヘッド１２１における構成は、磁気ヘッド１１１の構成と同様で良い。磁気ヘッド１２１において、第１磁性部電流４１ｉの向きは、素子電流２０ｉの向きとは逆である。
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。
図１１（ａ）は、断面図である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の矢印ＡＲ１から見た平面図である。
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド１２２においても、第１磁性部４１から磁性素子２０への第２方向Ｄ２は、媒体対向面３０Ｆと交差する。これ以外の磁気ヘッド１２２における構成は、磁気ヘッド１１２の構成と同様で良い。
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。
図１２（ａ）は、断面図である。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の矢印ＡＲ１から見た平面図である。
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド１２３においても、第１磁性部４１から磁性素子２０への第２方向Ｄ２は、媒体対向面３０Ｆと交差する。これ以外の磁気ヘッド１２３における構成は、磁気ヘッド１１３の構成と同様で良い。
磁気ヘッド１２１及び１２３において、非磁性部材５５が省略され、導電部材５０が磁性部材４０と接しても良い。磁気ヘッド１２０～１２３において、第１方向Ｄ１は、媒体対向面３０Ｆに沿う。第１方向Ｄ１と媒体対向面３０Ｆとの間の角度の絶対値は、３０度以下である。
図１３（ａ）、図１３（ｂ）、図１４（ａ）、図１４（ｂ）、図１５（ａ）、図１５（ｂ）、図１６（ａ）、図１６（ｂ）、図１７（ａ）、図１７（ｂ）、図１８（ａ）、図１８（ｂ）、図１９（ａ）、図１９（ｂ）、図２０（ａ）、図２０（ｂ）、図２１（ａ）、図２１（ｂ）、図２２（ａ）及び図２２（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式図である。
図１３（ａ）～図２２（ａ）は、断面図である。図１３（ｂ）～図２２（ｂ）は、それぞれ、図１３（ａ）～図２２（ａ）の矢印ＡＲ１から見た平面図である。
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に例示する実施形態に係る磁気ヘッド１１０ａにおいて、第１～第３磁性部４１～４３は互いに連続する。磁性素子２０の一端は、第１磁極３１と電気的に接続される。磁性素子２０の他端は、第２磁極３２と電気的に接続される。磁性部材４０（第１～第３磁性部４１～４３）の一端は、第１磁極３１と電気的に接続される。磁性部材４０（第１～第３磁性部４１～４３）の他端は、第２磁極３２と電気的に接続される。この例では、第１磁極３１に端子３８ａが電気的に接続される。第２磁極３２に端子３８ｂが電気的に接続される。これらの端子を介して、素子電流２０ｉ、及び、第１～第３磁性部電流４１ｉ～４３ｉが供給される。磁気ヘッド１１０ａにおいて、非磁性部材５６ａ及び非磁性部材５６ｂの少なくともいずれかが設けられて良い。非磁性部材５６ａの少なくとも一部は、第１磁極３１と磁性部材４０との間に設けられる。非磁性部材５６ｂの少なくとも一部は、磁性部材４０と第２磁極３２との間に設けられる。非磁性部材５６ａ及び非磁性部材５６ｂの少なくともいずれかは、例えば、金属などを含む。
図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に例示する実施形態に係る磁気ヘッド１１１ａにおいて、第１～第３磁性部４１～４３は互いに連続する。磁性素子２０の一端は、第１磁極３１と電気的に接続される。磁性素子２０の他端は、第２磁極３２と電気的に接続される。磁性部材４０（第１～第３磁性部４１～４３）の一端は、第２磁極３２と電気的に接続される。第１磁極３１に端子３８ａが電気的に接続される。磁性部材４０の他端に端子３８ｂが電気的に接続される。これらの端子を介して、素子電流２０ｉ、及び、第１～第３磁性部電流４１ｉ～４３ｉが供給される。
図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に例示する実施形態に係る磁気ヘッド１１１ｂにおいて、第１～第３磁性部４１～４３は互いに連続する。磁性素子２０の一端は、第１磁極３１と電気的に接続される。磁性素子２０の他端は、第２磁極３２と電気的に接続される。磁性部材４０（第１～第３磁性部４１～４３）の一端は、第１磁極３１と電気的に接続される。第２磁極３２に端子３８ｂが電気的に接続される。磁性部材４０の他端に端子３８ａが電気的に接続される。これらの端子を介して、素子電流２０ｉ、及び、第１～第３磁性部電流４１ｉ～４３ｉが供給される。
図１６（ａ）、図１６（ｂ）、図１７（ａ）及び図１７（ｂ）に例示する実施形態に係る磁気ヘッド１１２ａ及び１１３ａにおいて、第１～第３磁性部４１～４３は互いに連続する。磁性素子２０の一端は、第１磁極３１と電気的に接続される。磁性素子２０の他端は、第２磁極３２と電気的に接続される。磁性部材４０（第１～第３磁性部４１～４３）の一端は、第１磁極３１と電気的に接続される。磁性部材４０（第１～第３磁性部４１～４３）の他端は、第２磁極３２と電気的に接続される。導電部材５０（第１～第３導電部５１～５３）の一端は、第１磁極３１と電気的に接続される。導電部材５０（第１～第３導電部５１～５３）の他端は、第１磁極３１と電気的に接続される。第１磁極３１に端子３８ａが電気的に接続される。第２磁極３２に端子３８ｂが電気的に接続される。これらの端子を介して、素子電流２０ｉ、第１～第３磁性部電流４１ｉ～４３ｉ、及び、第１～第３導電部電流５１ｉ～５３ｉが供給される。
磁気ヘッド１１２ａ及び１１３ａにおいて、上記の非磁性部材５６ａ及び非磁性部材５６ｂの少なくともいずれかが設けられて良い。磁気ヘッド１１２ａ及び１１３ａにおいて、非磁性部材５７ａ及び非磁性部材５７ｂの少なくともいずれかが設けられて良い。非磁性部材５７ａの少なくとも一部は、第１磁極３１と導電部材５０との間に設けられる。非磁性部材５７ｂの少なくとも一部は、導電部材５０と第２磁極３２との間に設けられる。非磁性部材５７ａ及び非磁性部材５７ｂの少なくともいずれかは、例えば、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ、Ａｇ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ及びＷよりなる群から選択された少なくとも１つなどを含む。非磁性部材５７ａ及び非磁性部材５７ｂは、導電性の任意の材料を含んで良い。
図１８（ａ）及び図１８（ｂ）に例示する実施形態に係る磁気ヘッド１２０ａにおいて、磁性素子２０の一端は、第１磁極３１と電気的に接続される。磁性素子２０の他端は、第２磁極３２と電気的に接続される。第１磁性部４１の一端は、第１磁極３１と電気的に接続される。第１磁性部４１の他端は、第２磁極３２と電気的に接続される。この例では、第１磁極３１に端子３８ａが電気的に接続される。第２磁極３２に端子３８ｂが電気的に接続される。これらの端子を介して、素子電流２０ｉ、及び、第１～第３磁性部電流４１ｉ～４３ｉが供給される。
図１９（ａ）及び図１９（ｂ）に例示する実施形態に係る磁気ヘッド１２１ａにおいて、磁性素子２０の一端は、第１磁極３１と電気的に接続される。磁性素子２０の他端は、第２磁極３２と電気的に接続される。第１磁性部４１の一端は、第２磁極３２と電気的に接続される。この例では、第１磁極３１に端子３８ａが電気的に接続される。第１磁性部４１の他端に端子３８ｂが電気的に接続される。これらの端子を介して、素子電流２０ｉ及び第１磁性部電流４１ｉが供給される。
図２０（ａ）及び図２０（ｂ）に例示する実施形態に係る磁気ヘッド１２１ｂにおいて、磁性素子２０の一端は、第１磁極３１と電気的に接続される。磁性素子２０の他端は、第２磁極３２と電気的に接続される。第１磁性部４１の一端は、第１磁極３１と電気的に接続される。この例では、磁性部材４０の他端に端子３８ａが電気的に接続される。第１磁極３２に端子３８ｂが電気的に接続される。これらの端子を介して、素子電流２０ｉ及び第１磁性部電流４１ｉが供給される。
図２１（ａ）、図２１（ｂ）、図２２（ａ）及び図２２（ｂ）に例示する実施形態に係る磁気ヘッド１２２ａ及び１２３ａにおいて、磁性素子２０の一端は、第１磁極３１と電気的に接続される。磁性素子２０の他端は、第２磁極３２と電気的に接続される。第１磁性部４１の一端は、第１磁極３１と電気的に接続される。第１磁性部４１の他端は、第２磁極３２と電気的に接続される。第１導電部５１の一端は、第１磁極３１と電気的に接続される。第１導電部５１の他端は、第１磁極３１と電気的に接続される。第１磁極３１に端子３８ａが電気的に接続される。第２磁極３２に端子３８ｂが電気的に接続される。これらの端子を介して、素子電流２０ｉ、第１磁性部電流４１ｉ、及び、第１導電部電流５１ｉが供給される。
磁気ヘッド１１０ａ～１１３ａ、１２０ａ～１２３ａ、１１１ｂ及び１２１ｂにおいて、上記を除く構成は、磁気ヘッド１１０～１１３及び１２０～１２３の構成とそれぞれ同じで良い。
図２３は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式的断面図である。
図２３に示すように、磁気ヘッド１３０において、磁性素子２０は、第１磁性層２１、第２磁性層２２、第１非磁性層２１ｎ、第２非磁性層２２ｎ及び第３非磁性層２３ｎを含む。第１磁性層２１は、第１磁極３１と第２磁極３２との間に設けられる。第２磁性層２２は、第１磁性層２１と第２磁極３２との間に設けられる。第１非磁性層２１ｎは、第１磁極３１と第１磁性層２１との間に設けられる。第２非磁性層２２ｎは、第１磁性層２１と第２磁性層２２との間に設けられる。第３非磁性層２３ｎは、第２磁性層２２と第２磁極３２との間に設けられる。
第１磁性層２１及び第２磁性層２２は、例えば、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第１磁性層２１及び第２磁性層２２は、例えば、強磁性層である。
第１非磁性層２１ｎは、例えば、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ及びＡｇよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第２非磁性層２２ｎは、例えば、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ及びＡｇよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第３非磁性層２３ｎは、例えば、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ及びＷよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。
このような磁性素子２０にしきい値以上の素子電流２０ｉが流れると、磁性素子２０から交流磁界（高周波磁界）が発生する。第１磁性層２１及び第２磁性層２２の一方は、例えば、発振層として機能する。第１磁性層２１及び第２磁性層２２の他方は、例えば、スピン注入層として機能する。磁性素子２０は、ＳＴＯとして機能する。例えば、電気回路２０Ｄ（図３参照）が、磁性素子２０に素子電流２０ｉを供給したときに、磁性素子２０から交流磁界が生じる。交流磁界の周波数は、例えば、２０ＧＨｚ以上４０ＧＨｚ以下である。
磁気ヘッド１３０の構成は、磁気ヘッド１１０～１１３、磁気ヘッド１２０～１２３、磁気ヘッド１１０ａ～１１３ａ、磁気ヘッド１２０ａ～１２３ａ、磁気ヘッド１１１ｂ及び磁気ヘッド１２１ｂなどに適用されて良い。
実施形態において、第１磁性層２１は、Ｘ軸方向に沿って並ぶ複数の磁性領域を含んでも良い。第２磁性層２２は、Ｘ軸方向に沿って並ぶ複数の磁性領域を含んでも良い。複数の磁性領域の間の境界は、明確でも不明確でも良い。例えば、複数の磁性領域は、連続している。
実施形態において、第１磁極３１は、Ｘ軸方向に沿って並ぶ複数の磁性領域を含んでも良い。第２磁極３２は、Ｘ軸方向に沿って並ぶ複数の磁性領域を含んでも良い。第１磁性層２１は、Ｘ軸方向に沿って並ぶ複数の磁性領域を含んでも良い。第２磁性層２２は、Ｘ軸方向に沿って並ぶ複数の磁性領域を含んでも良い。複数の磁性領域の間の境界は、明確でも不明確でも良い。例えば、複数の磁性領域は、連続している。
上記の例では、磁性部材４０に電流が流れることにより、磁性素子２０の熱が排出される。実施形態に係る別の例において、電流の向きが、磁性素子２０の熱が排出されるときの電流の向きと、逆でも良い。この場合は、磁性素子２０の温度が上昇する。これにより、磁性素子２０において、例えば、磁化の反転速度が上昇する。例えば、発振が開始するまでの時間が短くなる。
以下、実施形態に係る磁気記録装置２１０に含まれる磁気ヘッド及び磁気記録媒体８０の例について説明する。以下の説明は、実施形態係る任意の磁気ヘッドに適用されて良い。以下の図において、絶縁部材３０ｉ、磁性部材４０及び導電部材５０は省略される。
図２４は、実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式的断面図である。
図２４に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド（例えば、磁気ヘッド１１０）において、第１磁極３１から第２磁極３２への第１方向Ｄ１は、Ｘ軸方向に対して傾斜しても良い。第１方向Ｄ１は、磁性素子２０の積層方向に対応する。Ｘ軸方向は、媒体対向面３０Ｆに沿う。第１方向Ｄ１と媒体対向面３０Ｆとの間の角度の絶対値を角度θ１とする。角度θ１は、例えば、１５度以上３０度以下である。角度θ１は、０度でも良い。
第１方向Ｄ１が、Ｘ軸方向に対して傾斜する場合、層の厚さは、第１方向Ｄ１に沿う長さに対応する。第１方向Ｄ１がＸ軸方向に対して傾斜する構成は、実施形態係る任意の磁気ヘッドに適用されて良い。例えば、第１磁極３１と磁性素子２０との界面、及び、磁性素子２０と第２磁極３２との界面は、Ｘ軸方向に対して傾斜しても良い。
図２５は、実施形態に係る磁気記録装置を例示する模式的斜視図である。
図２５に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド（例えば、磁気ヘッド１１０）は、磁気記録媒体８０と共に用いられる。この例では、磁気ヘッド１１０は、記録部６０及び再生部７０を含む。磁気ヘッド１１０の記録部６０により、磁気記録媒体８０に情報が記録される。再生部７０により、磁気記録媒体８０に記録された情報が再生される。
磁気記録媒体８０は、例えば、媒体基板８２と、媒体基板８２の上に設けられた磁気記録層８１と、を含む。磁気記録層８１の磁化８３が記録部６０により制御される。例えば、垂直磁気記録が行われる。
再生部７０は、例えば、第１再生磁気シールド７２ａ、第２再生磁気シールド７２ｂ、及び磁気再生素子７１を含む。磁気再生素子７１は、第１再生磁気シールド７２ａと第２再生磁気シールド７２ｂとの間に設けられる。磁気再生素子７１は、磁気記録層８１の磁化８３に応じた信号を出力可能である。
図２５に示すように、磁気記録媒体８０は、媒体移動方向８５の方向に、磁気ヘッド１１０に対して相対的に移動する。磁気ヘッド１１０により、任意の位置において、磁気記録層８１の磁化８３に対応する情報が制御される。磁気ヘッド１１０により、任意の位置において、磁気記録層８１の磁化８３に対応する情報が再生される。
図２６は、実施形態に係る磁気記録装置の一部を例示する模式的斜視図である。
図２６は、ヘッドスライダを例示している。
磁気ヘッド１１０は、ヘッドスライダ１５９に設けられる。ヘッドスライダ１５９は、例えばＡｌ２Ｏ３／ＴｉＣなどを含む。ヘッドスライダ１５９は、磁気記録媒体の上を、浮上または接触しながら、磁気記録媒体に対して相対的に運動する。
ヘッドスライダ１５９は、例えば、空気流入側１５９Ａ及び空気流出側１５９Ｂを含む。磁気ヘッド１１０は、ヘッドスライダ１５９の空気流出側１５９Ｂの側面などに設けられる。これにより、磁気ヘッド１１０は、磁気記録媒体の上を浮上または接触しながら磁気記録媒体に対して相対的に運動する。
図２７は、実施形態に係る磁気記録装置を例示する模式的斜視図である。
図２７に示すように、実施形態に係る磁気記録装置１５０においては、ロータリーアクチュエータが用いられる。記録用媒体ディスク１８０は、スピンドルモータ１８０Ｍに装着される。記録用媒体ディスク１８０は、スピンドルモータ１８０Ｍにより矢印ＡＲの方向に回転する。スピンドルモータ１８０Ｍは、駆動装置制御部からの制御信号に応答する。実施形態に係る磁気記録装置１５０は、複数の記録用媒体ディスク１８０を含んでも良い。磁気記録装置１５０は、記録媒体１８１を含んでも良い。記録媒体１８１は、例えば、ＳＳＤ（Solid State Drive）である。記録媒体１８１には、例えば、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリが用いられる。例えば、磁気記録装置１５０は、ハイブリッドＨＤＤ（Hard Disk Drive）でも良い。
ヘッドスライダ１５９は、記録用媒体ディスク１８０に記録する情報の、記録及び再生を行う。ヘッドスライダ１５９は、薄膜状のサスペンション１５４の先端に設けられる。ヘッドスライダ１５９の先端付近に、実施形態に係る磁気ヘッドが設けられる。
記録用媒体ディスク１８０が回転すると、サスペンション１５４による押し付け圧力と、ヘッドスライダ１５９の媒体対向面（ＡＢＳ）で発生する圧力と、がバランスする。ヘッドスライダ１５９の媒体対向面と、記録用媒体ディスク１８０の表面と、の間の距離が、所定の浮上量となる。実施形態において、ヘッドスライダ１５９は、記録用媒体ディスク１８０と接触しても良い。例えば、接触走行型が適用されても良い。
サスペンション１５４は、アーム１５５（例えばアクチュエータアーム）の一端に接続されている。アーム１５５は、例えば、ボビン部などを有する。ボビン部は、駆動コイルを保持する。アーム１５５の他端には、ボイスコイルモータ１５６が設けられる。ボイスコイルモータ１５６は、リニアモータの一種である。ボイスコイルモータ１５６は、例えば、駆動コイル及び磁気回路を含む。駆動コイルは、アーム１５５のボビン部に巻かれる。磁気回路は、永久磁石及び対向ヨークを含む。永久磁石と対向ヨークとの間に、駆動コイルが設けられる。サスペンション１５４は、一端と他端とを有する。磁気ヘッドは、サスペンション１５４の一端に設けられる。アーム１５５は、サスペンション１５４の他端に接続される。
アーム１５５は、ボールベアリングによって保持される。ボールベアリングは、軸受部１５７の上下の２箇所に設けられる。アーム１５５は、ボイスコイルモータ１５６により回転及びスライドが可能である。磁気ヘッドは、記録用媒体ディスク１８０の任意の位置に移動可能である。
図２８（ａ）及び図２８（ｂ）は、実施形態に係る磁気記録装置の一部を例示する模式的斜視図である。
図２８（ａ）は、磁気記録装置の一部の構成を例示しており、ヘッドスタックアセンブリ１６０の拡大斜視図である。図２８（ｂ）は、ヘッドスタックアセンブリ１６０の一部となる磁気ヘッドアセンブリ（ヘッドジンバルアセンブリ：ＨＧＡ）１５８を例示する斜視図である。
図２８（ａ）に示すように、ヘッドスタックアセンブリ１６０は、軸受部１５７と、ヘッドジンバルアセンブリ１５８と、支持フレーム１６１と、を含む。ヘッドジンバルアセンブリ１５８は、軸受部１５７から延びる。支持フレーム１６１は、軸受部１５７から延びる。支持フレーム１６１の延びる方向は、ヘッドジンバルアセンブリ１５８の延びる方向とは逆である。支持フレーム１６１は、ボイスコイルモータ１５６のコイル１６２を支持する。
図２８（ｂ）に示すように、ヘッドジンバルアセンブリ１５８は、軸受部１５７から延びたアーム１５５と、アーム１５５から延びたサスペンション１５４と、を有している。
サスペンション１５４の先端には、ヘッドスライダ１５９が設けられる。ヘッドスライダ１５９に、実施形態に係る磁気ヘッドが設けられる。
実施形態に係る磁気ヘッドアセンブリ（ヘッドジンバルアセンブリ）１５８は、実施形態に係る磁気ヘッドと、磁気ヘッドが設けられたヘッドスライダ１５９と、サスペンション１５４と、アーム１５５と、を含む。ヘッドスライダ１５９は、サスペンション１５４の一端に設けられる。アーム１５５は、サスペンション１５４の他端と接続される。
サスペンション１５４は、例えば、信号の記録及び再生用のリード線（図示しない）を有する。サスペンション１５４は、例えば、浮上量調整のためのヒーター用のリード線（図示しない）を有しても良い。サスペンション１５４は、例えばスピントランスファトルク発振子用などのためのリード線（図示しない）を有しても良い。これらのリード線と、磁気ヘッドに設けられた複数の電極と、が電気的に接続される。
磁気記録装置１５０において、信号処理部１９０が設けられる。信号処理部１９０は、磁気ヘッドを用いて磁気記録媒体への信号の記録及び再生を行う。信号処理部１９０は、信号処理部１９０の入出力線は、例えば、ヘッドジンバルアセンブリ１５８の電極パッドに接続され、磁気ヘッドと電気的に接続される。
実施形態に係る磁気記録装置１５０は、磁気記録媒体と、実施形態に係る磁気ヘッドと、可動部と、位置制御部と、信号処理部と、を含む。可動部は、磁気記録媒体と磁気ヘッドとを離間させ、または、接触させた状態で相対的に移動可能とする。位置制御部は、磁気ヘッドを磁気記録媒体の所定記録位置に位置合わせする。信号処理部は、磁気ヘッドを用いた磁気記録媒体への信号の記録及び再生を行う。
例えば、上記の磁気記録媒体として、記録用媒体ディスク１８０が用いられる。上記の可動部は、例えば、ヘッドスライダ１５９を含む。上記の位置制御部は、例えば、ヘッドジンバルアセンブリ１５８を含む。
実施形態は、以下の構成（例えば技術案）を含んでも良い。
（構成１）
第１磁極と、
第２磁極と、
前記第１磁極と前記第２磁極との間に設けられ、第１磁性層を含む磁性素子と、
第１磁性部を含む磁性部材であって、前記第１磁性部から前記磁性素子への第２方向は、前記第１磁極から前記第２磁極への第１方向と交差した、前記磁性部材と、
を備え、
前記第１磁性部は、第１材料、第２材料及び第３材料の少なくともいずれかを含む磁性材料を含み、
前記第１材料は、Ｍｎ３Ｓｎ、Ｍｎ３Ｇｅ及びＭｎ３Ｇａよりなる群から選択された少なくとも１つを含み、
第２材料は、Ｍｎ及びＮｉを含み立方晶または正方晶の化合物、γ相のＭｎを含む立方晶合金、及び、Ｆｅを含む立方晶合金よりなる群から選択された少なくとも１つを含み、
前記第３材料は、反強磁性体を含む、磁気ヘッド。
（構成２）
複数の端子をさらに備え、
前記複数の端子の少なくとも一部を経由して供給される素子電流は、前記磁性素子を前記第１方向に沿って流れ、
前記複数の端子の少なくとも一部を経由して供給される第１磁性部電流は、前記第１磁性部を前記第１方向に沿って流れる、構成１記載の磁気ヘッド。
（構成３）
前記第１磁性部電流の向きは、前記素子電流の向きとは逆である、構成２記載の磁気ヘッド。
（構成４）
第１導電部を含む導電部材と、
複数の端子と、
をさらに備え、
前記第１導電部から前記第１磁性部への方向は前記第２方向に沿い、
前記複数の端子の少なくとも一部を経由して供給される素子電流は、前記磁性素子を前記第１方向に沿って流れ、
前記複数の端子の少なくとも一部を経由して供給される第１磁性部電流は、前記第１磁性部を前記第１方向に沿って流れ、
前記複数の端子の少なくとも一部を経由して供給される第１導電部電流は、前記第１導電部を前記第１方向に沿って流れる、構成１記載の磁気ヘッド。
（構成５）
前記第１磁性部は、前記第２方向において、前記第１導電部と前記磁性素子との間にある、構成４記載の磁気ヘッド。
（構成６）
前記第１導電部は、前記第２方向において、前記第１磁性部と前記磁性素子との間にある、構成４記載の磁気ヘッド。
（構成７）
前記導電部材は、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｗ及びＴａよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、構成４～６のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成８）
前記第１磁極及び前記第２磁極の少なくともいずれかは、媒体対向面を含み、
前記第１方向と前記媒体対向面との間の角度の絶対値は、１０度以下であり、
前記第２方向は、前記媒体対向面に沿う、構成１記載の磁気ヘッド。
（構成９）
前記第１磁極及び前記第２磁極の少なくともいずれかは、媒体対向面を含み、
前記第１方向と前記媒体対向面との間の角度の絶対値は、１０度以下であり、
前記第２方向は、前記媒体対向面と交差する、構成１記載の磁気ヘッド。
（構成１０）
前記第１磁性部の磁化の向きは、前記第１方向及び前記第２方向を含む平面と交差する第３方向に沿う、構成３または４に記載の磁気ヘッド。
（構成１１）
前記磁性部材は、前記磁性材料を含む第２磁性部をさらに含み、
前記磁性素子は、前記第２方向において前記第１磁性部と前記第２磁性部との間にある、構成３記載の磁気ヘッド。
（構成１２）
複数の端子をさらに備え、
前記複数の端子の少なくとも一部を経由して供給される素子電流は、前記磁性素子を前記第１方向に沿って流れ、
前記複数の端子の少なくとも一部を経由して供給される第１磁性部電流は、前記第１磁性部を前記第１方向に沿って流れ
前記複数の端子の少なくとも一部を経由して供給される第２磁性部電流は、前記第２磁性部を前記第１方向に沿って流れる、構成１１記載の磁気ヘッド。
（構成１３）
第１導電部及び第２導電部を含む導電部材と、
複数の端子と、
をさらに備え、
前記磁性素子は、前記第２方向において前記第１導電部と前記第２導電部との間にあり、
前記複数の端子の少なくとも一部を経由して供給される素子電流は、前記磁性素子を前記第１方向に沿って流れ、
前記複数の端子の少なくとも一部を経由して供給される第１磁性部電流は、前記第１磁性部を前記第１方向に沿って流れ、
前記複数の端子の少なくとも一部を経由して供給される第１導電部電流は、前記第１導電部を前記第１方向に沿って流れ、
前記複数の端子の少なくとも一部を経由して供給される第２磁性部電流は、前記第２磁性部を前記第１方向に沿って流れ、
前記複数の端子の少なくとも一部を経由して供給される第２導電部電流は、前記第２導電部を前記第１方向に沿って流れる、構成１１記載の磁気ヘッド。
（構成１４）
前記第１磁性部は、前記第２方向において、前記第１導電部と前記磁性素子との間にあり、
前記第２磁性部は、前記第２方向において、前記磁性素子と前記第２導電部との間にある、構成１３記載の磁気ヘッド。
（構成１５）
前記第１導電部は、前記第２方向において、前記第１磁性部と前記磁性素子との間にあり、
前記第２導電部は、前記第２方向において、前記磁性素子と前記第２磁性部との間にある、構成１３記載の磁気ヘッド。
（構成１６）
前記第１磁性部の磁化の向きは、前記第１方向及び前記第２方向を含む平面と交差する第３方向に沿い、
前記第２磁性部の磁化の向きは、前記第３方向に沿い、前記第１磁性部の前記磁化の前記向きと逆の成分を含む、構成１１～１５のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１７）
前記磁性部材は、前記磁性材料を含む第３磁性部をさらに含み、
前記磁性素子から前記第３磁性部への方向は、前記第１方向及び前記第２方向を含む平面と交差する第３方向に沿う、構成１１～１５のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１８）
前記磁性素子は、
前記第１磁極と前記第１磁性層との間に設けられた第１非磁性層と、
前記第１磁性層と前記第２磁極との間に設けられた第２非磁性層と、
をさらに含む、構成１～１７のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１９）
前記磁性素子は、
前記第１磁性層と前記第２磁極との間に設けられた第２磁性層と、
前記第１磁極と前記第１磁性層との間に設けられた第１非磁性層と、
前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられた第２非磁性層と、
前記第２磁性層と前記第２磁極との間に設けられた第３非磁性層と、
をさらに含む、構成１～１７のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成２０）
構成２に記載の磁気ヘッドと、
電気回路と、
を備え、
前記電気回路は、前記磁性素子に前記素子電流を供給可能であり、前記第１磁性部に前記第１磁性部電流を供給可能である、磁気記録装置。
実施形態によれば、記録密度の向上が可能な磁気ヘッド及び磁気記録装置が提供できる。
本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、磁気ヘッドに含まれる、磁極、磁性素子、磁性層、非磁性層、端子、及び配線などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
その他、本発明の実施の形態として上述した磁気ヘッド及び磁気記録装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての磁気ヘッド及び磁気記録装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
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。
２０…磁性素子、 ２０Ｄ…電気回路、 ２０ｉ…素子電流、 ２１、２２…第１、第２磁性層、 ２１ｎ～２３ｎ…第１～第３非磁性層、 ３０Ｄ…記録回路、 ３０Ｆ…媒体対向面、 ３０ｃ…コイル、 ３０ｉ…絶縁部材、 ３１、３２…第１、第２磁極、 ３３…シールド、 ３８、３８ａ～３８ｎ…端子、 ４０…磁性部材、 ４１～４３…第１～第３磁性部、 ４１Ｍ～４３Ｍ…磁化、 ４１ｈ～４３ｈ…熱流、 ４１ｉ～４３ｉ…第１～第３磁性部電流、 ５０…導電部材、 ５１～５３…第１～第３導電部、 ５１ｉ～５３ｉ…第１～第３導電部電流、 ５５、５６ａ、５６ｂ、５７ａ、５７ｂ…非磁性部材、 ６０…記録部、 ７０…再生部、 ７１…磁気再生素子、 ７２ａ、７２ｂ…第１、第２再生磁気シールド、 ８０…磁気記録媒体、 ８１…磁気記録層、 ８２…媒体基板、 ８３…磁化、 ８５…媒体移動方向、 θ１…角度、 １１０～１１３、１２０～１２３、１１０ａ～１１３ａ、１１２ｘ、１１３ｘ、１２０ａ～１２３ａ、１１１ｂ、１２１ｂ、１３０…磁気ヘッド、 １５０…磁気記録装置、 １５４…サスペンション、 １５５…アーム、 １５６…ボイスコイルモータ、 １５７…軸受部、 １５８…ヘッドジンバルアセンブリ、 １５９…ヘッドスライダ、 １５９Ａ…空気流入側、 １５９Ｂ…空気流出側、 １６０…ヘッドスタックアセンブリ、 １６１…支持フレーム、 １６２…コイル、 １８０…記録用媒体ディスク、 １８０Ｍ…スピンドルモータ、 １８１…記録媒体、 １９０…信号処理部、 ２１０…磁気記録装置、 ＡＲ、ＡＲ１…矢印、 Ｄ１～Ｄ３…第１～第３方向、 Ｉｗ…記録電流、 Ｔ１、Ｔ２…第１、第２端子、 Ｗ１、Ｗ２…第１、第２配線、 ｊｅ…電子流

Claims (10)

  1. 第１磁極と、
    第２磁極と、
    前記第１磁極と前記第２磁極との間に設けられ、第１磁性層を含む磁性素子と、
    第１磁性部を含む磁性部材であって、前記第１磁性部から前記磁性素子への第２方向は、前記第１磁極から前記第２磁極への第１方向と交差した、前記磁性部材と、
    を備え、
    前記第１磁性部は、第１材料、第２材料及び第３材料の少なくともいずれかを含む磁性材料を含み、
    前記第１材料は、Ｍｎ３Ｓｎ、Ｍｎ３Ｇｅ及びＭｎ３Ｇａよりなる群から選択された少なくとも１つを含み、
    第２材料は、Ｍｎ及びＮｉを含み立方晶または正方晶の化合物、γ相のＭｎを含む立方晶合金、及び、Ｆｅを含む立方晶合金よりなる群から選択された少なくとも１つを含み、
    前記第３材料は、反強磁性体を含む、磁気ヘッド。
  2. 複数の端子をさらに備え、
    前記複数の端子の少なくとも一部を経由して供給される素子電流は、前記磁性素子を前記第１方向に沿って流れ、
    前記複数の端子の少なくとも一部を経由して供給される第１磁性部電流は、前記第１磁性部を前記第１方向に沿って流れる、請求項１記載の磁気ヘッド。
  3. 第１導電部を含む導電部材と、
    複数の端子と、
    をさらに備え、
    前記第１導電部から前記第１磁性部への方向は前記第２方向に沿い、
    前記複数の端子の少なくとも一部を経由して供給される素子電流は、前記磁性素子を前記第１方向に沿って流れ、
    前記複数の端子の少なくとも一部を経由して供給される第１磁性部電流は、前記第１磁性部を前記第１方向に沿って流れ、
    前記複数の端子の少なくとも一部を経由して供給される第１導電部電流は、前記第１導電部を前記第１方向に沿って流れる、請求項１記載の磁気ヘッド。
  4. 前記導電部材は、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｗ及びＴａよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、請求項３記載の磁気ヘッド。
  5. 前記第１磁極及び前記第２磁極の少なくともいずれかは、媒体対向面を含み、
    前記第１方向と前記媒体対向面との間の角度の絶対値は、１０度以下であり、
    前記第２方向は、前記媒体対向面に沿う、請求項１記載の磁気ヘッド。
  6. 前記第１磁極及び前記第２磁極の少なくともいずれかは、媒体対向面を含み、
    前記第１方向と前記媒体対向面との間の角度の絶対値は、１０度以下であり、
    前記第２方向は、前記媒体対向面と交差する、請求項１記載の磁気ヘッド。
  7. 前記磁性部材は、前記磁性材料を含む第２磁性部をさらに含み、
    前記磁性素子は、前記第２方向において前記第１磁性部と前記第２磁性部との間にある、請求項３記載の磁気ヘッド。
  8. 第１導電部及び第２導電部を含む導電部材と、
    複数の端子と、
    をさらに備え、
    前記磁性素子は、前記第２方向において前記第１導電部と前記第２導電部との間にあり、
    前記複数の端子の少なくとも一部を経由して供給される素子電流は、前記磁性素子を前記第１方向に沿って流れ、
    前記複数の端子の少なくとも一部を経由して供給される第１磁性部電流は、前記第１磁性部を前記第１方向に沿って流れ、
    前記複数の端子の少なくとも一部を経由して供給される第１導電部電流は、前記第１導電部を前記第１方向に沿って流れ、
    前記複数の端子の少なくとも一部を経由して供給される第２磁性部電流は、前記第２磁性部を前記第１方向に沿って流れ、
    前記複数の端子の少なくとも一部を経由して供給される第２導電部電流は、前記第２導電部を前記第１方向に沿って流れる、請求項７記載の磁気ヘッド。
  9. 前記磁性部材は、前記磁性材料を含む第３磁性部をさらに含み、
    前記磁性素子から前記第３磁性部への方向は、前記第１方向及び前記第２方向を含む平面と交差する第３方向に沿う、請求項７または８に記載の磁気ヘッド。
  10. 請求項２に記載の磁気ヘッドと、
    電気回路と、
    を備え、
    前記電気回路は、前記磁性素子に前記素子電流を供給可能であり、前記第１磁性部に前記第１磁性部電流を供給可能である、磁気記録装置。
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