JP3638504B2

JP3638504B2 - Nano magnetic head and nano magnetic head device using the same

Info

Publication number: JP3638504B2
Application number: JP2000193555A
Authority: JP
Inventors: 喜萬中山; 昭雄原田
Original assignee: Daiken Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Daiken Kagaku Kogyo KK
Priority date: 2000-05-23
Filing date: 2000-05-23
Publication date: 2005-04-13
Anticipated expiration: 2020-05-23
Also published as: JP2001331906A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は磁気テープ、磁気カード、磁気ディスク、磁気ドラム、その他磁性物質からなる磁気記録媒体に対してナノ領域の精度で磁気信号を入出力できるナノチューブを利用したナノ磁気ヘッドに関し、またナノ磁気ヘッドに信号を入出力する信号制御部を設けたナノ磁気ヘッド装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、磁気ヘッドは磁極間隙部を有するコアとコアに巻装されたコイルから構成されており、この磁極間隙部を磁気記録媒体に接触するように配置して磁気記録装置が構成される。コイルに信号電流を流すとリング状のコアに磁束が生じ、この磁束の一部が磁極間隙部から磁気記録媒体に漏洩し、この漏洩磁束によって磁気記録媒体の磁性体分子に情報が磁気記録される。
【０００３】
逆に、磁気記録された磁気記録媒体を磁極間隙部に対し移動させると、電磁誘導によりコイルに信号電流が生起し、この信号電流を増幅して磁気情報を再生することができる。このように、磁気ヘッドは磁気記録媒体に情報を磁気記録したり、磁気記録媒体から磁気情報を再生するための装置である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
磁気記録媒体に記録される磁気情報の最小単位のサイズは、コアに形成されている磁極間隙部のサイズに直接依存する。従って、磁気記録密度を高めるためには、コア及びコアの磁極間隙部をより小さくする設計することが必要になるが、コアや磁極間隙部の形成を機械加工や他の物理加工に頼る限り、それら部材の微小化にはサイズ的限界が存在する。従って、磁気記録密度の高度化を図るためには、磁性物質の開発のみならず、コアの材料開発が急務である。
【０００５】
従って、本発明の目的は、磁気情報の最小単位の大きさを一気にナノサイズにまで極小化でき、磁気記録密度の大幅な向上を達成できるナノ磁気ヘッド及びこれを用いたナノ磁気ヘッド装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ナノチューブの先端部をホルダーから突出させるようにナノチューブの基端部をホルダーに固定し、ナノチューブの先端部の外周にナノコイルを巻装配置し、ナノコイルの両端に信号を入出力させることを特徴とするナノ磁気ヘッドである。
【０００７】
請求項２の発明は、ナノチューブの先端部をホルダーから突出させるようにナノチューブの基端部をホルダーに固定し、ホルダーの外周にマイクロコイルを巻装配置し、マイクロコイルの両端に信号を入出力させることを特徴とするナノ磁気ヘッドである。
【０００８】
請求項３の発明は、前記ホルダーはＡＦＭ用カンチレバーのピラミッド部である請求項１又は２記載のナノ磁気ヘッドである。
【０００９】
請求項４の発明は、ナノチューブの先端部をホルダーから突出させるようにナノチューブの基端部をホルダーに固定し、このホルダーを支持する本体部の外周にマイクロコイルを巻装配置し、マイクロコイルの両端に信号を入出力させることを特徴とするナノ磁気ヘッドである。
【００１０】
請求項５の発明は、前記ホルダーはＡＦＭ用カンチレバーのピラミッド部であり、前記本体部はＡＦＭ用カンチレバーのカンチレバー部である請求項４記載のナノ磁気ヘッドである。
【００１１】
請求項６の発明は、ナノチューブの中空部に強磁性金属原子を配列した請求項１、２、３、４又は５記載のナノ磁気ヘッドである。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５又は６記載のナノ磁気ヘッドと、このナノ磁気ヘッドに信号を入出力する信号制御部から構成され、磁気記録媒体のナノ領域に磁気書き込みしたり、ナノ領域の磁気記録を読みとることができるナノ磁気ヘッド装置である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明者等は、磁気記録の最小単位のサイズをナノ領域にまで極小化できる磁気ヘッドを開発するために鋭意研究した結果、コアとしてカーボンナノチューブを初めとするナノチューブを利用し、コイルとしてナノコイルやマイクロコイルを活用し、これらのコイルの中空部にナノチューブを挿通する等の手段で、ナノチューブ先端により磁気記録媒体に対して磁気的な入出力ができるナノ磁気ヘッドを想到するに到った。
【００１４】
即ち、ナノコイルやマイクロコイルの両端から電気信号を入力し、これらのコイルで形成された磁束をナノチューブの先端から漏洩させ、この漏洩磁束により磁気記録媒体に磁気記録すれば、磁気記録の最小単位のサイズをナノチューブの断面直径程度にまで極小化することが可能となる。
【００１５】
ナノチューブがコアとして最有力である理由はその断面直径の極小性にある。本発明で用いられるナノチューブとしては、カーボンナノチューブがある。カーボンナノチューブ（ＣＮＴと称する場合もある）の断面直径は約１ｎｍ〜数十ｎｍに分布しており、またその軸長はナノサイズからミクロンサイズに亘っている。従って、この高アスペクト比を有するナノチューブを探針として用いれば、磁気記録をナノサイズで行うことができ、磁気記録密度の超高度化を達成できる。
【００１６】
カーボンナノチューブの合成に続いてＢＣＮ系ナノチューブが合成された。例えば、非晶質ホウ素とグラファイトの混合粉末をグラファイト棒に詰め込み、窒素ガス中で蒸発させる。また、焼結ＢＮ棒をグラファイト棒に詰め込み、ヘリウムガス中で蒸発させる。更に、ＢＣ_４Ｎを陽極、グラファイトを陰極にしてヘリウムガス中でアーク放電させる。これらの方法で、ＣＮＴ中のＣ原子の一部がＢ原子とＮ原子に置換されたＢＣＮ系ナノチューブが合成された。
【００１７】
また、ＢＮ系ナノチューブも合成された。これはＣ原子をほとんど含まないナノチューブである。例えば、ＣＮＴとＢ_２Ｏ_３粉末をるつぼの中に入れて窒素ガス中で加熱する。この結果、ＣＮＴ中のＣ原子のほとんどがＢ原子とＮ原子に置換されたＢＮ系ナノチューブが合成される。
【００１８】
ＢＣＮ系ナノチューブもＢＮ系ナノチューブもＣＮＴとほぼ同様の物質構造をとっているから、直径に対する軸長比、即ちアスペクト比は極めて高い。従って、本発明のナノチューブとしては、カーボンナノチューブのみならず、ＢＣＮ系ナノチューブやＢＮ系ナノチューブ等の一般のナノチューブが利用できる。
【００１９】
一般に、ナノチューブの内部には中空部が形成されている。コイルで形成された磁束をナノチューブの先端から漏洩させるには、ナノチューブの中空部に鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性金属原子を配置しておくことが望ましい。このように強磁性金属原子を配列しておけば、漏洩磁束はこれらの原子により絞られるから、漏洩磁束の断面直径はナノチューブの断面直径に近くなり、磁気記録単位をナノサイズに極小化できる。ナノチューブの断面直径の理論最小サイズは約１ｎｍであるから、磁気記録の最小サイズも１ｎｍにまで極小化することが可能である。
【００２０】
強磁性金属原子の注入は簡単に行うことができる。これらの金属蒸気中で両端の閉じたナノチューブを切断、或いは先端を開放するだけで、金属原子が自然に中空部に吸い込まれるように進入してゆくことが観察される。注入される強磁性金属原子の数はナノチューブの軸長に依存する。ナノチューブの先端から磁束を漏洩させるには、その先端部に少なくとも強磁性金属原子を充填しておくことが望ましい。
【００２１】
ナノチューブの中空部に強磁性金属原子を配列させない場合でも、コイル径が小さいので、ナノ磁気ヘッドを構成することができる。ただ、磁束が多少広がるので、コイルの先端をできるだけ磁気記録媒体に接近させて磁気入出力を行うことが必要である。
【００２２】
本発明に係るナノ磁気ヘッドに使用されるコイルにはマイクロコイルとナノコイルがある。マイクロコイルが先に発見されてその製造方法が確立され、次にナノコイルが発見され、本発明者等によりその量産方法が確立された。次に、その量産方法について説明する。
【００２３】
カーボンマイクロコイルの効率的な製造方法は、１９９０年に元島など（Ｓ．Ｍｏｔｏｊｉｍａ，Ｍ．Ｋａｗａｇｕｃｈｉ，Ｋ．ＮｏｚａｋｉａｎｄＨ．Ｉｗａｎａｇａ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，５６（１９９０）３２１）によって発見され、その後の研究により再現性のある製造方法が確立された。この方法は、透明石英製の横型外熱式反応管の内部にＮｉ粉末触媒を塗布したグラファイト基板を配置し、上部の原料ガス導入口から原料ガスを前記基板表面に垂直に導入する。この原料ガスは、アセチレンと水素と窒素とチオフェンの混合ガスである。排ガスは下部より排出される。
【００２４】
特に、イオウやリン等の不純物が不可欠で、この不純物量が多すぎても少なすぎてもカーボンマイクロコイルは成長しない。例えば、イオウを含有するチオフェンを全ガス流量に対し０．２４％添加した場合には、コイル収率が最大になり、その値は約５０％である。反応温度は約７５０〜８００℃である。
【００２５】
このカーボンマイクロコイルを構成するファイバーの直径は０．０１〜１μｍ、コイルの外直径（外側直径）は１〜１０μｍ、コイルピッチは０．０１〜１μｍ、そしてコイル長さは０．１〜２５ｍｍである。このカーボンマイクロコイルは完全にアモルファス構造であり、電波吸収特性等の優れた物性を有し、例えば電波吸収材として期待されている。
【００２６】
１９９１年にカーボンナノチューブが発見され、この発見に触発されて、外直径がナノサイズのカーボンコイル、即ちカーボンナノコイルの研究が開始された。ナノサイズになると更に新たな物性が発見される可能性があり、ナノ領域のエンジニアリングやエレクトロニクス等の新素材として期待されたからである。しかし、その開発は容易ではなかった。
【００２７】
１９９４年にアメリンクス等（Ａｍｅｌｉｎｃｋｘ，Ｘ．Ｂ．Ｚｈａｎｇ，Ｄ．Ｂｅｒｎａｅｒｔｓ，Ｘ．Ｆ．Ｚｈａｎｇ，Ｖ．ＩｖａｎｏｖａｎｄＪ．Ｂ．Ｎａｇｙ，ＳＣＩＥＮＣＥ，２６５（１９９４）６３５）がカーボンナノコイルの生成に成功した。カーボンマイクロコイルがアモルファスであるのに対し、カーボンナノコイルがグラファイト構造であることも解明された。種々のカーボンナノコイルが作成され、最小のコイル外直径は約１２ｎｍと極めて小さかった。しかし、そのコイル収率はわずかであり、工業生産に利用できるものではなく、より効率的な製造方法が求められた。
【００２８】
彼らの製造方法は、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉのような金属触媒を微小粉に形成し、この触媒近傍を６００〜７００℃に加熱し、この触媒に接触するようにアセチレンやベンゼンのような有機ガスを流通させ、これらの有機分子を分解する方法である。生成された物質はグラファイト構造のカーボンナノチューブであり、その形状は直線状、曲線状、平面スパイラル状、コイル状等であった。つまり、カーボンナノコイルは偶然的に生成されたに過ぎず、コイル収率が小さかった。
【００２９】
１９９９年にリー等（Ｗ．Ｌｉ，Ｓ．Ｘｉｅ，Ｗ．Ｌｉｕ，Ｒ．Ｚｈａｏ，Ｙ．Ｚｈａｎｇ，Ｗ．ＺｈｏｕａｎｄＧ．Ｗａｎｇ，Ｊ．ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉ．，３４（１９９９）２７４５）は、新たにカーボンナノコイルの生成に成功した。彼らの製造方法は、グラファイトシートの外周に鉄粒子を被覆した触媒を中央に置き、この触媒近傍をニクロム線で７００℃に加熱する。この触媒に接触するように、体積で１０％のアセチレンと９０％の窒素の混合ガスを流通させ、その流量を１０００ｃｃ／ｍｉｎに設定した。生成されたカーボンナノコイルの外直径には種々のものがあるが、小さいものは２０ｎｍや２２ｎｍであった。しかし、この製造方法もコイル生成率が小さく、工業的量産法としては極めて不十分なものである。
【００３０】
このような中で、カーボンナノコイルの工業的量産方法は本発明者等によって確立され、既に特願平１１−３７７３６３号として特許出願されている。この方法は、反応器内部にインジウム・スズ・鉄系触媒を配置し、この触媒近傍を原料として使用する炭化水素が触媒作用により分解する温度以上に加熱し、この触媒に接触するように炭化水素ガスを流通させて、炭化水素を触媒近傍で分解しながら触媒表面にカーボンナノコイルを成長させる方法である。この方法では、インジウム・スズ・鉄系触媒の表面に無数のカーボンナノコイルが密生し、炭化水素ガス量から計算すると、生成率は９５％程度の効率に見積もられる。
【００３１】
本発明に使用できるマイクロコイルやナノコイルは、カーボンマイクロコイルやカーボンナノコイルに限定されない。これらのＣ原子をＢ原子やＮ原子に置換したＢＮ系コイルやＢＣＮ系コイルでもよい。コイルには電気信号を入出力するから、コイルの電気伝導性を確保するために、コイルの表面を金属でコートしたり、コイル中に金属原子をドーピングすることもある。
【００３２】
本発明において、ナノチューブを固定するホルダーは、例えばＡＦＭ用カンチレバーの測定用の突出部であり、この突出部は通常ピラミッド部と呼ばれている。このピラミッド部の形状は円錐状、三角錐状、四角錐状などがあり、ＡＦＭカンチレバーに用いられている全ての形状を総称するものである。ホルダーを固定する本体部は、例えばＡＰＭ用カンチレバーのカンチレバー部である。勿論、ＡＦＭ用カンチレバー以外に、ＳＴＭ等の他の走査型プローブ顕微鏡用のホルダーや他の部材を利用することもできる。また、ナノ磁気ヘッド専用の本体部やホルダーを作成し、このホルダーにナノチューブを固定してもよい。
【００３３】
【実施例】
以下に、本発明に係るナノ磁気ヘッド及びナノ磁気ヘッド装置の実施例を図面に従って詳細に説明する。
図１は本発明に係るナノ磁気ヘッドの第１実施例の斜視図である。本実施例では市販のＡＦＭ用カンチレバーを積極的に利用しており、従って、ナノ磁気ヘッド２は、大きく分けてＡＦＭ用カンチレバー３とナノチューブ１０とナノコイル１２から構成されている。
【００３４】
ＡＦＭ用カンチレバー３は、長手状のカンチレバー部４と、その先端に突設されたピラミッド部８とからなり、カンチレバー部４の両側縁には電極膜６、６が形成されている。本発明の本体部の一例が前記カンチレバー部４であり、ホルダーの一例が前記ピラミッド部８であることは前述の通りである。ナノチューブ１０の基端部１０ａはピラミッド部８の表面に固定され、ナノチューブ１０の先端部１０ｂはピラミッド部８から突出している。
【００３５】
ナノチューブ１０の基端部１０ａをピラミッド部８の表面に固定する方法としては、例えば基端部１０ａの表面をカーボンのコーティング膜で被覆したり、基端部１０ａをピラミッド部８に熱融着させたりする方法がある。熱融着する方法には、電子ビーム照射や電流加熱が考えられる。
【００３６】
ナノコイル１２はナノチューブ１０の先端部１０ｂを巻装するように配置されている。ナノコイル１２の両端はナノチューブを用いたリード線１４、１４の一端と電子ビームで融着されて接点１４ａ、１４ａとなる。ナノチューブリード線１４、１４の他端は電極膜６、６と結合されて接点１４ｂ、１４ｂとなる。
【００３７】
図２は強磁性金属原子を内部に配置したナノチューブの簡易斜視図である。ナノチューブ１０の中空部１０ｃには強磁性金属原子１６、１６・・・が多数配置されている。金属蒸気中で両端の閉じたナノチューブ１０を切断したり、あるいは先端部を開放することにより、開放端面から金属原子が中空部１０ｃに引き込まれる。また、金属蒸気中でナノチューブ１０を生成することにより、中空部１０ｃに金属原子が存在するものが得られる。
【００３８】
図３はカーボンナノチューブの先端多形の斜視図である。（ａ）は先端が多面体で閉じており、（ｂ）は先端が開いており、（ｃ）は先端が円錐形で閉じており、（ｄ）は先端がくちばし形で閉じている。特に、先端が閉じた部分をナノチューブ１０の先端部１０ｂとすれば、内包された強磁性金属原子１６が酸化されることがなく長寿命である。
【００３９】
図４はナノコイルの斜視図である。この例では１本のカーボンファイバー１８からナノコイル１２が形成されているが、２本以上のカーボンファイバー１８がうまく同期しながらコイル状に絡み合った複合ナノコイルを本発明に用いることもできる。カーボンファイバー１８は長尺状のカーボンナノチューブである。ナノコイル１２のサイズは、一般的にファイバー１８の直径ｄが数ｎｍ〜数十ｎｍ、コイル直径Ｄが数十ｎｍ〜数百ｎｍ、ピッチＰが数ｎｍ〜数十ｎｍ、軸長Ｌが数μｍ〜数十ｍｍである。ナノコイルの名称はコイル直径Ｄがナノサイズであることに由来する。また、コイル直径Ｄが１μｍ以上、即ちミクロンサイズであるときには、このコイルをマイクロコイルと称することは云うまでもない。
【００４０】
図５は本発明に係るナノ磁気ヘッド装置の使用状態図である。磁気ヘッド装置２３は、図１に示されるナノ磁気ヘッド２と、カンチレバー部４の電極膜６に結線された接続線２４と、この接続線２４が連結された信号制御部２５から構成されている。磁気記録媒体２０は基体２１に磁性膜２２を形成して構成されている。
【００４１】
まず、磁性膜２２に磁気書き込み（磁気入力）する場合を説明する。ナノチューブ１０の先端を磁性膜２２に接近させ、信号制御部２５から電気信号を送る。電気信号はナノコイル１２を流れ、ナノコイル１２の内部に磁束を発生させる。この磁束がナノチューブ１０の先端から漏洩して、磁性膜２２に磁気情報として記録される。磁気記録媒体２０を矢印ａ方向に移動させると、磁性膜２２には情報が連続的に磁気記録されて行く。
【００４２】
次に、磁性膜２２から磁気読み出し（磁気出力）する場合を説明する。ナノチューブ１０の先端を磁性膜２２に接近させて、磁気記録媒体２０を矢印ａ方向に移動させる。磁性膜２２に記録された磁気情報の磁力線がナノチューブ１０の中に入り、電磁誘導によってナノコイル１２に誘導起電力が発生する。この誘導起電力が接続線２４を介して信号制御部２５に入り、磁気情報が連続的に再生されてゆく。
【００４３】
図６は本発明に係るナノ磁気ヘッドの第２実施例の斜視図である。この実施例では、ナノコイル１２に替えてマイクロコイル２６が使用される。このマイクロコイル２６はやや大きなピラミッド部８（ホルダーの一例）の周りに巻装して配置される。ピラミッド部８がそっくり中に入るくらいのマイクロコイルを選択して用いればよい。その他の部分は図１と同様であり、同一部分には同一番号を付してその説明を省略する。
【００４４】
図７は本発明に係るナノ磁気ヘッドの第３実施例の斜視図である。この実施例では、ナノコイル１２に替えてやはりマイクロコイル２６が使用される。但し、このマイクロコイル２６はカンチレバー部４（本体部の一例）の周りに巻装して配置される。ナノチューブリード線１４は用いられず、マイクロコイル２６の両端２６ａが直接に電極膜６、６に融着固定される。その他の部分は図１と同様であり、同一部分には同一番号を付してその説明を省略する。
【００４５】
図８はマイクロコイルを用いた場合の磁気信号強化のモデル図である。図６及び図７では、マイクロコイル２６はナノチューブ１０から離れた位置にあるが、マイクロコイル２６で形成された磁束はナノチューブ１０の先端から漏洩する。従って、マイクロコイル２６の断面積をＳ、発生した磁束をＢとし、ナノチューブ１０の断面積をＳ’、流出する磁束をＢ’とすると、連続の法則からＳ×Ｂ＝Ｓ’×Ｂ’となり、Ｂ’＝（Ｓ／Ｓ’）Ｂと単純に計算できる。つまり、マイクロコイルを用いた場合には、漏洩磁束Ｂ’は発生磁束Ｂより面積比だけ強化されため、磁気記録媒体２０への書き込みは有利になる。
【００４６】
図７及び図８に示されたナノ磁気ヘッド２と前記信号制御部２５を組み合わせてナノ磁気ヘッド装置を構成し、磁気記録媒体に対し磁気書き込み及び磁気読み出しを行うこともできる。
【００４７】
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲における種々の変形例、設計変更などをその技術的範囲内に包含するものである。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、ナノチューブにナノコイルを巻装してナノ磁気ヘッドを構成したから、ナノチューブの断面直径であるナノサイズを磁気情報の最小単位として磁気記録媒体への書き込み・読み出しが可能となり、磁気記録の超高密度化を実現できる。
【００４９】
請求項２の発明によれば、ホルダーの外周にマイクロコイルを巻装してナノチューブで書き込み・読み出しをできるから、磁気記録の超高密度化を実現できるだけでなく、書き込みに際してマイクロコイルとナノチューブの断面積比だけ磁気信号を増幅することができる。
【００５０】
請求項３の発明によれば、ナノチューブを固定するホルダーとしてＡＦＭ用カンチレバーのピラミッド部を用いることができ、実用性の高いナノ磁気ヘッドを低価格で実現することができる。
【００５１】
請求項４の発明によれば、本体部の外周にマイクロコイルを巻装してナノチューブで書き込み・読み出しができるから、磁気記録の超高密度化を実現できるだけでなく、書き込みに際してマイクロコイルとナノチューブの断面積比だけ磁気信号を増幅することができる。
【００５２】
請求項５の発明によれば、カンチレバー部にマイクロコイルを巻装するから、市販のＡＦＭ用カンチレバーを用いた実用性の高いナノ磁気ヘッドを低価格で実現でき、しかも書き込み用の磁気信号を断面積比だけ増幅することができる。
【００５３】
請求項６の発明によれば、ナノチューブの中空部に強磁性金属原子を配列するから、磁束密度を強化できるだけでなく、ナノチューブに入出力する磁束密度をより細く絞ることができ、高性能を有したナノ磁気ヘッドを実現できる。
【００５４】
請求項７の発明によれば、信号制御部によりナノ磁気ヘッドを操作できるから、磁気記録媒体のナノ領域に磁気書き込みしたり、ナノ領域の磁気記録を読みとることができるナノ磁気ヘッド装置を提供できる。。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るナノ磁気ヘッドの第１実施例の斜視図である。
【図２】強磁性金属原子を内部に配置したナノチューブの簡易斜視図である。
【図３】カーボンナノチューブの先端多形の斜視図である。
【図４】ナノコイルの斜視図である。
【図５】本発明に係るナノ磁気ヘッド装置の使用状態図である。
【図６】本発明に係るナノ磁気ヘッドの第２実施例の斜視図である。
【図７】本発明に係るナノ磁気ヘッドの第３実施例の斜視図である。
【図８】マイクロコイルを用いた場合の磁気信号強化のモデル図である。
【符号の説明】
２・・・ナノ磁気ヘッド
３・・・ＡＦＭ用カンチレバー
４・・・カンチレバー部
６・・・電極膜
８・・・ピラミッド部
１０・・・ナノチューブ
１０ａ・・基端部
１０ｂ・・先端部
１０ｃ・・中空部
１２・・・ナノコイル
１４・・・ナノチューブリード線
１４ａ・・接点
１４ｂ・・接点
１６・・・強磁性金属原子
１８・・・カーボンファイバー
２０・・・磁気記録媒体
２１・・・基体
２２・・・磁性膜
２３・・・ナノ磁気ヘッド装置
２４・・・接続線
２５・・・信号制御部
２６・・・マイクロコイル
２６ａ・・接点
ｄ・・・ファイバー直径
Ｄ・・・コイル直径
Ｌ・・・軸長
Ｐ・・・ピッチ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a nanomagnetic head using a nanotube capable of inputting and outputting a magnetic signal with a precision in the nano region with respect to a magnetic recording medium made of a magnetic tape, a magnetic card, a magnetic disk, a magnetic drum, and other magnetic materials. The present invention relates to a nano magnetic head device provided with a signal control unit for inputting and outputting signals.
[0002]
[Prior art]
In general, a magnetic head is composed of a core having a magnetic pole gap and a coil wound around the core, and the magnetic gap is arranged so as to contact the magnetic recording medium. When a signal current is passed through the coil, a magnetic flux is generated in the ring-shaped core, and a part of this magnetic flux leaks from the magnetic pole gap to the magnetic recording medium, and information is magnetically recorded on the magnetic molecules of the magnetic recording medium by this leakage magnetic flux. The
[0003]
Conversely, when the magnetically recorded magnetic recording medium is moved relative to the magnetic pole gap, a signal current is generated in the coil by electromagnetic induction, and this signal current can be amplified to reproduce magnetic information. As described above, the magnetic head is a device for magnetically recording information on the magnetic recording medium and reproducing magnetic information from the magnetic recording medium.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The minimum unit size of magnetic information recorded on the magnetic recording medium directly depends on the size of the magnetic pole gap formed in the core. Therefore, in order to increase the magnetic recording density, it is necessary to design the core and the magnetic pole gap portion of the core to be smaller, but as long as the formation of the core and the magnetic pole gap portion depends on machining or other physical processing, There is a size limit in miniaturization of these members. Therefore, in order to increase the magnetic recording density, not only the development of magnetic substances but also the development of core materials is urgent.
[0005]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a nano magnetic head capable of minimizing the size of the minimum unit of magnetic information to a nano size at a stretch and achieving a significant improvement in magnetic recording density, and a nano magnetic head device using the same. It is to be.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the first aspect of the invention, the base end of the nanotube is fixed to the holder so that the tip of the nanotube protrudes from the holder, the nanocoil is wound around the outer periphery of the nanotube, and a signal is input to both ends of the nanocoil. The nanomagnetic head is characterized by being output.
[0007]
In the invention of claim 2, the base end portion of the nanotube is fixed to the holder so that the tip end portion of the nanotube protrudes from the holder, the microcoil is wound around the outer periphery of the holder, and signals are input / output to both ends of the microcoil. The nanomagnetic head is characterized in that it is made to be.
[0008]
A third aspect of the present invention is the nanomagnetic head according to the first or second aspect, wherein the holder is a pyramid portion of an AFM cantilever.
[0009]
In the invention of claim 4, the base end of the nanotube is fixed to the holder so that the tip of the nanotube protrudes from the holder, and the microcoil is wound around the outer periphery of the main body that supports the holder. The nanomagnetic head is characterized in that signals are input and output at both ends.
[0010]
The invention according to claim 5 is the nanomagnetic head according to claim 4, wherein the holder is a pyramid portion of an AFM cantilever, and the main body portion is a cantilever portion of an AFM cantilever.
[0011]
A sixth aspect of the present invention is the nanomagnetic head according to the first, second, third, fourth or fifth aspect, wherein ferromagnetic metal atoms are arranged in the hollow portion of the nanotube.
[0012]
The invention according to claim 7 is composed of the nanomagnetic head according to claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6, and a signal control unit for inputting / outputting a signal to / from the nanomagnetic head, and the nano region of the magnetic recording medium It is a nano magnetic head device that can magnetically write to and read magnetic records in the nano region.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As a result of intensive research to develop a magnetic head capable of minimizing the size of the minimum unit of magnetic recording to the nano region, the present inventors have used nanotubes including carbon nanotubes as the core, The inventors have come up with a nano magnetic head capable of magnetically inputting / outputting from / to the magnetic recording medium by the tips of the nanotubes by utilizing micro coils and inserting the nanotubes into the hollow portions of these coils.
[0014]
That is, if electric signals are input from both ends of the nanocoil or microcoil, the magnetic flux formed by these coils is leaked from the tip of the nanotube, and magnetic recording is performed on the magnetic recording medium by this leakage magnetic flux, the minimum unit of magnetic recording The size can be minimized to the cross-sectional diameter of the nanotube.
[0015]
The reason why nanotubes are the most powerful cores is their minimal cross-sectional diameter. As the nanotube used in the present invention, there is a carbon nanotube. The cross-sectional diameters of carbon nanotubes (sometimes referred to as CNT) are distributed from about 1 nm to several tens of nm, and the axial length ranges from nano size to micron size. Therefore, if a nanotube having this high aspect ratio is used as a probe, magnetic recording can be performed in a nano size, and ultra-high magnetic recording density can be achieved.
[0016]
Following the synthesis of carbon nanotubes, BCN-based nanotubes were synthesized. For example, a mixed powder of amorphous boron and graphite is packed in a graphite rod and evaporated in nitrogen gas. Further, the sintered BN bar is packed in a graphite bar and evaporated in helium gas. Further, arc discharge is performed in helium gas using BC ₄ N as an anode and graphite as a cathode. By these methods, BCN-based nanotubes were synthesized in which some of the C atoms in CNT were replaced with B and N atoms.
[0017]
BN nanotubes were also synthesized. This is a nanotube containing almost no C atoms. For example, CNT and B ₂ O ₃ powder are put in a crucible and heated in nitrogen gas. As a result, a BN-based nanotube in which most of the C atoms in the CNT are substituted with B atoms and N atoms is synthesized.
[0018]
Since both the BCN-based nanotube and the BN-based nanotube have the same material structure as that of the CNT, the axial length ratio with respect to the diameter, that is, the aspect ratio is extremely high. Therefore, as the nanotube of the present invention, not only carbon nanotubes but also general nanotubes such as BCN-based nanotubes and BN-based nanotubes can be used.
[0019]
In general, a hollow portion is formed inside the nanotube. In order to leak the magnetic flux formed by the coil from the tip of the nanotube, it is desirable to place ferromagnetic metal atoms such as iron, cobalt, and nickel in the hollow portion of the nanotube. If ferromagnetic metal atoms are arranged in this manner, the leakage flux is reduced by these atoms, so that the sectional diameter of the leakage flux is close to the sectional diameter of the nanotube, and the magnetic recording unit can be minimized to the nano size. Since the theoretical minimum size of the cross-sectional diameter of the nanotube is about 1 nm, it is possible to minimize the minimum size of magnetic recording to 1 nm.
[0020]
Ferromagnetic metal atoms can be implanted easily. It is observed that the metal atoms naturally enter the hollow portion by simply cutting the nanotubes closed at both ends in these metal vapors or simply opening the tips. The number of ferromagnetic metal atoms injected depends on the axial length of the nanotube. In order to leak magnetic flux from the tip of the nanotube, it is desirable to fill at least the ferromagnetic metal atom in the tip.
[0021]
Even when ferromagnetic metal atoms are not arranged in the hollow portion of the nanotube, since the coil diameter is small, a nanomagnetic head can be configured. However, since the magnetic flux spreads somewhat, it is necessary to perform magnetic input / output with the tip of the coil as close to the magnetic recording medium as possible.
[0022]
The coils used in the nanomagnetic head according to the present invention include a microcoil and a nanocoil. A microcoil was first discovered and its manufacturing method was established, then a nanocoil was discovered, and its mass production method was established by the present inventors. Next, the mass production method will be described.
[0023]
An efficient method for producing carbon microcoils was discovered in 1990 by Motoshima et al. (S. Motojima, M. Kawaguchi, K. Nozaki and H. Iwanaga, Appl. Phys. Lett., 56 (1990) 321). Subsequent research has established reproducible production methods. In this method, a graphite substrate coated with a Ni powder catalyst is disposed inside a horizontal external reaction tube made of transparent quartz, and a raw material gas is introduced vertically from the upper raw material gas inlet into the substrate surface. This source gas is a mixed gas of acetylene, hydrogen, nitrogen and thiophene. The exhaust gas is discharged from the lower part.
[0024]
In particular, impurities such as sulfur and phosphorus are indispensable, and carbon microcoils do not grow if the amount of impurities is too much or too little. For example, when 0.24% of thiophene containing sulfur is added to the total gas flow rate, the coil yield is maximized, and the value is about 50%. The reaction temperature is about 750 to 800 ° C.
[0025]
The diameter of the fiber constituting the carbon microcoil is 0.01 to 1 μm, the outer diameter (outer diameter) of the coil is 1 to 10 μm, the coil pitch is 0.01 to 1 μm, and the coil length is 0.1 to 25 mm. is there. This carbon microcoil has a completely amorphous structure, has excellent physical properties such as radio wave absorption characteristics, and is expected, for example, as a radio wave absorber.
[0026]
In 1991, a carbon nanotube was discovered, and inspired by this discovery, research on a carbon coil having a nano-size outer diameter, that is, a carbon nanocoil was started. This is because there is a possibility that new physical properties may be discovered when it becomes nano-sized, and it is expected as a new material for engineering and electronics in the nano region. However, its development has not been easy.
[0027]
In 1994, Amelinks et al. (Amelinckx, XB. Zhang, D. Bernaerts, X. F. Zhang, V. Ivanov and JB. Nagy, SCIENCE, 265 (1994) 635) Successful. It was also elucidated that carbon nanocoils have a graphite structure, whereas carbon microcoils are amorphous. Various carbon nanocoils were prepared, and the minimum outer coil diameter was as small as about 12 nm. However, the coil yield is small, and it cannot be used for industrial production, and a more efficient manufacturing method has been demanded.
[0028]
Their production method is to form a metal catalyst such as Co, Fe or Ni into a fine powder, heat the vicinity of the catalyst to 600 to 700 ° C., and contact an organic gas such as acetylene or benzene. In order to decompose these organic molecules. The generated substance was a carbon nanotube having a graphite structure, and the shape thereof was linear, curved, planar spiral, coiled, or the like. That is, carbon nanocoils were only generated by chance and the coil yield was small.
[0029]
In 1999, Lee et al. (W. Li, S. Xie, W. Liu, R. Zhao, Y. Zhang, W. Zhou and G. Wang, J. Material Sci., 34 (1999) 2745) were newly introduced. We succeeded in producing carbon nanocoils. In their production method, a catalyst having iron particles coated on the outer periphery of a graphite sheet is placed in the center, and the vicinity of the catalyst is heated to 700 ° C. with a nichrome wire. A mixed gas of 10% acetylene and 90% nitrogen was circulated so as to contact the catalyst, and the flow rate was set to 1000 cc / min. There are various outer diameters of the produced carbon nanocoils, but the smaller ones were 20 nm and 22 nm. However, this production method also has a small coil production rate, and is extremely insufficient as an industrial mass production method.
[0030]
Under such circumstances, an industrial mass production method for carbon nanocoils has been established by the present inventors, and a patent application has already been filed as Japanese Patent Application No. 11-377363. In this method, an indium / tin / iron-based catalyst is placed inside the reactor, and the hydrocarbon in the vicinity of the catalyst is heated above the temperature at which the hydrocarbon used as a raw material is decomposed by catalytic action, so that the hydrocarbon comes into contact with the catalyst. In this method, carbon nanocoils are grown on the surface of a catalyst while circulating a gas and decomposing hydrocarbons in the vicinity of the catalyst. In this method, an infinite number of carbon nanocoils grow densely on the surface of the indium / tin / iron-based catalyst, and the production rate is estimated to be about 95% when calculated from the amount of hydrocarbon gas.
[0031]
The microcoils and nanocoils that can be used in the present invention are not limited to carbon microcoils and carbon nanocoils. A BN coil or BCN coil in which these C atoms are replaced with B atoms or N atoms may be used. Since an electrical signal is input to and output from the coil, the surface of the coil may be coated with a metal or metal atoms may be doped in the coil in order to ensure the electrical conductivity of the coil.
[0032]
In the present invention, the holder for fixing the nanotube is, for example, a projection for measuring an AFM cantilever, and this projection is usually called a pyramid. The shape of the pyramid portion includes a conical shape, a triangular pyramid shape, a quadrangular pyramid shape, and the like, and is a collective term for all shapes used in the AFM cantilever. The main body for fixing the holder is, for example, a cantilever portion of an APM cantilever. Of course, in addition to the AFM cantilever, other scanning probe microscope holders and other members such as STM can be used. In addition, a main body or a holder dedicated to the nano magnetic head may be created, and the nanotubes may be fixed to the holder.
[0033]
【Example】
Embodiments of a nanomagnetic head and a nanomagnetic head device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of a first embodiment of a nanomagnetic head according to the present invention. In this embodiment, a commercially available AFM cantilever is actively used. Therefore, the nanomagnetic head 2 is roughly composed of the AFM cantilever 3, the nanotube 10, and the nanocoil 12.
[0034]
The AFM cantilever 3 includes a long cantilever portion 4 and a pyramid portion 8 projecting from the tip thereof. Electrode films 6 and 6 are formed on both side edges of the cantilever portion 4. As described above, an example of the main body of the present invention is the cantilever part 4 and an example of the holder is the pyramid part 8. The base end portion 10 a of the nanotube 10 is fixed to the surface of the pyramid portion 8, and the tip end portion 10 b of the nanotube 10 protrudes from the pyramid portion 8.
[0035]
As a method of fixing the base end portion 10a of the nanotube 10 to the surface of the pyramid portion 8, for example, the surface of the base end portion 10a is covered with a carbon coating film, or the base end portion 10a is thermally fused to the pyramid portion 8. There is a way to. Electron beam irradiation or current heating can be considered as a method for heat fusion.
[0036]
The nanocoil 12 is disposed so as to wind the tip portion 10 b of the nanotube 10. Both ends of the nanocoil 12 are fused with one end of lead wires 14 and 14 using nanotubes by an electron beam to form contact points 14a and 14a. The other ends of the nanotube lead wires 14 and 14 are combined with the electrode films 6 and 6 to form contacts 14b and 14b.
[0037]
FIG. 2 is a simplified perspective view of a nanotube having ferromagnetic metal atoms arranged therein. A large number of ferromagnetic metal atoms 16, 16... Are arranged in the hollow portion 10 c of the nanotube 10. By cutting the nanotube 10 closed at both ends in metal vapor or opening the tip, metal atoms are drawn into the hollow portion 10c from the open end face. Moreover, what has a metal atom in the hollow part 10c is obtained by producing | generating the nanotube 10 in metal vapor | steam.
[0038]
FIG. 3 is a perspective view of the tip polymorph of the carbon nanotube. (A) the tip is closed with a polyhedron, (b) the tip is open, (c) the tip is closed with a cone, and (d) the tip is closed with a beak. In particular, if the closed end is the tip 10b of the nanotube 10, the encapsulated ferromagnetic metal atoms 16 are not oxidized and have a long lifetime.
[0039]
FIG. 4 is a perspective view of the nanocoil. In this example, the nanocoil 12 is formed from one carbon fiber 18, but a composite nanocoil in which two or more carbon fibers 18 are entangled in a coil shape while being well synchronized can be used in the present invention. The carbon fiber 18 is a long carbon nanotube. The size of the nanocoil 12 is generally such that the diameter d of the fiber 18 is several nanometers to several tens of nanometers, the coil diameter D is several tens of nanometers to several hundreds of nanometers, the pitch P is several nanometers to several tens of nanometers, and the axial length L is several micrometers. ~ Several tens of mm. The name of the nano coil is derived from the fact that the coil diameter D is nano size. Needless to say, when the coil diameter D is 1 μm or more, that is, a micron size, this coil is called a microcoil.
[0040]
FIG. 5 is a view showing a usage state of the nano magnetic head device according to the present invention. The magnetic head device 23 includes the nano magnetic head 2 shown in FIG. 1, a connection line 24 connected to the electrode film 6 of the cantilever part 4, and a signal control unit 25 connected to the connection line 24. . The magnetic recording medium 20 is configured by forming a magnetic film 22 on a base 21.
[0041]
First, a case where magnetic writing (magnetic input) is performed on the magnetic film 22 will be described. The tip of the nanotube 10 is brought close to the magnetic film 22, and an electric signal is sent from the signal control unit 25. The electrical signal flows through the nanocoil 12 and generates a magnetic flux inside the nanocoil 12. This magnetic flux leaks from the tip of the nanotube 10 and is recorded as magnetic information in the magnetic film 22. When the magnetic recording medium 20 is moved in the direction of arrow a, information is continuously magnetically recorded on the magnetic film 22.
[0042]
Next, a case where magnetic reading (magnetic output) is performed from the magnetic film 22 will be described. The tip of the nanotube 10 is brought close to the magnetic film 22 and the magnetic recording medium 20 is moved in the direction of arrow a. Magnetic field lines of magnetic information recorded in the magnetic film 22 enter the nanotube 10, and an induced electromotive force is generated in the nanocoil 12 by electromagnetic induction. This induced electromotive force enters the signal control unit 25 via the connection line 24, and magnetic information is continuously reproduced.
[0043]
FIG. 6 is a perspective view of a second embodiment of the nanomagnetic head according to the present invention. In this embodiment, a microcoil 26 is used instead of the nanocoil 12. The microcoil 26 is wound around a slightly larger pyramid portion 8 (an example of a holder). What is necessary is just to select and use the microcoil as much as the pyramid part 8 enters in the inside. The other parts are the same as those in FIG. 1, and the same parts are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
[0044]
FIG. 7 is a perspective view of a third embodiment of the nanomagnetic head according to the present invention. In this embodiment, the microcoil 26 is used instead of the nanocoil 12. However, the microcoil 26 is disposed around the cantilever portion 4 (an example of the main body portion). The nanotube lead wire 14 is not used, and both ends 26 a of the microcoil 26 are fused and fixed directly to the electrode films 6 and 6. The other parts are the same as those in FIG. 1, and the same parts are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
[0045]
FIG. 8 is a model diagram of magnetic signal enhancement when a microcoil is used. 6 and 7, the microcoil 26 is located away from the nanotube 10, but the magnetic flux formed by the microcoil 26 leaks from the tip of the nanotube 10. Therefore, if the cross-sectional area of the microcoil 26 is S, the generated magnetic flux is B, the cross-sectional area of the nanotube 10 is S ′, and the outflowing magnetic flux is B ′, then S × B = S ′ × B ′ from the continuous law. , B ′ = (S / S ′) B. That is, when the microcoil is used, the leakage magnetic flux B ′ is strengthened by the area ratio with respect to the generated magnetic flux B, so that writing to the magnetic recording medium 20 is advantageous.
[0046]
A nano magnetic head device can be configured by combining the nano magnetic head 2 shown in FIGS. 7 and 8 and the signal control unit 25, and magnetic writing and magnetic reading can be performed on the magnetic recording medium.
[0047]
The present invention is not limited to the above embodiments, and includes various modifications, design changes, and the like within the technical scope without departing from the technical idea of the present invention.
[0048]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, since the nanomagnetic head is formed by winding the nanocoil around the nanotube, writing / reading to / from the magnetic recording medium is possible using the nanosize, which is the cross-sectional diameter of the nanotube, as the minimum unit of magnetic information. Thus, it is possible to achieve ultra-high density magnetic recording.
[0049]
According to the second aspect of the invention, since the microcoil is wound around the outer periphery of the holder and writing / reading can be performed with the nanotube, not only can the magnetic recording be realized with an extremely high density, but also the microcoil and the nanotube are disconnected during the writing. Magnetic signals can be amplified by the area ratio.
[0050]
According to the invention of claim 3, the pyramid portion of the cantilever for AFM can be used as a holder for fixing the nanotube, and a highly practical nano magnetic head can be realized at low cost.
[0051]
According to the invention of claim 4, since the microcoil is wound around the outer periphery of the main body and writing / reading can be performed with the nanotube, not only can the magnetic recording be realized with an extremely high density, but also the microcoil and the nanotube can be Magnetic signals can be amplified by the cross-sectional area ratio.
[0052]
According to the invention of claim 5, since the microcoil is wound around the cantilever part, a highly practical nano magnetic head using a commercially available AFM cantilever can be realized at a low price, and the magnetic signal for writing is interrupted. Only the area ratio can be amplified.
[0053]
According to the invention of claim 6, since the ferromagnetic metal atoms are arranged in the hollow portion of the nanotube, not only the magnetic flux density can be enhanced, but also the magnetic flux density inputted to and outputted from the nanotube can be narrowed down and high performance can be achieved. Nano magnetic head can be realized.
[0054]
According to the invention of claim 7, since the nano magnetic head can be operated by the signal control unit, a nano magnetic head device capable of magnetically writing to the nano area of the magnetic recording medium and reading the magnetic record of the nano area can be provided. . .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a first embodiment of a nanomagnetic head according to the present invention.
FIG. 2 is a simplified perspective view of a nanotube having ferromagnetic metal atoms arranged therein.
FIG. 3 is a perspective view of a carbon nanotube tip polymorph.
FIG. 4 is a perspective view of a nanocoil.
FIG. 5 is a diagram showing a usage state of the nano magnetic head device according to the present invention.
FIG. 6 is a perspective view of a second embodiment of the nanomagnetic head according to the present invention.
FIG. 7 is a perspective view of a third embodiment of the nanomagnetic head according to the present invention.
FIG. 8 is a model diagram of magnetic signal enhancement when a microcoil is used.
[Explanation of symbols]
2 ... Nano magnetic head 3 ... AFM cantilever 4 ... Cantilever part 6 ... Electrode film 8 ... Pyramid part 10 ... Nanotube 10a ... Base end part 10b ... Tip part 10c · Hollow portion 12 · · · Nanocoil 14 · · · Nanotube lead wire 14a · · Contact 14b · · Contact 16 · · · Ferromagnetic metal atom 18 · · · Carbon fiber 20 · · · Magnetic recording medium 21 · · · Base 22 ... Magnetic film 23 ... Nano magnetic head device 24 ... Connection line 25 ... Signal control unit 26 ... Microcoil 26a ... Contact d ... Fiber diameter D ... Coil diameter L ... ..Axis length P ... Pitch

Claims

ナノチューブの先端部をホルダーから突出させるようにナノチューブの基端部をホルダーに固定し、前記ナノチューブの先端部の外周にナノコイルを巻装配置し、前記ナノコイルの少なくとも一端にナノチューブリード線の一端を接続し、このナノチューブリード線を介して前記ナノコイルに信号を入出力させることを特徴とするナノ磁気ヘッド。The distal end portion of the nanotube is fixed to the holder base end portion of the nanotube as to protrude from the holder, the nanocoil the outer periphery of the distal end portion of the nanotube wound arrangement, connecting one end of the nanotube leads to at least one end of the nanocoil Then, a nanomagnetic head characterized in that signals are inputted to and outputted from the nanocoil through the nanotube lead wires .

ナノチューブの先端部をホルダーから突出させるようにナノチューブの基端部をホルダーに固定し、前記ホルダーの外周にマイクロコイルを巻装配置し、前記マイクロコイルの少なくとも一端にナノチューブリード線の一端を接続し、このナノチューブリード線を介して前記マイクロコイルに信号を入出力させることを特徴とするナノ磁気ヘッド。The distal end portion of the nanotube is fixed to the holder base end portion of the nanotube as to protrude from the holder, the microcoil outer periphery of the holder wound arrangement, to connect one end of the at least one end to the nanotube leads of the microcoil A nanomagnetic head, wherein a signal is inputted to and outputted from the microcoil through the nanotube lead wire .

ナノチューブの先端部をホルダーから突出させるようにナノチューブの基端部をホルダー上に配置し、前記基端部をカーボンコーティング膜又は融着によりホルダー表面に固定し、前記ナノチューブの先端部の外周にナノコイルを巻装配置し、このナノコイルの両端に信号を入出力させることを特徴とするナノ磁気ヘッド。The base end of the nanotube is arranged on the holder so that the tip of the nanotube protrudes from the holder , the base end is fixed to the holder surface by a carbon coating film or fusion, and the nanocoil is placed on the outer periphery of the tip of the nanotube. the wound arrangement, nano magnetic head, characterized in that for input and output signals to both ends of the nanocoil.

ナノチューブの先端部をホルダーから突出させるようにナノチューブの基端部をホルダー上に配置し、前記基端部をカーボンコーティング膜又は融着によりホルダー表面に固定し、前記ホルダーの外周にマイクロコイルを巻装配置して、このマイクロコイルの両端に信号を入出力させることを特徴とするナノ磁気ヘッド。The base end of the nanotube is arranged on the holder so that the tip of the nanotube protrudes from the holder , the base end is fixed to the holder surface by a carbon coating film or fusion, and a microcoil is wound around the outer periphery of the holder. and instrumentation arrangement, nano magnetic head, characterized in that for input and output signals to both ends of the microcoil.

ナノチューブの先端部をホルダーから突出させるようにナノチューブの基端部をホルダーに固定し、このホルダーを支持する本体部の外周にマイクロコイルを巻装配置し、このマイクロコイルの両端に信号を入出力させることを特徴とするナノ磁気ヘッド。The distal end portion of the nanotube is fixed to the holder base end portion of the nanotube as to protrude from the holder, the micro-coil is wound around arranged on the outer circumference of the main body portion for supporting the holder, input and output signals to both ends of the microcoil Nano magnetic head characterized in that

前記ホルダーはＡＦＭ用カンチレバーのピラミッド部である請求項１〜５のいずれかに記載のナノ磁気ヘッド。 The nanomagnetic head according to claim 1, wherein the holder is a pyramid portion of an AFM cantilever.

前記ホルダーはＡＦＭ用カンチレバーのピラミッド部であり、前記本体部はＡＦＭ用カンチレバーのカンチレバー部である請求項５記載のナノ磁気ヘッド。6. The nanomagnetic head according to claim 5, wherein the holder is a pyramid portion of an AFM cantilever, and the main body portion is a cantilever portion of an AFM cantilever.

ナノチューブの中空部に強磁性金属原子を配列した請求項１〜７のいずれかに記載のナノ磁気ヘッド。 The nanomagnetic head according to claim 1, wherein ferromagnetic metal atoms are arranged in a hollow portion of the nanotube.

請求項１〜８のいずれかに記載のナノ磁気ヘッドと、このナノ磁気ヘッドに信号を入出力する信号制御部から構成され、磁気記録媒体のナノ領域に磁気書き込みしたり、ナノ領域の磁気記録を読みとることができるナノ磁気ヘッド装置。 The nanomagnetic head according to any one of claims 1 to 8, and a signal control unit that inputs and outputs a signal to the nanomagnetic head, and magnetically writes to the nanoregion of the magnetic recording medium or magnetic recording of the nanoregion Nano magnetic head device that can read.