JP3999832B2 - Magnetic recording / reproducing apparatus and magnetic recording medium - Google Patents
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- Magnetic Heads (AREA)
- Recording Or Reproducing By Magnetic Means (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記録層に磁気抵抗効果を利用した磁気記録装置および磁気記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の磁気記録装置においては、磁気記録媒体に書き込まれた信号の再生は主に、 (1)磁気記録媒体からの漏れ磁束を測定する、 (2)光磁気記録媒体にスポット光を照射して反射光のカー回転角や透過光のファラデー回転角等を測定する、 (3)光磁気記録媒体にスポット光を照射して光の反射率を測定する、等により行われてきた。しかしながら、情報処理の高度化や高速化が急速に進むにつれて、磁気記録装置に対してはより一層記録密度の向上を図ることが求められており、また実際に磁気記録密度は急速に向上しているが、将来的には磁気記録密度の向上要求に対して、上記した方法では対応ができなくなることが予想される。
【0003】
まず、 (1)の磁気記録媒体からの漏れ磁束を測定する方法では、磁気記録密度の向上に伴って、漏れ磁束の量自体が極めて小さくなってくるため、測定が極めて難しくなる。また、磁束は収束させることが難しく、ある程度空間で広がってしまうため、極微小な記録領域のビット値を測定することは困難となる。
【0004】
また、上記した (2)および (3)の光を用いた方法、すなわち磁気光学特性等を利用した光磁気記録方式では、光のスポット径自体が最小の記録ビット面積を決定するが、その光のスポット径は光の波長以下に小さくすることはできない。このため、最小の記録ビット面積はサブミクロン程度に留まり、記録密度のさらなる向上は困難とされている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、磁気記録装置に対しては、より一層の記録密度の向上を図ることが求められているが、従来の磁気記録再生方式のうち、漏れ磁束を測定する方式では、磁気記録密度の向上に伴って漏れ磁束の量自体がより小さくなると共に、磁束は収束させることが難しいため、記録領域をより極微小化していくと再生が困難となることが予想される。また、磁気光学特性等を利用した光磁気記録方式では、最小の記録ビット面積が光のスポット径により決定され、サブミクロン程度に留まるため、記録密度のさらなる向上は困難とされている。
【0006】
このようなことから、磁気記録装置においては、将来的な磁気記録密度の向上に対応し得る磁気記録再生方式の開発が課題とされている。
【0007】
本発明は、このような課題に対処するためになされたもので、従来の漏れ磁束による磁気記録方式や磁気光学特性等を利用した光磁気記録方式に比べて、より一層の高記録密度の達成を可能とした磁気記録装置および磁気記録媒体を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の磁気記録再生装置は、請求項1に記載したように、磁気抵抗効果を示すグラニュラー構造膜の磁性膜からなる磁気記録層を有する磁気記録媒体と、前記磁気抵抗効果を示す磁性膜の電気抵抗を測定することにより、前記磁気記録層に書き込まれた信号を再生する磁気ヘッドとを具備することを特徴としている。
【0009】
本発明の磁気記録再生装置は、特に請求項2に記載したように、前記磁気ヘッドは少なくとも 2つの電気端子を有し、そのうち少なくとも 1つの電気端子から前記磁性膜に電流を注入させ、他の少なくとも 1つの電気端子から電流を流出させて、前記磁性膜の電気抵抗を測定するよう構成されていること、さらには請求項3に記載したように、前記磁気ヘッドは第1の金属層/絶縁層/第2の金属層の3層積層構造を有し、前記第1の金属層および第2の金属層が書き込み磁極となるよう構成されていることを特徴としている。
【0011】
本発明においては、磁気抵抗効果を示す磁性膜からなる磁気記録層を有する磁気記録媒体を用いているため、記録信号の“0”と“1”に対応する磁気記録層の磁気抵抗効果に基く電気抵抗の変化で、磁気記録を行うことが可能となる。従って、この磁気記録層の電気抵抗の変化を、例えば 2端子もしくは 4端子構造の磁気ヘッドで直接測定することによって、磁気記録層に書き込まれた信号を再生することができる。
【0012】
このような電気抵抗の直接測定に基く信号再生によれば、磁気へッドの端子間隔を極めて狭くしても、再生信号の大きさ自体はほとんど低下させることがないため、記録ビットの面積をより小さくすることができる。このため、例えば従来の漏れ磁束の測定による再生に比べて、より微小な記録ビットの再生を感度よく行うことができ、高記録密度化が可能となる。また、従来の光を用いた方式に比べても、磁気ヘッドの端子間隔を狭くすることによって、記録ビットの面積を小さくすることができることから、高記録密度化を達成することが可能である。
【0013】
また、磁気ヘッドに第1の金属層/絶縁層/第2の金属層の 3層積層構造を有する 2端子式触針へッドを適用することによって、第1の金属層と第2の金属層との間隔、すなわち中間の絶縁層の幅で端子間隔を正確に規定することができる。このように、微小な端子間隔を精度よく規定することを可能にすることによって、記録ビット面積の微小化を容易に達成することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
【0015】
図1は、本発明の磁気記録装置および磁気記録媒体の一実施形態の概略構成を示す図である。図1に示す磁気記録装置は、磁気記録媒体10と再生用の磁気ヘッド20とから主として構成されている。
【0016】
磁気記録媒体10は、例えば表面に絶縁層を有する金属支持体や樹脂製支持体等の絶縁性支持基体11上に設けられた、磁気抵抗効果を示す磁性膜(以下、磁気抵抗効果膜と記す)からなる磁気記録層12を有している。この磁気抵抗効果膜からなる磁気記録層12の表面は、再生用磁気ヘッド20との接触面となるため、導電性を有する潤滑剤を塗布したり、あるいは潤滑性を有する導電性保護層を設けることが好ましい。
【0017】
上記した磁気抵抗効果膜からなる磁気記録層12には、通常の磁気記録と同様に、信号磁界を磁気ヘッドから印加し、磁気記録層12の磁化を反転させることにより磁気記録が行われるが、具体的な磁気記録は磁気記録層12の磁気抵抗効果に基く抵抗値変化によりなされており、記録信号の“0”と“1”に対応して磁気記録層12の電気抵抗が磁気抵抗効果により変化している。すなわち、記録信号の“0”と“1”に対応して磁気記録層12に磁界が記録されているが、この記録磁界は磁気記録層12、言い換えると磁気抵抗効果膜が有する磁気抵抗効果によって、電気抵抗の変化として記録されている。
【0018】
なお、この際の記録用磁気ヘッドについては、通常の磁気記録と同様な記録ヘッドを用いることも可能であるが、後に詳述するように、再生用磁気ヘッド20の構造や構成材料等を適宜に選択することによって、この再生用磁気ヘッド20を記録ヘッド兼用の磁気ヘッドとして用いることも可能である。
【0019】
上述した磁気記録層12として機能する磁気抵抗効果膜は、例えば3%以上の磁気抵抗変化率を有する磁性膜を用いることが好ましい。磁気抵抗効果膜の磁気抵抗変化率が3%未満であると、記録信号を磁気ヘッド20で再生する際に、十分な再生出力を得ることが困難となるおそれがある。言い換えると、3%以上の磁気抵抗変化率を有する磁性膜は、記録信号の“0”に対応する記録ビットと“1”に対応する記録ビットとの電気抵抗の差を大きくすることができ、より良好な再生出力を得ることが可能となる。
【0020】
このような磁気抵抗変化率を有する磁気抵抗効果膜としては、電流の方向と磁性膜の磁化モーメントの成す角度に依存して電気抵抗が変化する、Ni80Fe20等の強磁性体からなる異方性磁気抵抗効果膜や、磁性層/非磁性層/磁性層のサンドイッチ積層構造の磁性多層膜を有し、これら磁性層間の磁化の成す角度に依存して電気抵抗が変化するスピンバルブ膜、あるいは磁性層と非磁性層とを交互に多重積層した磁性多層膜を有する人工格子膜等が例示される。これらのうち、巨大磁気抵抗効果を示すスピンバルブ膜や人工格子膜を磁気記録層12として用いることが望ましい。なお、後述する他の実施形態に示すように、磁気抵抗効果膜としてグラニュラー構造膜を使用することも可能である。
【0021】
図2は、上記した各種の磁気抵抗効果膜のうち、巨大磁気抵抗効果を示すスピンバルブ膜13を、磁気記録層12に用いた磁気記録媒体の一構造例を示している。図2に示す磁気記録層12は、第1の磁性層14/非磁性層15/第2の磁性層16のサンドイッチ構造を有するスピンバルブ膜13によって構成されている。スピンバルブ膜13のうち、表面側の第1の磁性層14は信号磁界の書込みにより磁化方向が反転し、一方絶縁性支持基体11側の第2の磁性層16は磁化方向が固着されており、信号磁界の書込みによっても磁化方向は変化しない。従って、第1の磁性層14に記録された信号磁界の方向と第2の磁性層16の磁化方向とに応じて、磁気抵抗効果により電気抵抗が変化している。このような電気抵抗の変化を、後に詳述するように再生用磁気ヘッド20で測定することによって、信号の再生が行われる。
【0022】
上記したスピンバルブ膜13の第1および第2の磁性層14、16には、上述したような磁気抵抗効果の発現性(磁気抵抗効果特性)と磁気記録材料に必要な保磁力とを合せ持つ材料が使用される。このような磁性材料としては、例えば CoPt、CoPd、CoNi等のCo系硬磁性材料、CuNiFe等のFe系硬磁性材料等が挙げられる。また、第2の磁性層16には反強磁性材料等を適用することも可能である。これら第1および第2の磁性層14、16の膜厚は、例えば 1〜20nm程度とすることが好ましい。
【0023】
ただし、第1の磁性層14は信号磁界の書込みにより磁化方向を反転させる磁性層であるため、保磁力は 5×104 〜20×104 A/m 程度とすることが好ましく、一方第2の磁性層16は信号磁界の書込み時に磁化方向が変化しないことが必要であるため、保磁力は10×104 A/m 以上であることが好ましい。第1の磁性層14の保磁力が 5×104 A/m 未満であると磁気記録の保持性が損われ、一方20×104 A/m を超えると磁気記録が困難となるおそれがある。また、第2の磁性層16の保磁力が10×104 A/m 未満であると、信号磁界の書込み時に磁化方向が変化して、磁気記録の再現性が低下するおそれがある。
【0024】
中間の非磁性層15には、例えばCu、Au、Ag、これらの合金等の非磁性金属材料が用いられる。このような非磁性金属材料からなる非磁性層15の膜厚は、例えば 1〜10nm程度とすることが好ましい。
【0025】
また、磁気記録層12としては、図3に示すように、第1および第2の磁性層14、16を、それぞれ磁気抵抗効果特性に優れる磁性層(以下、磁気抵抗効果層と記す)14a、16aと、磁気記録材料に必要な保磁力に優れる磁性層(以下、高保磁力層と記す)14b、16bとの積層膜で構成したスピンバルブ膜17を用いることもできる。
【0026】
ここで、磁気抵抗効果層14a、16aとしては、磁気抵抗効果特性に優れるCo90Fe10のようなCo系磁性合金、Fe系磁性合金等が好ましく用いられる。ただし、このような磁性材料からなる磁気抵抗効果層14a、16aは、記録材料としての特性をもたないため、これら両層に対してそれぞれCo系硬磁性材料、Fe系硬磁性材料等からなる高保磁力層14b、16bを隣接配置し、これらを交換結合させて磁気的に一体とすることによって、より良好な磁気抵抗効果特性と記録保持特性とを両立させることができる。
【0027】
上記したスピンバルブ膜17からなる磁気記録層12においては、信号磁界の書込みにより磁気抵抗効果層14aと高保磁力層14bとの積層膜からなる第1の磁性層14の磁化が共に反転し、また磁気抵抗効果層16aと高保磁力層16bとの積層膜からなる第2の磁性層16の磁化方向は共に固着されている。上記した磁気抵抗効果層14a、16aの膜厚は、例えば 1〜10nm程度とすることが好ましく、また高保磁力層14b、16bの膜厚は、例えば 5〜 100nm程度とすることが好ましい。
【0028】
上述したスピンバルブ膜13、17等からなる磁気記録層12を有する磁気記録媒体10は、巨大磁気抵抗効果により大きな電気抵抗の変化が得られるだけでなく、図4や図5に示すように、 1つの磁性層14への磁気記録で磁気抵抗効果に基く電気抵抗の変化を得ることができるため、磁気抵抗効果を利用した記録・再生を容易に実施することが可能であり、本発明に好適であるということができる。
【0029】
上述したような磁気抵抗効果膜からなる磁気記録層12に書き込まれた信号は、図1(b)に示したように、磁気記録層12と再生用磁気ヘッド20とを相対的に移動させ、具体的には例えば再生用磁気ヘッド20の相対的な移動方向が矢印X方向となるように磁気記録媒体10を移動させ、再生用磁気ヘッド20で磁気記録層12の電気抵抗の変化を直接測定することにより再生される。磁気記録層12と再生用磁気ヘッド20との相対的な移動方向は、図1(c)に示す方向であってもよい。
【0030】
このように、再生用磁気ヘッド20には、磁気記録層12の電気抵抗の変化を直接測定することが可能な、 2端子または 4端子の触針式ヘッドが用いられる。ヘッド構造は 4端子法でも 2端子法でもよいが、 2端子法の方が構造が簡単となるためにより望ましい。
【0031】
この実施形態の再生用磁気ヘッド20は 2端子構造の触針式ヘッドであり、第1の金属層21/絶縁層22/第2の金属層23の 3層積層構造を有している。すなわち、再生用磁気ヘッド20は、例えばAl2 O3 等の非磁性絶縁層22を介して配置された、NiFe合金のような強磁性金属材料からなる 2つの金属端子21、23を有する触針式ヘッドである。この再生用磁気ヘッド20は、第1の金属端子21および第2の金属端子23が磁気記録媒体10と接触しており、例えば第1の金属端子21から磁気記録層12を介して第2の金属端子23に電流を流す 2端子法によって、磁気記録層12の抵抗値を直接測定する構成とされている。
【0032】
なお、上記したように 2つの金属端子21、23を強磁性金属材料で構成すると共に、その上部に記録用コイルを巻回することによって、磁気ヘッド20を記録ヘッド兼用の再生ヘッドとして使用することができる。すなわち、 2つの金属端子21、23を書き込み時の磁極として利用することができる。
【0033】
そして、前述したように、磁気記録層12は記録信号の“0”と“1”に対応して電気抵抗が磁気抵抗効果により変化しているため、このような磁気記録層12の抵抗値の変化を再生用磁気ヘッド20で直接測定することによって、磁気記録層12に記録された信号を再生することができる。
【0034】
この信号再生について、図2に示したスピンバルブ膜13を磁気記録層12に用いた磁気記録媒体10を例として、より詳しく説明すると、図4(a)に示すように、第1の磁性層14の磁化方向が第2の磁性層16の磁化方向と同一の記録領域では、磁気抵抗効果(巨大磁気抵抗効果)により抵抗値が低下している。それに対して、図4(b)に示すように、第1の磁性層14の磁化方向が第2の磁性層16の磁化方向と反平行の記録領域では、磁気抵抗効果(巨大磁気抵抗効果)により抵抗値が増加している。この磁気記録層12の電気抵抗の差に基いて磁気記録層12に書き込まれた信号の再生を行うことができる。
【0035】
また、図3に示したスピンバルブ膜17を磁気記録層12に用いた磁気記録媒体10についても同様であり、図5(a)に示すように、磁気抵抗効果層14aと高保磁力層14bとからなる第1の磁性層14の磁化方向と、磁気抵抗効果層16aと高保磁力層16bとからなる第2の磁性層16の磁化方向とが同一の記録領域では、磁気抵抗効果(巨大磁気抵抗効果)により抵抗値が低下している。それに対して、図5(b)に示すように、第1の磁性層14の磁化方向と第2の磁性層16の磁化方向とが反平行の記録領域では、磁気抵抗効果(巨大磁気抵抗効果)により抵抗値が増加している。この磁気記録層12の電気抵抗の差に基いて、磁気記録層12に書き込まれた信号の再生を行うことができる。
【0036】
上述したように、磁気抵抗効果膜からなる磁気記録層12を有する磁気記録媒体を用いることによって、磁気記録層12への磁気記録を磁気抵抗効果に基く電気抵抗の変化により行うことが可能となる。そして、この磁気記録層12の電気抵抗の変化を、例えば 2端子構造の再生用磁気ヘッド20で直接測定することによって、磁気記録層12に書き込まれた信号を再生することができる。
【0037】
このような磁気記録層12の電気抵抗の変化を直接測定する再生方式においては、再生用磁気へッド20の 2つの金属端子21、23間隔を極めて狭くしても再生信号の大きさ自体はほとんど低下しないため、記録領域(ビット)の面積をより小さくすることができる。このため、例えば従来の漏れ磁束の測定による再生に比べて、より微小な記録ビットの再生を感度よく行うことができ、高記録密度化が可能となる。また、従来の光を用いた方式に比べても、磁気ヘッド20の 2つの金属端子21、23間隔を狭くすることによって、記録ビットの面積を小さくすることができることから、高記録密度化を達成することが可能である。
【0038】
特に、上述した実施形態の再生用磁気ヘッド20のように、第1の金属端子21/絶縁層22/第2の金属端子23の 3層積層構造を有する 2端子式触針へッドを適用することにより、第1の金属端子21と第2の金属端子23との間隔、すなわち中間の絶縁層22の幅で端子間隔を正確に規定することが可能となる。このように、微小な端子間隔を精度よく規定することによって、記録ビット面積の微小化をより容易に達成することが可能となる。また、第1および第2の金属端子21、23を強磁性金属材料で構成すると共に、その上部に記録コイルを巻回することで、再生用磁気ヘッド20を記録ヘッド兼用の磁気ヘッドとして使用することができるため、装置の簡易化および小形化を図ることができると共に、オフトラック特性を高めることが可能となる。
【0039】
上述した図2に示したスピンバルブ膜13を磁気記録層12に用いた磁気記録媒体10を有する磁気記録装置の具体例として、Cu非磁性層15(膜厚:3nm)を介して保磁力が約80kA/mのCoPt合金からなる第1の磁性層(膜厚: 10nm)14と保磁力が約 160kA/mのCoPt合金からなる第2の磁性層(膜厚: 10nm)16とを積層したスピンバルブ膜13を、ガラス製の絶縁性支持基体11上に配置した磁気記録媒体10を作製し、上述した構成の磁気ヘッド20を用いて、信号磁界の記録と再生を行ったところ、良好な再生特性が得られた。なお、第1の磁性層14としてのCoPt合金と第2の磁性層16としてのCoPt合金は、組成により保持力調整を行った。
【0040】
また、図3に示したスピンバルブ膜17を磁気記録層12に用いた磁気記録媒体10を有する磁気記録装置の具体例として、膜厚10nmのCoPt合金層(保磁力:約80kA/m)14b/膜厚 3nmのCo90Fe10合金層14a/膜厚 3nmのCu非磁性層15/膜厚 3nmのCo90Fe10合金層16a/膜厚10nmのCoPt合金層(保磁力:約 160kA/m)16b構造のスピンバルブ膜17を、ガラス製の絶縁性支持基体11上に配置した磁気記録媒体10を作製した。この具体例の磁気記録媒体20は、スピンバルブ膜17の磁気抵抗変化率を上述した第1の具体例のスピンバルブ膜13の約 2倍とすることができた。この第2の具体例の磁気記録媒体20の信号磁界の記録・再生を、上述した構成の磁気ヘッド20を用いて行ったところ、第1の具体例に比べて再生出力を約 2倍とすることができた。
【0041】
次に、本発明の磁気記録装置および磁気記録媒体の他の実施形態について、図6を参照して説明する。
【0042】
この第2の実施形態における磁気記録媒体30は、前述した実施形態と同様な構成の絶縁性支持基体11上に、磁気記録層として機能する磁気抵抗効果を示す磁性膜(磁気抵抗効果膜)として、グラニュラー構造膜31を有している。なお再生用磁気ヘッド20の構成は、前述した実施形態と同様である。
【0043】
磁気記録層としてのグラニュラー構造膜31は、磁性領域と非磁性領域とに相分離した膜であり、磁性領域としては例えばCo、Ni、Fe等を主成分とする磁性微粒子が用いられ、非磁性領域としてはAl2 O3 等の非磁性絶縁材料、あるいはCu、Au、Agおよびその合金等の非磁性金属材料が用いられる。
【0044】
例えば、非磁性領域にAl2 O3 等の非磁性絶縁材料を用いたグラニュラー構造膜では、電気伝導は各磁性微粒子間のトンネリングによるホッピング伝導により起こっているが、そのトンネリング抵抗は各磁性微粒子の磁化の成す角によって変化する。
【0045】
ここで、図6(a)に示すように、信号磁界が書き込まれている 1ビットの記録領域内に再生用磁気ヘッド20の両端子21、23が位置している場合を考えると、この位置では全ての磁性微粒子の磁化は揃っている。従って、磁気抵抗効果に基くトンネリング抵抗は小さく、測定される抵抗値は小さい。一方、図6(b)に示すように、信号磁界が書き込まれている 2つの記録ビットの遷移領域に再生用磁気ヘッド20が位置する場合には、磁化の方向が変化しているため、測定される抵抗値は増大する。
【0046】
このように、グラニュラー構造膜31を磁気抵抗効果膜として用いた磁気記録媒体30によっても、磁気遷移領域のセンシングにより磁気記録層に書き込まれた信号を再生することができる。また、記録ビットの面積縮小は、前述した実施形態と同様に実施することができるため、磁気記録装置の高記録密度化を達成することが可能となる。
【0047】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の磁気記録装置によれば、将来的な磁気記録密度の向上に対応し得る、より一層の高記録密度化を達成することができる。また、本発明の磁気記録媒体によれば、そのような高記録密度の磁気記録システムを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の磁気記録装置および磁気記録媒体の一実施形態の概略構成を示す断面図である。
【図2】 図1に示す磁気記録媒体の一具体例を示す断面図である。
【図3】 図2に示す磁気記録媒体の変形例を示す断面図である。
【図4】 図2に示す磁気記録媒体を用いた磁気記録装置による信号再生の状態を説明するための図である。
【図5】 図3に示す磁気記録媒体を用いた磁気記録装置による信号再生の状態を説明するための図である。
【図6】 本発明の磁気記録装置および磁気記録媒体の他の実施形態の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
10、30……磁気記録媒体
12……磁気記録層
13、17……スピンバルブ膜
20……再生用磁気ヘッド
21、23……金属端子
22……絶縁層
31……グラニュラー構造膜[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic recording apparatus and a magnetic recording medium using a magnetoresistive effect for a magnetic recording layer.
[0002]
[Prior art]
In the conventional magnetic recording apparatus, the reproduction of the signal written on the magnetic recording medium is mainly performed by (1) measuring the leakage magnetic flux from the magnetic recording medium, and (2) irradiating the magneto-optical recording medium with spot light. The Kerr rotation angle of reflected light, the Faraday rotation angle of transmitted light, and the like are measured. (3) The light reflectance is measured by irradiating a magneto-optical recording medium with spot light. However, as information processing is advanced and speeded up rapidly, magnetic recording devices are required to further improve the recording density, and the magnetic recording density is actually increasing rapidly. However, in the future, it is expected that the above-described method will not be able to meet the demand for improvement in magnetic recording density.
[0003]
First, in the method (1) of measuring the leakage magnetic flux from the magnetic recording medium, the amount of leakage magnetic flux itself becomes extremely small as the magnetic recording density is improved, so that the measurement becomes extremely difficult. Further, since the magnetic flux is difficult to converge and spreads in a certain amount of space, it is difficult to measure the bit value of a very small recording area.
[0004]
In addition, in the above-described methods using the light of (2) and (3), that is, the magneto-optical recording method using magneto-optical characteristics, etc., the recording bit area where the light spot diameter itself is minimum is determined. The spot diameter cannot be made smaller than the wavelength of light. For this reason, the minimum recording bit area is limited to about submicron, and it is difficult to further improve the recording density.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the magnetic recording apparatus is required to further improve the recording density. However, among the conventional magnetic recording and reproducing methods, the magnetic recording density is measured in the method of measuring the leakage magnetic flux. As the amount of leakage magnetic flux itself becomes smaller and the magnetic flux is difficult to converge, the reproduction is expected to become difficult as the recording area is further miniaturized. Further, in the magneto-optical recording method using the magneto-optical characteristics and the like, the minimum recording bit area is determined by the spot diameter of the light and remains at about submicron, so that it is difficult to further improve the recording density.
[0006]
For this reason, in magnetic recording devices, the development of a magnetic recording / reproducing system that can cope with future improvements in magnetic recording density is an issue.
[0007]
The present invention has been made to cope with such problems, and achieves a higher recording density than conventional magneto-optical recording methods utilizing magnetic recording methods using magnetic flux leakage and magneto-optical characteristics. It is an object of the present invention to provide a magnetic recording apparatus and a magnetic recording medium that enable the above.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a magnetic recording / reproducing apparatus comprising: a magnetic recording medium having a magnetic recording layer composed of a magnetic film having a granular structure film exhibiting a magnetoresistive effect; and a magnetic film exhibiting the magnetoresistive effect. And a magnetic head for reproducing a signal written in the magnetic recording layer by measuring electric resistance.
[0009]
According to a magnetic recording / reproducing apparatus of the present invention, as described in claim 2, the magnetic head has at least two electric terminals, and current is injected into the magnetic film from at least one of the electric terminals. The magnetic head is configured to measure an electric resistance of the magnetic film by flowing a current from at least one electric terminal, and the magnetic head includes a first metal layer / insulation It has a three-layer structure of layer / second metal layer, and the first metal layer and the second metal layer are configured to be a write magnetic pole.
[0011]
In the present invention, since a magnetic recording medium having a magnetic recording layer made of a magnetic film exhibiting a magnetoresistive effect is used, it is based on the magnetoresistive effect of the magnetic recording layer corresponding to “0” and “1” of the recording signal. Magnetic recording can be performed by changing the electric resistance. Therefore, the signal written in the magnetic recording layer can be reproduced by directly measuring the change in the electric resistance of the magnetic recording layer, for example, with a magnetic head having a two-terminal or four-terminal structure.
[0012]
According to signal reproduction based on such direct measurement of electrical resistance, even if the magnetic head terminal interval is extremely narrow, the size of the reproduction signal itself is hardly reduced. It can be made smaller. For this reason, for example, as compared with the conventional reproduction by measuring the leakage magnetic flux, the reproduction of a smaller recording bit can be performed with high sensitivity, and the recording density can be increased. Compared to the conventional method using light, the area of the recording bit can be reduced by narrowing the terminal interval of the magnetic head, so that a high recording density can be achieved.
[0013]
Also, by applying a two-terminal stylus head having a three-layer structure of first metal layer / insulating layer / second metal layer to the magnetic head, the first metal layer and the second metal The distance between the terminals, that is, the width of the intermediate insulating layer can accurately define the terminal distance. Thus, by making it possible to precisely define a minute terminal interval, it is possible to easily reduce the recording bit area.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described.
[0015]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an embodiment of a magnetic recording apparatus and a magnetic recording medium of the present invention. The magnetic recording apparatus shown in FIG. 1 is mainly composed of a
[0016]
The
[0017]
Magnetic recording is performed on the
[0018]
As the recording magnetic head at this time, a recording head similar to normal magnetic recording can be used. However, as will be described in detail later, the structure and constituent materials of the reproducing
[0019]
As the magnetoresistive film functioning as the
[0020]
A magnetoresistive film having such a magnetoresistance change rate is a different film made of a ferromagnetic material such as Ni 80 Fe 20 whose electric resistance changes depending on the direction of the current and the angle formed by the magnetization moment of the magnetic film. A spin-valve film having an isotropic magnetoresistive film or a magnetic multilayer film having a sandwich layered structure of magnetic layer / nonmagnetic layer / magnetic layer whose electric resistance changes depending on the angle formed by the magnetization between these magnetic layers, Alternatively, an artificial lattice film having a magnetic multilayer film in which magnetic layers and nonmagnetic layers are alternately laminated is exemplified. Among these, it is desirable to use a spin valve film or an artificial lattice film exhibiting a giant magnetoresistance effect as the
[0021]
FIG. 2 shows a structural example of a magnetic recording medium in which the
[0022]
The first and second
[0023]
However, since the first
[0024]
The intermediate
[0025]
As the
[0026]
Here, as the
[0027]
In the
[0028]
The
[0029]
The signal written in the
[0030]
As described above, the reproducing
[0031]
The reproducing
[0032]
In addition, as described above, the two
[0033]
As described above, since the electric resistance of the
[0034]
This signal reproduction will be described in more detail by taking the
[0035]
The same applies to the
[0036]
As described above, by using a magnetic recording medium having the
[0037]
In such a reproducing method that directly measures the change in the electric resistance of the
[0038]
In particular, like the reproducing
[0039]
As a specific example of a magnetic recording apparatus having the
[0040]
As a specific example of the magnetic recording apparatus having the
[0041]
Next, another embodiment of the magnetic recording apparatus and magnetic recording medium of the present invention will be described with reference to FIG.
[0042]
The
[0043]
The
[0044]
For example, in a granular structure film using a non-magnetic insulating material such as Al 2 O 3 in the non-magnetic region, electrical conduction occurs by hopping conduction due to tunneling between magnetic fine particles, but the tunneling resistance is the resistance of each magnetic fine particle. Varies depending on the angle formed by magnetization.
[0045]
Here, as shown in FIG. 6A, considering the case where both
[0046]
As described above, even with the
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the magnetic recording apparatus of the present invention, it is possible to achieve further higher recording density that can cope with future improvements in magnetic recording density. In addition, according to the magnetic recording medium of the present invention, it is possible to provide such a high recording density magnetic recording system.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an embodiment of a magnetic recording apparatus and a magnetic recording medium of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing a specific example of the magnetic recording medium shown in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a modification of the magnetic recording medium shown in FIG.
4 is a diagram for explaining a state of signal reproduction by a magnetic recording apparatus using the magnetic recording medium shown in FIG. 2; FIG.
5 is a diagram for explaining a state of signal reproduction by a magnetic recording apparatus using the magnetic recording medium shown in FIG. 3. FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of another embodiment of the magnetic recording apparatus and the magnetic recording medium of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記磁気抵抗効果を示す磁性膜の電気抵抗を測定することにより、前記磁気記録層に書き込まれた信号を再生する磁気ヘッドとを具備することを特徴する磁気記録再生装置。A magnetic recording medium having a magnetic recording layer made of a magnetic film having a granular structure film exhibiting a magnetoresistive effect;
A magnetic recording / reproducing apparatus comprising: a magnetic head for reproducing a signal written in the magnetic recording layer by measuring an electric resistance of the magnetic film exhibiting the magnetoresistive effect.
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