JP6397237B2 - 磁気記録媒体装置および磁気記録再生方法、ならびに空間光変調器およびその画素駆動方法 - Google Patents

磁気記録媒体装置および磁気記録再生方法、ならびに空間光変調器およびその画素駆動方法 Download PDF

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Description

本発明は、磁性体を細線状に形成した磁性細線をトラックとする磁気記録媒体に、データを記録または再生する磁気記録媒体装置や磁気記録再生方法、あるいは磁性細線を画素列とする磁気光学式の空間光変調器に関する。
ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の記憶装置は、扱われる情報量の増大に伴い、高記録密度化ならびに記録や再生の高速化が進められている。高記録密度化に伴い、ＨＤＤ等に使用される磁気ディスク等の記録媒体のトラックは狭ピッチ化し、さらにトラックにおける１データ（１ビット）分の長さは短くなり、このような微小な領域の磁気を検出するために、記録・再生方式はＧＭＲ（Giant MagnetoResistance：巨大磁気抵抗効果）素子やＴＭＲ（Tunnel MagnetoResistance：トンネル磁気抵抗）素子のような磁気抵抗効果素子からなる磁気ヘッドによる磁気方式、あるいはレーザー光の照射による光磁気方式が適用されている。
このような磁気ディスクにおける記録および再生は、ディスクをスピンドルモータで回転駆動させ、磁気ヘッドやレーザー光の照射スポットをディスクの径方向のみに移動させることで、トラックに沿って（ディスクの周方向に）所定の磁化方向に磁化する（記録する）、または磁気を検出する（再生する）。このようなディスクにおいて記録および再生を高速化するためには、ディスクの回転速度を速くすることが第一に挙げられる。しかし、記録においてはトラックの磁化に要する時間、再生においては磁気の検出に要する時間、さらにディスクの振動による誤動作等の問題から、回転速度の高速化には限界がある。
そこで、記録媒体を駆動させずに記録されているデータを移動する方法として、特許文献１には、細線状の磁性体（以下、適宜磁性細線）をＵ字型等に形成してトラックとしたメモリデバイスが開示されている。これは、磁性体を細線状に形成すると、その長さ方向に磁区が生成し、さらに当該長さ方向に電流を供給すると磁区同士を区切るように生成している磁壁がすべて磁性細線の長さ方向に等距離移動するというシフト移動を行う特性を利用したものである（非特許文献１，２参照）。すなわち、トラック（磁性細線）上の所定の一箇所（特許文献１ではＵ字型の頂部）に記録用および再生用の各磁気ヘッドを固定し、トラック両端から電流を可逆的に供給して磁壁に挟まれた所望の磁区を磁気ヘッドに対向する位置に移動させる。
また、特許文献２〜４には、現行の磁気ディスク等のトラックのように複数の磁性細線を同心円状に形成した磁気記録媒体が開示されている。これらの磁気記録媒体にデータを記録、再生する方法においては、磁性体の形状（線幅等）や供給する電流の電流密度により異なるが、磁壁の移動速度は数十ｍ／ｓから約２５０ｍ／ｓと極めて高速であるので、現行のディスクの回転による再生速度を超えることが期待される。
また、１本の磁性細線を一列に連続した複数の画素（画素列）として、この磁性細線を複数並設した空間光変調器とすることができる（特許文献５参照）。このような空間光変調器は、１画素ずつ個別にデータ（明／暗）の書換えをすることはできないが、磁壁の移動速度が極めて高速であるので、１本の磁性細線の１０００個以上の画素への書換えを十分に短時間で行うことができる。
米国特許第６８３４００５号明細書 特開２０１１−１００５１７号公報 特開２０１１−１２３９４３号公報 特開２０１２−８４２０６号公報 特開２０１２−１２８３９６号公報
磁気記録媒体のデータの記録や再生等においては、より省電力化されることが要求されるが、特許文献１〜５に記載された磁気記録媒体や空間光変調器においては、データのシフト移動のために、磁性細線にその材料等に応じて所定の電流密度以上の電流（走査電流）を供給する必要がある。しかしながら、データのシフト移動に要する電流は電流密度が比較的高いため、このような電流を供給され続けると磁性細線が劣化する虞があり、磁気記録媒体の寿命が短くなる。また、データの書込み等だけでなくデータの移動にも電流を要するため、より多くの電流が消費されることになる。走査電流を低減するために磁性細線の断面積を小さくすることが挙げられるが、データの保存（磁化の保持）や再生（磁気の検出）、加工精度等のために、磁性細線の微細化には限界がある上、電流密度は高いままであるので磁性細線の劣化は抑制されない。
本発明は前記問題点に鑑み創案されたもので、前記の磁性細線でトラックを形成した記録媒体の磁気記録媒体装置および磁気記録再生方法、ならびに磁性細線で画素列を形成した空間光変調器について、データのシフト移動のために供給する電流を低減することができるものを提供することが課題である。
前記課題を解決するために、本発明者らは、磁性細線に外部磁界を印加すると、より低い電流密度の電流供給で磁壁が移動する現象（非特許文献３参照）を利用することに想到した。すなわち本発明に係る磁気記録媒体装置は、垂直磁気異方性を有する磁性膜を細線状に形成してなる磁性細線を備えて、２値のデータを異なる２つの磁化方向のいずれかにして前記磁性細線の細線方向に連続して記録される磁気記録媒体に、２値のデータを記録または再生する構成である。この磁気記録媒体装置は、前記磁性細線において予め指定された位置に設けられた指定領域を２値のデータに基づき前記２つの磁化方向のいずれかに磁化する磁化手段、および前記指定領域における磁化方向を検出する磁気検出手段の少なくとも一方と、前記磁性細線に当該磁性細線に形成された磁区を区切る磁壁を細線方向に断続的に移動させるパルス電流を供給する電流供給手段と、前記磁性細線へ前記磁化の方向を変化させない大きさの磁界を鉛直方向または当該磁性細線の細線幅方向に印加する磁界印加手段と、を備え、前記磁界印加手段が、１以上のコイル、または、前記磁気記録媒体の磁性細線の上方および下方の少なくとも一方に絶縁膜を介して当該磁性細線と平行に形成された導線、ならびに、前記コイルまたは前記導線に前記磁界を発生させる電流を供給する磁界発生電流供給手段からなり、前記パルス電流を供給されている磁性細線へ、少なくとも前記パルス電流におけるピーク期間に前記磁界を印加することを特徴とする。
かかる構成により、磁性細線に磁界が印加されるので、より小さい電流で磁壁が移動する磁気記録媒体装置とすることができる。
また、本発明に係る別の磁気記録媒体装置は、前記磁気記録媒体に２値のデータを記録または再生する装置であって、前記磁性細線において予め指定された位置に設けられた指定領域を、２値のデータに基づき前記２つの磁化方向のいずれかに磁化する磁化手段、および前記指定領域における磁化方向を検出する磁気検出手段の少なくとも一方と、前記磁性細線のそれぞれに、当該磁性細線に形成された磁区を区切る磁壁を細線方向に断続的に移動させるパルス電流を供給する電流供給手段と、を備え、前記電流供給手段が、前記磁化手段または前記磁気検出手段による動作の対象である磁性細線の１本に前記パルス電流を一方向に供給すると同時に、その両隣の磁性細線の一方または両方に前記パルス電流を供給し、かつ前記パルス電流を前記両隣の磁性細線同士で同じ方向に供給しないことを特徴とする。
かかる構成により、隣の磁性細線から磁界が印加されるので、磁界印加手段を備えずに、磁性細線に磁界が印加される磁気記録媒体装置とすることができる。
本発明に係る磁気記録再生方法は、垂直磁気異方性を有する磁性膜を細線状に形成してなる磁性細線を複数並設して、２値のデータを異なる２つの磁化方向のいずれかにして前記磁性細線の細線方向に連続して記録される磁気記録媒体に、２値のデータを記録または再生する方法である。この磁気記録再生方法は、前記磁気記録媒体から、１本以上の磁性細線を選択する選択工程を行い、前記選択した磁性細線に、当該磁性細線に形成されている磁区が当該磁区を区切る磁壁と共に断続的に移動するパルス電流を供給することにより、前記パルス電流における電流供給時に、前記磁性細線に形成されている磁区を細線方向に前記データの１つ分の長さの距離を移動させる磁区移動工程を行い、前記パルス電流における電流停止時に、前記選択した磁性細線のそれぞれにおいて予め指定された位置に設けられた指定領域を２値のデータに基づき前記２つの磁化方向のいずれかに磁化する磁化工程、または前記指定領域における磁化方向を検出する磁気検出工程を行い、前記磁化工程または前記磁気検出工程と前記磁区移動工程とを交互に繰り返し行って、前記選択した磁性細線についてデータを順番に記録または再生する。そして、前記選択した磁性細線の１本に前記パルス電流を一方向に供給すると同時に、前記１本の磁性細線の両隣の磁性細線の一方または両方に前記パルス電流を供給し、かつ前記パルス電流を前記両隣の磁性細線同士で同じ方向に供給しないことを特徴とする。
かかる手順により、磁性細線に磁界が印加されるので、より小さい電流で磁壁を移動させることができ、さらに、隣の磁性細線から磁界が印加されるので、磁界印加手段を備えずに磁性細線に磁界を印加することができる。
本発明に係る空間光変調器は、前記本発明に係る磁気記録媒体装置および前記磁気記録媒体を備え、前記磁気記録媒体の複数並設した磁性細線を、画素を２次元配列した画素アレイとする。
本発明に係る空間光変調器の画素駆動方法は、垂直磁気異方性を有する磁性膜を細線状に形成してなる磁性細線を複数並設して画素をマトリクス状に配列されてなる画素アレイとする空間光変調器において、前記本発明に係る磁気記録再生方法により、前記画素アレイのそれぞれの画素を、当該画素の入力された２値のデータに基づき異なる２つの磁化方向のいずれかにする。
本発明に係る磁気記録媒体装置および磁気記録再生方法によれば、磁性細線をトラックとする磁気記録媒体の劣化が抑えされ、また、省電力で記録、再生することができる。本発明に係る空間光変調器によれば、多数の磁性細線で構成された画素アレイの各画素に、省電力で明／暗の書込みをすることができる。
本発明の第１実施形態に係る磁気記録媒体装置の構成を示す外観図である。 本発明の第１実施形態に係る磁気記録媒体装置により、データを記録・再生される磁気記録媒体の模式図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。 本発明に係る磁気記録媒体装置に搭載される磁気記録媒体の磁性細線の構成を説明する模式図である。 本発明の第１実施形態の変形例に係る磁気記録媒体装置の構成を示す外観図である。 本発明の第２実施形態に係る磁気記録再生方法によりデータを記録・再生される磁気記録媒体の模式図で、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は径方向に沿った部分断面図である。 本発明の第３実施形態に係る磁気記録再生方法によりデータを記録・再生される磁気記録媒体の模式図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図である。 定電流が流れる磁性細線から発生する磁界の、当該磁性細線からの距離依存性を表すグラフである。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の第３実施形態に係る磁気記録再生方法によりデータを記録・再生される磁気記録媒体の変形例の分解斜視図である。 本発明の第４実施形態およびその変形例に係る磁気記録再生方法によりデータを記録・再生される磁気記録媒体の断面図であり、（ａ）は第４実施形態、（ｂ）、（ｃ）は変形例である。 本発明の第５実施形態に係る磁気記録再生方法によりデータを記録・再生される磁気記録媒体の模式図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。 空間光変調器の画素駆動方法により画素に書込をされる空間光変調器の模式図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。
以下、本発明に係る磁気記録媒体装置および磁気記録再生方法、ならびに空間光変調器およびその画素駆動方法を実現するための形態について図面を参照して説明する。本発明に係る磁気記録媒体装置および磁気記録再生方法によりデータを記録、再生される磁気記録媒体はいずれも、磁性体を細線状に形成してなる磁性細線をデータの記録（格納）領域として備え、磁性細線に電流を供給されることによる磁壁のシフト移動で、格納されたデータを磁区として磁性細線内を移動させるものである。また、本発明に係る空間光変調器は、前記磁性細線を複数本並設して、画素アレイとするものである。
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係る磁気記録媒体装置は、磁気記録媒体の全体に磁界を印加する磁界印加手段を備える。具体的には、図１に示すように、磁気記録媒体装置２０は、磁気記録媒体１０に形成された磁性細線１，１，…（図２参照）の所定の領域に対向させた磁気記録再生装置５０と、磁気記録媒体１０の上方と下方に配置されたコイル（磁界印加手段）８０，８０と、コイル８０，８０に電流を供給する電源（コイル電源、磁界発生電流源）９と、を備える。
（磁気記録媒体）
はじめに、本発明の第１実施形態に係る磁気記録媒体装置および磁気記録再生方法により、データを記録、再生される磁気記録媒体（以下、適宜、本発明の第１実施形態に係る磁気記録媒体と称する。第２実施形態以降も同様とする。）について説明する。本発明の第１実施形態に係る磁気記録媒体１０は、特許文献２〜５に記載された磁気記録媒体（磁気ディスク）と同様、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、円盤（円環）形状の基板２上に、磁性体を細線状に形成してなる磁性細線１をデータの記録（格納）領域として備える。この磁性細線１には、２値のデータすなわち「０」または「１」のデータを、図３に示すように、異なる２つの磁化方向のいずれか、すなわち上向きまたは下向きの磁化方向の磁区にして記録される。なお、図２（ｂ）は、図２（ａ）の部分拡大図であり、磁気記録媒体１０の最外周における４本の磁性細線１の両端を含む部分を示す。
磁気記録媒体１０において、磁性細線１，１，…は、平面視で互いに絶縁層４を挟んで離間して同心円状に基板２上に形成されている。詳しくは、１本の磁性細線１は、平面視で円環の一部を欠いたＣ字型に形成されている。さらに、磁気記録媒体１０は、磁性細線１の一端と他端に、電極３１と電極３２（適宜、正電極３１と負電極３２という）を接続して備える。なお、図３においては、簡潔に示すために、磁気記録媒体１０における磁性細線１の１本のみを直線状に表す。
（磁性細線）
磁性細線１は、磁性体（磁性材料）を厚さおよび幅に対して十分に長い細線状に形成してなる。具体的には、磁性細線１は、厚さ（膜厚）７０ｎｍ以下、幅（細線幅）３００ｎｍ以下であれば、細線方向にのみ磁区が分割され易く、好ましい。また、磁性細線１は、ピッチが狭いすなわち幅が小さい（細い）ほど、磁気記録媒体１０を高記録密度化することができる。一方、データの保存（磁化の保持）のために、磁性細線１はある程度の厚さおよび幅にすることが好ましく、具体的には厚さは５ｎｍ以上、幅は１０ｎｍ以上とすることが好ましい。なお、後記の他の実施形態も含めて、磁性細線の厚さとは、後記する凹部１trp（図２（ｂ）、図３参照）のような変形箇所以外の、上下面が平坦な部分における厚さを指す。また、磁性細線は、厚さや幅が前記範囲よりも大きい場合、細線幅方向等にも磁区が分割されて複数生成する場合があるが、予め外部磁界を印加しておくことで、細線方向のみに磁区が分割された状態にすることができる。
また、磁性細線１は、細線形状（平面視形状）は、屈曲していない直線、または厚さおよび幅に対して十分に緩やかな曲線とする。磁性細線１は、本実施形態のように外形が円盤形状である磁気記録媒体１０においては、その外形と同心円の周に沿った形状とすることで、十分に長く緩やかな曲線となり、磁気記録媒体１０の外形寸法に対しても長くすることができ、さらに磁気記録媒体１０の上面全体に多数の磁性細線１を効率的に配置して記録密度を高くすることができる。したがって、磁性細線１は、磁気記録媒体１０において細線長さを統一しなくてよく、外周寄りに設けられたものほど長くして、磁気記録媒体１０の全体としてデータの記録可能な領域（容量）を大きくすればよい。また、磁気記録媒体は円盤形状に限らず、例えば後記変形例における磁気記録媒体１０Ａ（図４参照）のように、平面視が矩形の板状でもよく、この場合、磁性細線は互いに平行な直線状に形成すればよい。
磁性細線１は、一般的な磁気ディスクの記録層等と同様に磁性材料で形成され、特に微細化に好適な垂直磁気異方性材料を適用することが好ましい。また、コイル８０，８０から数十〜数百Ｏｅ程度の磁界を印加されても磁化方向が変化しないように、ある程度の保磁力を有する材料を適用する。このような材料として、公知の強磁性材料を適用でき、具体的には、Ｃｏ等の遷移金属とＰｄ，Ｐｔ，Ｃｕのいずれかとを交互に繰り返し積層したＣｏ／Ｐｄ多層膜のような多層膜、またＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ，Ｇｄ−Ｆｅ等の希土類金属と遷移金属との合金（ＲＥ−ＴＭ合金）が挙げられる。これらの材料はスパッタリング法等の公知の方法により成膜され、フォトリソグラフィ、ならびにエッチングまたはリフトオフ法により、前記の細線形状に成形されて磁性細線１となる。
磁気記録媒体１０において、磁性細線１は、図２（ｂ）および図３に示すように、両端（電極３１，３２との接続部分）近傍を再生領域１ｒおよび書込領域１ｗに設定し、領域１ｒ，１ｗ間がデータの格納領域となる。さらに磁性細線１は、データの格納領域をビット長（単位長さ）Ｌb毎に区切るように、断面視がＶ字型やＵ字型等になるように上面を局所的に薄くした凹部１trpを形成されていることが好ましい。凹部１trpにより、異なるデータ（“１”、“０”）が格納された領域（磁区）の間に生成する磁壁が係止されるため、データのシフト移動において微小なズレが生じても補正される。ここでは、上面を薄くした凹部としているが、局所的に変形させていれば同様の効果が得られ、例えば平面視で括れているように側面を凹ませてもよい。磁壁を係止させるために、磁性細線１において変形している領域の細線方向長さ、ここでは凹部１trpの溝幅（凹部１trpの開口部における細線方向長さ）は、磁壁の厚み以上、１０倍以下にすることが好ましい。また、凹部１trpの溝幅が広過ぎると、磁壁の係止位置の誤差範囲が大きくなる。具体的には、凹部１trpの細線方向長さは、１０〜５００ｎｍ程度の範囲で、１００ｎｍ以下が好ましく、磁性細線１の幅の１／１０〜２倍程度、かつビット長Ｌbの１／２以下が好ましい。また、磁性細線１において、凹部１trpのように変形させた箇所は、磁壁を好適に係止させるために、その変化量を元（凹部１trp以外の領域）の厚さに対して２〜４０％にすることが好ましい。
磁性細線１は、正電極３１近傍に再生領域１ｒが、負電極３２近傍に書込領域１ｗが設定され、図２（ａ）に示すように、それぞれすべての磁性細線１において磁気記録媒体１０の径に沿って一直線上に設けられていることが好ましい。書込領域１ｗは、磁性細線１をこの領域に限定して当該磁性細線１に記録する１個（１ｂｉｔ）のデータに対応した磁化方向に変化させる（磁化する）ために設定された、細線方向に区切られた領域である。したがって、少なくともこの領域においては、磁性細線１を、上向きまたは下向きの所望の磁化方向に磁化する（適宜、書込をする、という）ことを可能にするため、磁気記録再生装置５０に設けられたデータ記録部（磁化手段）５の記録（書込み）方式に対応した構造にする。ここでは、一般的な磁気ディスクへの記録方法である磁界印加方式として、データ記録部５は記録用の磁気ヘッド（図３には主磁極の部分のみを図示する）であるから、磁性細線１の書込領域１ｗを含む部分は、下側に非磁性層を介して軟磁性層が設けられた積層構造にする（図示省略）。書込領域１ｗの細線方向長さは、ビット長Ｌb以上であればよく、記録方式や加工精度等に対応した長さにする。同様に、データ再生部（磁気検出手段）６は、再生用の磁気ヘッドであり、磁性細線１の書込領域１ｗを含む部分は、当該磁性細線１の磁気を検出可能な構造にする（図示省略）。
磁性細線１は、磁気記録媒体１０の製造時におけるダメージから磁性細線１を保護するために、上面に保護膜（図示省略）を積層されていることが好ましい。保護膜は、Ｔａ，Ｒｕ，Ｃｕの単層、またはＣｕ／Ｔａ，Ｃｕ／Ｒｕの２層等から構成され、２層構造にする場合は、いずれもＣｕを内側（下層）にする。さらに、磁性細線１は、基板２との密着性を得るために、金属薄膜からなる下地膜の上に形成されてもよい（図示省略）。このような下地膜は、Ｔａ，Ｒｕ，Ｃｕ，Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｒ等の非磁性金属材料を適用することができる。保護膜および下地膜は、それぞれ厚さ１〜１０ｎｍにすることが好ましい。厚さが１ｎｍ未満であると連続した膜を形成し難く、一方、１０ｎｍを超えてもそれ以上に効果が向上しないためである。
（基板）
基板２は、磁性細線１を形成するための磁気記録媒体１０の土台であり、広義の基板である。このような基板２として、公知の基板材料が適用でき、具体的には、表面に熱酸化膜を形成されたＳｉ（シリコン）基板、ＳｉＯ2（酸化ケイ素、ガラス）、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）、サファイア、ＧＧＧ（ガドリニウムガリウムガーネット）、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、Ｇｅ（ゲルマニウム）単結晶基板等を適用することができる。また、基板２が、Ｓｉ基板で表面に十分な厚さの酸化膜が形成されていない場合は、表面に絶縁膜を形成した上に磁性細線１を形成すればよい。すなわち基板２は、少なくとも表面（表層）が絶縁性であればよい。
（絶縁層）
絶縁層４は、磁気記録媒体１０における磁性細線１，１間、あるいはさらに電極３１，３１間および電極３２，３２間、に配され、さらに基板２と磁性細線１との間や磁性細線１の上に配されてもよい。絶縁層４は、例えばＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4，Ａｌ2Ｏ3等の公知の絶縁材料からなり、また磁気記録媒体１０の全体で同じ材料を適用しなくてもよい。
（電極）
電極３１および電極３２は、一対の電極として磁性細線１にその細線方向の一方向に電流を供給するための端子であり、図３においては磁性細線１の端部下面に接続される。なお、本実施形態においては、磁気記録再生装置５０の走査電流源（電流供給手段）７の＋が電極３１に、−が電極３２に接続されることから、適宜、正電極３１、負電極３２という。電極３１，３２は、Ｃｕ，Ａｌ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｗ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ等の金属やその合金のような一般的な金属電極材料からなり、スパッタリング法等により成膜され、フォトリソグラフィ等によりストライプ状に成形される。また、電極３１，３２の厚さ、幅および細線方向長さは、磁性細線１，１のピッチ（トラックピッチ）、材料や供給する電圧・電流等に基づいて設定される。
（磁気記録再生装置）
本発明の第１実施形態に係る磁気記録媒体装置２０の磁気記録再生装置５０は、磁性細線１の書込領域１ｗを、記録するデータに対応した磁化方向に磁化するデータ記録部（磁化手段）５、磁性細線１の再生領域１ｒにおける磁化方向を検出するデータ再生部（磁気検出手段）６、磁性細線１の電極３１，３２に接続して直流パルス電流を供給する電源である走査電流源（電流供給手段）７を備える（図３参照）。このような磁気記録再生装置５０は、図２（ａ）に示す、磁気記録媒体１０の電極３１，３２および磁性細線１の領域１ｒ，１ｗが設けられた領域に対向させて配置される（図１参照）。データ記録部５およびデータ再生部６は、一般的な磁気ディスクの記録再生装置に備えられる磁気ヘッドと同様のものが適用することができる。磁気ヘッドは、磁気記録再生装置５０に内蔵された移動機構（図示省略）により磁気記録媒体１０の径方向に移動して、選択された磁性細線１の領域１ｒ，１ｗ上に対向する。さらに磁気記録再生装置５０は、磁気記録媒体１０のすべての磁性細線１の電極３１，３２に接続する端子、磁性細線１を選択して走査電流源７を接続したりデータ記録部５やデータ再生部６（磁気ヘッド）を移動させる制御部、ならびに磁気記録媒体１０を固定する支持台を備える（図示省略）。磁気記録再生装置５０のこれらの要素は、公知の装置を適用することができるが、コイル８０，８０から磁気記録媒体１０（磁性細線１）に印加される磁界を遮らない構造にする。
走査電流源７は、直流電流（走査電流Ｉsc）をパルス電流として、磁性細線１へ細線方向に供給する電源であり、ここでは、＋を電極３１に、−を電極３２に接続する。磁性細線１に走査電流Ｉscを正電極３１側から負電極３２側へ供給されると、その反対方向に磁性細線１中を流れる電子により、磁壁が磁性細線１中を当該磁性細線１の負電極３２側から正電極３１側へ細線方向に沿って移動し、磁壁に区切られた磁区、すなわちデータも共に移動する（図３参照）。直流パルス電流は、パルス幅（ピーク期間）ｔH：１ｐｓ〜１０μｓ、停止時間（ベース期間）ｔL：１０ｐｓ〜１０μｓの範囲で調整することが好ましく、パルス幅ｔHは磁区が移動速度に応じて所定の距離を移動する時間に設定し、停止時間ｔLはデータ記録部５による書込時間ｔW以上にする。
直流パルス電流における走査電流Ｉsc（ピーク電流）は、電流密度：１０8〜１０13Ａ／ｍ2の範囲で、磁性細線１の磁性材料およびコイル８０，８０から印加される磁界の大きさに応じて、磁壁が移動するように調整することが好ましい。例えば、磁性細線１がＣｏ／Ｎｉ多層膜からなる場合、電流密度：４．５×１０11Ａ／ｍ2程度以上の電流で磁壁が移動可能であるが、２００Ｏｅの磁界が印加されることで、電流密度：３．０×１０11Ａ／ｍ2程度から磁壁を移動させることができる（非特許文献３参照）。
（コイル、コイル電源）
コイル８０は、数十〜数百Ｏｅ程度の磁界を十分に小さな電流で発生させることができ、磁気記録媒体１０のすべての磁性細線１に、均一な大きさかつ向きの磁界を印加するものであればよい。このようなコイルとして、例えばヘルムホルツ型のコイルが挙げられる。磁気記録媒体１０の上下に配置したコイル８０，８０により、磁気記録媒体１０（磁性細線１の膜面）に垂直な、図１では上向きの磁界（合成磁界）Ｈが印加される。コイル８０，８０のそれぞれは、図１においては簡略化して、導線８を４周巻き回したソレノイドコイルで表すが、例えば外形が円筒形状の枠体（図示省略）に収容されている。コイル電源９は、コイル８０，８０に一定の直流電流Ｉaを供給する電源である。
［磁気記録再生方法］
（記録方法）
次に、本発明の第１実施形態に係る磁気記録媒体装置を用いて、磁気記録媒体の磁性細線にデータを書き込む（記録する）方法を説明する。
まず、コイル電源９をＯＮ状態にして、コイル８０，８０間に所定の大きさの磁界を発生させて磁気記録媒体１０のすべての磁性細線１に印加する。磁界の大きさは、磁性細線１の磁化方向を変化させないように磁性細線１の保磁力よりも小さく設定する。
次に、外部から入力される信号に基づき、磁気記録装置５０が、磁性細線１を選択し、走査電流源７がこの磁性細線１の電極３１，３２に接続し、さらにこの磁性細線１の書込領域１ｗ上にデータ記録部５（記録用の磁気ヘッド）を移動させる（選択工程）。そして、データ記録部５が、書込領域１ｗを外部から入力される１データに基づく磁化方向にする（磁化工程）。次に、走査電流源７から磁性細線１にパルス電流が１パルス供給される。この電流Ｉscの１パルスの供給により、磁性細線１に生成した磁壁がビット長Ｌbの距離を移動する。磁性細線１においては、磁壁の移動に伴い、当該磁壁で区切られた磁区も等距離移動（シフト移動）する（磁区移動工程）。そして、パルス電流における停止期間中に、再びデータ記録部５が書込領域１ｗを次の１データに基づく磁化方向にする（磁化工程）。
以下、磁区移動工程と磁化工程とを交互に繰り返し行って、選択された磁性細線１についてデータを順番に記録する。なお、磁区移動工程の１回はパルス電流におけるピーク期間であり、走査電流源７からパルス電流を供給し続ければよく、このパルス電流における停止期間のタイミングに合わせて磁化工程を行う。選択された磁性細線１に格納するデータをすべて記録したら、再び選択工程により、次の磁性細線１を選択して、１つ目の磁性細線１と同様の工程を繰り返す。すべてのデータの記録を完了したら、コイル電源９をＯＦＦ状態にして、磁界の印加を停止する。
（再生方法）
磁気記録媒体１０の磁性細線１に記録されたデータを読み出す（再生する）方法は、前記の記録方法において、磁化工程に代えて、選択された磁性細線１の再生領域１ｒの磁化をデータ再生部６（再生用の磁気ヘッド）で検出する磁気検出工程を行えばよい。
本実施形態に係る磁気記録再生方法は、磁気記録媒体１０の全データの記録または再生の間、コイル電源９をＯＮ状態にしてコイル８０，８０により磁気記録媒体１０に磁界を印加していること以外は、特許文献２〜４に記載された方法と同様である。磁界の印加は、少なくとも、選択された磁性細線１へ、磁区移動工程の期間（パルス電流におけるピーク期間）に実行されればよい。ただし、第１実施形態に係る磁気記録媒体装置のコイル８０，８０は、磁気記録媒体１０の全体に磁界を印加する仕様であり、また、導線８を何重にも巻き回したコイルであるため、電流供給を停止した直後にインダクタとして交流成分を発生させるので、パルス電流のようにＯＮ，ＯＦＦを短期間で行うと磁界が安定しない。そのため、本実施形態においては、コイル８０，８０を通電状態にして磁界を印加し続けることが好ましい。
本実施形態に係る磁気記録再生方法においては、選択工程において２本以上の磁性細線１を選択し、これらの磁性細線１にパルス電流を並列に供給して同時に磁区を移動させてもよい。並列にパルス電流を供給する磁性細線１の本数が多いほど、磁気記録媒体１０のすべての磁性細線１における記録または再生に要する時間が短くなり、記録や再生の高速化だけでなく、コイル電源９がコイル８０，８０に電流Ｉaを供給する時間も短くなるので、使用する電流の総量を低減することができる。このとき、磁気記録再生装置５０は、データ記録部５、データ再生部６を、並列にパルス電流を供給する磁性細線１の本数分備える。データの記録または再生は、選択した磁性細線１について同時に実行してもよいし、パルス電流の１回の停止期間中に１本ずつ順番に実行してもよい。また、同時に選択する磁性細線１の組は、隣り合う磁性細線１同士でもよいし、間を１本以上隔てた磁性細線１の組でもよい。
第１実施形態に係る磁気記録媒体装置２０を用いた磁気記録再生方法によれば、コイル８０，８０から印加された磁界Ｈにより、磁性細線１に供給するパルス電流のピーク電流（電流Ｉsc）を低減することができる。なお、コイル８０，８０に供給する電流Ｉaは、磁界Ｈによる電流Ｉscの低減分よりも小さくすることで、磁気記録媒体装置２０全体として省電力化することができる。
（変形例）
磁気記録媒体装置２０において、コイル８０は、前記したように、磁気記録媒体１０の全体に均一な磁界Ｈを印加することができれば、その種類や形状等は特に限定されず、磁気記録媒体１０の上方または下方の一方のみに配置されてもよい。また、コイル８０（８０，８０）は、記録、再生におけるデータのシフト移動のための磁界Ｈの印加だけでなく、磁気記録媒体１０の初期化（すべての磁性細線１の磁化方向を一様に揃える）のための強い磁界を印加するために用いてもよい。
第１実施形態に係る磁気記録媒体装置２０は、円盤形状の磁気記録媒体１０に限られず、磁気記録媒体の全体（磁性細線１が設けられた領域）に均一な磁界Ｈを印加することができれば、例えば図４に示す直線状の磁性細線１を並設した矩形板状の磁気記録媒体１０Ａも記録・再生することができる。また、このような磁性細線１が直線状の磁気記録媒体１０Ａの記録、再生に適用される場合、図４に示すように、磁気記録媒体装置２０Ａは、磁性細線１の細線幅方向すなわち磁気記録媒体１０Ａにおける磁性細線１の並設方向に磁界Ｈを印加するようにコイル８０，８０が配置されてもよい。なお、磁気記録媒体装置２０Ａにおいては、直線状の磁性細線１の両端に走査電流源７を接続し、また、磁性細線１の一端に書込領域１ｗが、他端に再生領域１ｒが設定されているために、磁気記録媒体１０Ａの両縁に沿って２箇所に磁気記録再生装置５０Ａが備えられている。
第１実施形態およびその変形例に係る磁気記録再生方法において、データの記録方法、再生方法は、前記の磁気ヘッドによる方法に限られない。データの記録方法においては、例えばスピン注入磁化反転を利用することができる。この場合、磁気記録媒体１０が、磁性細線１の書込領域１ｗに、磁性細線１を磁化自由層とするスピン注入磁化反転素子構造とその上下に接続した一対の電極とを備えて、磁気記録再生装置５０のデータ記録部５が、前記一対の電極に接続して電流を供給する電源であればよい（図示せず）。スピン注入磁化反転によれば、書込が磁気方式よりも高速な上、スピン注入磁化反転素子構造を形成した領域に限定して書込をすることができる。
データの再生方法においては、例えば光磁気方式で磁性細線１の磁気を検出することができる。この場合、磁気記録再生装置５０のデータ再生部６が、一般的な光磁気ディスクの再生装置と同様に、磁性細線１の再生領域１ｒにレーザー光を照射するレーザー光源や、その反射光の偏光の向きを検出する偏光子等を備える（図示せず）。このような方法でデータを再生する磁気記録媒体１０においては、磁性細線１の細線幅を１００ｎｍ以上にし、ピッチおよびビット長Ｌbを２００ｎｍ以上にし、さらにレーザー光の波長に応じた長さにすることが好ましい。さらに磁気記録媒体１０は、磁性細線１が再生領域１ｒにおいて光を反射するように、磁性細線１の膜厚を３０ｎｍ以上にするか、ＳｉＯ2等の絶縁膜を挟んでＡｌ，Ａｇ等の非磁性金属からなる反射膜を設けることが好ましい。
第１実施形態およびその変形例に係る磁気記録再生方法において、磁区すなわちデータのシフト移動の方向、すなわち磁性細線に供給する電流の向きをデータの記録と再生とで変えてもよい。例えばデータの記録において、電極３１を走査電流源７の−に、電極３２を＋に接続する。このとき、データの移動方向は、図２および図３に示す向きとは逆になる。そのため、このようにデータを記録する場合は、磁性細線１において、書込領域１ｗを再生領域１ｒと共に電極３１の側に設ける（図示せず）。また、データの再生される順番に合わせて、磁性細線１にデータを逆順に並び替えて記録してもよい。
（空間光変調器）
第１実施形態およびその変形例に係る磁気記録再生方法は、図４に示す磁気記録媒体１０Ａのように直線状の磁性細線を並設して画素アレイとする空間光変調器（特許文献５参照）の画素への書込に適用することができる。すなわち、本実施形態に係る空間光変調器は、画素アレイとなる磁気記録媒体１０Ａ、磁気記録再生装置５０Ａ（図４参照）およびコイル８０，８０（前記第１実施形態またはその変形例に係る磁気記録媒体装置２０，２０Ａ）からなる。ただし、磁性細線１は、書込領域１ｗのみを設定して再生領域１ｒを設けず、データの格納領域が細線方向に連続した画素となる。また、磁気記録再生装置５０Ａはデータ再生部（磁気検出手段）６を備えない構成にする。また、コイル８０（８０，８０）は、画素アレイ（磁性細線１）への光の入出射が妨げられないように、内径（導線８を収容する枠体（図示省略）の内側）を十分に大きくしてするか、光の入出射側の反対側のみに配置する、あるいは図４に示す変形例のように、磁性細線１の細線幅方向に磁界を印加するように配置する。
以上のように、本発明の第１実施形態およびその変形例に係る磁気記録媒体装置、ならびにそれを用いた磁気記録再生方法、空間光変調器によれば、既存の磁気記録媒体や空間光変調器についてデータの記録や再生の際に使用する電流を低減することができ、また、磁気記録媒体や空間光変調器の磁性細線の劣化を抑えることができる。
［第２実施形態］
第１実施形態に係る磁気記録媒体装置は、磁気記録媒体装置にコイル（磁界印加手段）とその電源を備えて、磁気記録媒体の外部から磁界を印加する構成にしたが、磁気記録媒体が大型化するとその全体に均一に磁界を印加するために、磁界印加手段であるコイルが大型化したり、コイルに供給する電流が大きくなる。そこで、磁界印加手段を磁気記録媒体に内蔵することで磁性細線に近接させて、磁界印加手段に供給する電流を抑制することができる。以下、本発明の第２実施形態に係る磁気記録媒体装置およびそれを用いた磁気記録再生方法について、図５を参照して説明する。第１実施形態（図１〜４参照）と同一の要素については同じ符号を付し、説明を省略する。
（磁気記録媒体）
第２実施形態に係る磁気記録媒体装置によりデータを記録、再生される磁気記録媒体１０Ｂは、図５に示すように、同心円状の磁性細線１，１，…の下に、絶縁層４を挟んで、平面視渦巻き形状のコイル（磁界印加手段）８０Ａが設けられている。図５（ａ）において、磁気記録媒体１０Ｂは、構造を簡略化して、コイル８０Ａの導線８Ａが線状に表され、さらに磁性細線１の本数および導線８Ａの巻き数がそれぞれ１０前後で表されるが、平面（磁性細線１が形成された側の面）視は図２に示す磁気記録媒体１０と同様の構造である。すなわち、磁気記録媒体１０Ｂは、図２（ａ）に示すように磁性細線１が同心円状に多数設けられている。
コイル８０Ａは、図５（ａ）においては簡略化して表されているが、導線８Ａを密に巻き回した渦巻きで形成された平面コイル（スパイラルコイル）であり、例えば記録用の磁気ヘッドに内蔵される薄膜コイルと同様の構造である。導線８Ａは、磁性細線１の両端に接続される電極３１，３２（図２、図３参照）と同様に、Ｃｕ等の一般的な金属電極材料で形成され、各周の間を絶縁層４（図５（ｂ）参照）で埋められている。また、コイル８０Ａの両端には、磁性細線１と同様に、磁気記録媒体１０Ｂの外部端子が接続されている（図示省略）。導線８Ａは、太さ（幅、膜厚）が、コイル８０Ａに供給される電流Ｉaに応じて、かつコイル８０Ａが十分な巻き数となるように設計される。そして、コイル８０Ａは、各周の間隔（隣り合う導線８Ａ，８Ａ間）が十分に狭く（密に巻き回して）、径方向に並設されたすべての導線８Ａにより、前記径方向に沿って内側から外側へ、さらに内側へと周回する磁界Ｈを生成するように設計される。このようなコイル８０Ａ（導線８Ａ）は、磁性細線１や電極３１，３２と同様にスパッタリング法およびエッチング、あるいは導電性インクで印刷する等、公知の方法により、基板２上に形成される。
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、コイル８０Ａが生成する磁界Ｈは、コイル８０Ａ（導線８Ａ，８Ａ，…）の上面と下面に沿った、磁気記録媒体１０Ｂ（基板２）の径方向の磁界であるため、コイル８０Ａの上方に設けられた磁性細線１，１，…のそれぞれに、その細線幅方向に磁界が印加される。このように、磁界Ｈは、すべての導線８Ａにより合成された磁界であるので、図５（ｂ）に示すように、コイル８０Ａの各周における導線８Ａが、磁性細線１の直下（または直上）に配置される必要はなく、また、磁性細線１に完全に平行である必要もない。したがって、コイル８０Ａは、磁性細線１，１，…と同様の同心円状ではなく、また磁性細線１，１，…のピッチに関係なく、１本の導線８Ａからなる狭ピッチの渦巻きに形成される。このような構成にすることで、コイル８０Ａは、小さい電流Ｉaで十分な大きさの磁界Ｈを生成することができる。また、磁気記録媒体１０Ｂのすべての磁性細線１に均一な磁界Ｈが印加されるように、コイル８０Ａは、平面視で磁性細線１が形成されている領域よりも内周側と外周側とに広く形成されることが好ましい。また、磁性細線１と導線８Ａとの間隔（厚さ方向の距離）は、互いが層間絶縁膜（絶縁層４）で完全に絶縁されればよく、一方、コイル８０Ａから離れるにしたがいコイル８０Ａから磁性細線１に印加される磁界が小さくなるので、必要な大きさの磁界Ｈがより小さい電流Ｉaで得られるように、間隔がより短いことが好ましい。
磁性細線１は、第１実施形態に係る磁気記録媒体１０の磁性細線１（図２、図３参照）と同様の構成である。すなわち、磁性細線１は、両端に電極３１，３２が接続され、また、再生領域１ｒおよび書込領域１ｗが設定されている（図５では省略）。磁性細線１の再生領域１ｒについては、第１実施形態と同様に、磁気ヘッドによる磁気方式や光磁気方式に対応した構成にすることができる。特に、磁気ヘッドの検出精度と磁界Ｈの大きさにもよるが、再生時においてもコイル８０Ａから磁界Ｈが印加されているので、磁気方式よりも光磁気方式が好ましい。
一方、本実施形態に係る磁気記録媒体１０Ｂは、磁性細線１の下方にコイル８０Ａが設けられているので、データの記録方法として磁界印加方式を適用すると、記録用の磁気ヘッド（データ記録部５）を上方に対向させるため、磁性細線１の下に非磁性層および軟磁性層を備えて書込領域１ｗを設定することになる。しかし、磁性細線１の下、すなわちコイル８０Ａとの間に軟磁性層を設けると、この軟磁性層が磁気シールドとなって、磁性細線１の書込領域１ｗ（軟磁性層が設けられた領域）における磁界の印加が不十分となる虞がある。さらに、通常、軟磁性層は厚さ１００ｎｍ以上であり、さらに非磁性層および絶縁層４も介在するので、磁性細線１とコイル８０Ａ（導線８Ａ）との間隔（層間距離）が長くなる。したがって、磁気記録媒体１０Ｂに磁界印加方式を適用されると、磁界Ｈを確保するためにコイル８０Ａに供給する電流Ｉaを大きくする必要がある。
本実施形態に係る磁気記録媒体１０Ｂにおいては、データの記録方法にスピン注入磁化反転を利用することができる。具体的には、磁性細線１の書込領域１ｗにおいて、コイル８０Ａの反対側の面（上面）に、中間層（障壁層）および磁化固定層を積層してスピン注入磁化反転素子構造を形成する。なお、スピン注入磁化反転素子構造の上下に一対の電極を接続すると、磁化自由層（磁性細線１）に接続する下側の電極を設けるためにコイル８０Ａとの層間距離を要するので、層間距離を短くするために、並設デュアルピン構造のスピン注入磁化反転素子（特開２０１２−７８５７９号公報参照）を適用してもよい。例えば、磁性細線１上に、書込領域１ｗ内で細線方向に離間した２箇所のそれぞれに、中間層（障壁層）、磁化固定層、および電極を積層して、それぞれの磁化固定層の上に接続した２つの電極を一対の電極とする（図示せず）。
磁気記録媒体１０Ｂは、例えば次の方法で製造することができる。まず、基板２上に、渦巻き形状のコイル８０Ａ（導線８Ａ）を金属材料で形成し、その上に絶縁膜を成膜することにより導線８Ａの隙間を絶縁層４で埋めた後、上面（絶縁層４）を化学的機械研磨（ＣＭＰ）等で研削、研磨して、平坦化、平滑化する。その上に、磁性細線１，１，…を形成し、また、磁性細線１の書込領域１ｗにスピン注入磁化反転素子構造を形成し、さらに磁性細線１，１間を埋める絶縁層４を形成する。最後に、磁性細線１の両端に接続する電極３１，３２、書込領域１ｗ（スピン注入磁化反転素子構造）に接続する電極、ならびにコイル８０Ａの両端に接続する端子を形成して、磁気記録媒体１０Ｂが得られる。あるいは別の方法として、磁気記録媒体１０Ｂは、基板２上に磁性細線１が形成された後、その上に絶縁層４を挟んでコイル８０Ａが形成されてもよい。あるいはさらに別の方法として、磁気記録媒体１０Ｂは、磁性細線１およびコイル８０Ａをそれぞれ別の基板に形成した後に、貼り合わされて製造されてもよい（図示せず）。
（磁気記録媒体装置）
第２実施形態に係る磁気記録媒体装置は、第１実施形態に係る磁気記録媒体装置２０の磁気記録再生装置５０、およびコイル電源（磁界発生電流源）９（図１参照）を備え、コイル電源９が、磁気記録媒体１０Ｂに内蔵されたコイル８０Ａの端子に接続して電流Ｉaを供給する。磁気記録再生装置５０は、第１実施形態と同様の装置を適用することができ、さらに本実施形態においては、磁気記録媒体１０Ｂに磁界印加手段（コイル）８０Ａが内蔵されているので、構造にかかわらず磁気記録媒体１０Ｂへの磁界を遮らない。
［磁気記録再生方法］
本発明の第２実施形態に係る磁気記録媒体装置を用いた磁気記録再生方法は、前記第１実施形態に係る磁気記録再生方法と同様であるので、説明を省略する。本実施形態においては、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、磁気記録媒体１０Ｂの径方向に磁界Ｈが生成し、すべての磁性細線１へ細線幅方向（図５（ｂ）においては左向き）に印加される。また、第１実施形態と同様に、２本以上の磁性細線１にパルス電流を並列に供給して同時に磁区移動させてもよい。
（変形例）
第２実施形態に係る磁気記録媒体１０Ｂは、図５においては１つのコイル８０Ａを備えるが、コイル８０Ａの数は限定されず、絶縁層４を挟んでコイル８０Ａを２層以上備えて、より小さな電流Ｉaで磁界Ｈを発生させることもできる。あるいは第２実施形態に係る磁気記録媒体１０Ｂは、コイル８０Ａに、磁性細線１の反対側（図５では下側）にフェライト等からなる磁気シールド層を積層してもよく（図示せず）、このような構成により、より効率的に磁界Ｈが磁性細線１に印加される構造にすることができる。
第２実施形態に係る磁気記録媒体は、図４に示す磁気記録媒体１０Ａのように矩形板状の基板２に直線状の磁性細線１が並設されてもよく、複数の導線８Ａが磁性細線１に平行な直線状に形成されて狭ピッチで並設され、したがって、図５（ｂ）に示す断面図になる。このような形状の磁気記録媒体も、本実施形態に係る磁気記録再生方法によりデータを記録、再生することができる。ここで、磁界Ｈを発生させるためには直線状の導線８Ａ，８Ａ，…のすべてに同じ方向に電流Ｉaを供給する必要があるが、それぞれの導線８Ａの両端を共通の端子に接続して並列に電流Ｉaを供給すると、導線８Ａの本数倍の電流をコイル電源９から供給することになる。そこで、例えば、それぞれの導線８Ａの下側（磁性細線１の反対側）に並行する配線を設けて、この下側の配線を経由して隣り合う導線８Ａ，８Ａを直列に接続すればよい（図示せず）。言い換えると、ソレノイドコイルを径方向につぶして偏平にした、磁性細線１に対向する側における導線が導線８Ａ，８Ａ，…になる。そして、このような直線状の磁性細線１を並設した磁気記録媒体および磁気記録媒体装置を、第１実施形態と同様に空間光変調器として、第２実施形態に係る磁気記録再生方法により、画素に書込をすることができる。
第２実施形態においては、コイル８０Ａ（導線８Ａ）を磁気記録媒体１０Ｂに内蔵しているが、磁気記録媒体装置に設けた構成にすることもできる。詳しくは、磁気記録媒体装置が、磁気記録媒体１０を載置する支持台の表層にコイル８０Ａを備える（図示せず）。このとき、コイル８０Ａと磁性細線１との距離を近付けるために、それぞれの上の保護膜（絶縁膜）を十分に薄く厚さ１０〜数十ｎｍ程度に形成して、磁気記録媒体１０の磁性細線１を備えた側を下に向けて、支持台の上に載置することが好ましい。さらに磁気ヘッド（データ再生部６）で再生する場合には、基板２を、少なくとも磁性細線１の再生領域１ｒが設けられた領域（図２（ａ）参照）において薄肉化して、磁気検出が可能となるように磁気ヘッドを磁性細線１に近付けることが好ましい。再生用の磁気ヘッド（データ再生部６）を磁気記録媒体１０の基板２の側に対向させることになるため、あるいは、基板２に光を透過する材料を適用して、光磁気方式で再生すればよい。
以上のように、本発明の第２実施形態およびその変形例に係る磁気記録媒体装置およびそれを用いた磁気記録再生方法、ならびに空間光変調器によれば、装置が大型化せず、また、より小さい電流で十分な磁界を印加することができるので、データの記録や再生の際に使用する電流をいっそう低減することができ、また、磁気記録媒体や空間光変調器の磁性細線の劣化を抑えることができる。
［第３実施形態］
第２実施形態に係る磁気記録媒体装置と磁気記録媒体においては、磁気記録媒体の磁性細線に印加する磁界を、当該磁性細線に平行な（または略平行な）導線が多数、巻き回されたコイルで生成する構成にしたが、１本の導線で生成した磁界を印加しても走査電流を低減することができる。以下、本発明の第３実施形態に係る磁気記録再生方法および磁気記録媒体について、図６および図７を参照して説明する。第１、第２実施形態（図１〜５参照）と同一の要素については同じ符号を付し、説明を省略する。
（磁気記録媒体）
第３実施形態に係る磁気記録再生方法でデータを記録、再生される磁気記録媒体１０Ｃは、図６（ａ）に示すように、基板２（図中に表面のみを示す）上に並設した磁性細線１のそれぞれに平行な導線８Ｂを、絶縁層４（図の空白部）を挟んで直下に備える。後記するように、磁気記録媒体１０Ｃは、磁区移動の対象の磁性細線１（図６（ａ）において右から２本目の電流の向きが記載されているもの）の直下の導線８Ｂに限定して電流を供給して磁界Ｈを発生させる。なお、図６（ａ）においては簡潔に示すために、磁性細線１の４本のみとその直下の導線８Ｂを示すが、磁気記録媒体１０Ｃは、第１、第２実施形態の磁気記録媒体１０，１０Ａ，１０Ｂと同様に、基板２上に磁性細線１を多数並設し、さらに磁性細線１のそれぞれの直下に導線８Ｂを備えるものである。
ここで、１本の導線８Ｂに流れる電流で十分な大きさの磁界Ｈを生成するためには、この電流を、磁性細線１に供給する走査電流Ｉsc（ピーク電流）と比較して同程度またはより大きくする必要があり、磁界印加の効果による走査電流の低減分を差し引いても、電流の総使用量が却って増大することになる。そこで、図６（ｂ）に示すように、磁気記録媒体１０Ｃは、磁性細線１とその直下の導線８Ｂを直列に接続して、導線８Ｂに磁性細線１と共通の電流すなわち走査電流Ｉscを供給する構成にすることで、導線（磁界印加手段）専用の電源（コイル電源）を不要として、磁性細線１に印加する磁界Ｈを生成する。
詳しくは、導線８Ｂは、一端で磁性細線１の正電極３１Ｂと接続し、その反対側の端（端部８１）を、磁性細線１の負電極３２と共に一対の端子として、走査電流源（電流供給手段）７に接続される。言い換えると、磁気記録媒体１０Ｃは、正電極３１Ｂが、磁性細線１に並走するように下側に折り曲げられて延伸している。なお、磁気記録媒体１０Ｃは、簡潔に示すために、図６（ｂ）においては磁性細線１の１本のみを直線状に表し、基板２および絶縁層４を省略する。磁気記録媒体１０Ｃは、第１実施形態の変形例の磁気記録媒体１０Ａのように矩形板状の基板２上に直線状の磁性細線１が並設されてもよく、あるいは第１、第２実施形態の磁気記録媒体１０，１０Ｂと同様に、円盤形状の基板２上に同心円状の磁性細線１が形成されていてもよい（図４、図２参照）。また、磁気記録媒体１０Ｃにおいては、基板２の側から導線８Ｂ、絶縁層４（図示省略）、磁性細線１の順に設けられてもよいし、反対に基板２の側に磁性細線１が設けられてもよい。
磁性細線１は、第１、第２実施形態に係る磁気記録媒体１０等の磁性細線１（図２、図３参照）と同様の構成である。ただし、磁性細線１の細線長さが長くなると、磁性細線１における電極３２近傍と、導線８Ｂの端部８１近傍の間で、パルス電流の遅延によるズレが生じ、対向する磁性細線１、導線８Ｂ間の同期が不完全になる。したがって、このズレがパルス幅に対して十分に小さい範囲内となるように、磁性細線１の細線長さを設計する。また、磁性細線１の直下に導線８Ｂが設けられるため、書込領域１ｗにおける構造は、第２実施形態に係る磁気記録媒体１０Ｂと同様に、並設デュアルピン構造のスピン注入磁化反転素子を適用することが好ましい。
電極３１Ｂ，３２は、第１、第２実施形態における電極３１，３２と同様の構成である。図６（ｂ）において、電極３１Ｂ，３２は、磁性細線１の上面に接続しているがこれに限られず、一方（ここでは正電極３１Ｂ）が導線８Ｂに接続可能であればよい。
導線８Ｂは、電極３１Ｂ，３２と同様に、Ｃｕ等の一般的な金属電極材料で形成される。また、導線８Ｂは、磁性細線１と共通の電流Ｉscが流れるので、電流Ｉscの大きさに対応した太さ（厚さおよび幅）に形成される。なお、導線８Ｂは、第２実施形態における導線８Ａ（コイル８０Ａ）と異なり、流れる電流がパルス電流であるので、電流の大きさに対して太く形成されなくてよいが、一方で、特に磁性細線１に伴って長い場合には、パルス電流の遅延によるズレを抑えるべく、低抵抗となる材料や太さ等に設計することが好ましい。
後記するように、磁気記録媒体１０Ｃにおいては、１本の導線８Ｂに電流を流すことによりその直上の磁性細線１に印加する磁界Ｈを生成する。図７は、導線として磁性細線に一定の大きさ（０．５ｍＡ、１ｍＡ、２ｍＡ）の直流電流を供給した場合の、前記磁性細線から細線幅方向に離間した地点での磁界の離間距離依存性を示すグラフである。図７に示すように、導線に流れる電流により生成する磁界は、この導線からの距離に反比例して減衰する。電流Ｉscの大きさや磁性細線１の材料等にもよるが、磁性細線１に十分な大きさの磁界Ｈが印加されるために、図７より、磁性細線１とその直下の導線８Ｂとの間隔は、より狭いことが好ましく、具体的には４０ｎｍ以下が好ましく、一方、リーク電流やトンネル電流が流れないように互いが層間絶縁膜（絶縁層４）で完全に絶縁されるために、３ｎｍ以上にすることが好ましい。
磁気記録媒体１０Ｃは、例えば第２実施形態に係る磁気記録媒体１０Ｂと同様の手順で製造することができる。ただし、磁気記録媒体１０Ｃの製造においては、導線８Ｂ、ならびに導線８Ｂ上および導線８Ｂ，８Ｂ間の絶縁層４を形成した後に、導線８Ｂの両端上における絶縁層４にコンタクトホールを形成して、金属電極材料を埋め込んで、導線８Ｂの一端に正電極３１Ｂを接続し、他端に外部端子である端部８１を接続する。
（磁気記録再生装置）
第３実施形態に係る磁気記録再生方法によれば、磁界発生電流源および磁気記録媒体の外部の磁界印加手段（図１、図４に示すコイル電源９およびコイル８０）は不要であり、すなわち既存の磁気記録再生装置５０，５０Ａ（図１、図４参照）を使用して、データを記録、再生することができる。なお、磁気記録再生装置５０，５０Ａにおいては、走査電流源７からパルス電流を供給するための端子が、磁気記録媒体１０Ｃの負電極３２と導線８Ｂの端部８１とに接続するように配置される。
（磁気記録再生方法）
本発明の第３実施形態に係る磁気記録再生方法は、電流Ｉaの供給を行わないことを除き、前記第２実施形態に係る磁気記録再生方法と同様であり、すなわち特許文献２〜４に記載された方法でデータを記録、再生することができる。本実施形態では、磁区移動工程（パルス電流におけるピーク期間）において、図６（ｂ）に示すように、磁性細線１にピーク電流Ｉscが供給されているのと同時に、並走する導線８Ｂにも電流Ｉscが磁性細線１と逆向きに流れている。この電流Ｉscにより、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、電流Ｉscの電流路である導線８Ｂを軸に回転する向きの磁界Ｈが生成し、磁性細線１へ細線幅方向（図６（ａ）においては左向き）に印加される。また、第１、第２実施形態と同様に、２本以上の磁性細線１にパルス電流を並列に供給して同時に磁区移動させてもよい。
第３実施形態に係る磁気記録再生方法によれば、磁性細線１に直列に導線８Ｂを接続して並走させることにより、磁性細線１に、導線８Ｂから細線幅方向に磁界が印加されて、供給するパルス電流のピーク電流（電流Ｉsc）を低減することができる。また、パルス電流により磁界Ｈを生成するので、パルス電流における停止期間である記録・再生時には磁界Ｈが印加されないため、磁気検出等が磁界Ｈに影響されない。なお、電流Ｉscを小さくすれば磁界Ｈも小さくなる。そのため、有効な大きさの磁界Ｈが得られる程度にしつつ、十分に低減された電流Ｉscとなるように、磁気記録媒体１０Ｃは、磁性細線１の材料、太さ（幅および厚さ）、ならびに導線８Ｂとの間隔等を設計されることが好ましい。
第３実施形態に係る磁気記録媒体は、矩形板状の基板２に直線状の磁性細線１を並設した空間光変調器の画素アレイとすることができ、本実施形態に係る磁気記録再生方法により、前記空間光変調器の画素に書込をすることができる。本実施形態に係る空間光変調器においては、光の取出し効率を高くするために、導線８Ｂが、少なくとも最上層（磁性細線１に対向する側）にＡｌ，Ａｇ等の高反射率の導電性材料を備えることが好ましい（図示せず）。
（変形例）
前記第３実施形態に係る磁気記録再生方法でデータを記録、再生される磁気記録媒体は、磁界を生成するための電流を流す導線を磁性細線毎に１本備えるが、２本以上の導線に電流を流して磁界を生成することにより、１本の導線よりも電流の大きさに対して大きな磁界を発生させることができる。以下、第３実施形態に係る磁気記録再生方法でデータを記録、再生される磁気記録媒体の変形例（第３実施形態の変形例に係る磁気記録媒体）について、図８を参照して説明する。第１、第２、第３実施形態（図１〜６参照）と同一の要素については同じ符号を付し、説明を省略する。
図８（ａ）に示すように、第３実施形態の第１の変形例に係る磁気記録媒体１０Ｄは、磁性細線１の直下に、磁性細線１に平行に導線８Ｂ1および導線８Ｂ2を離間して備え、磁性細線１、導線８Ｂ1、導線８Ｂ2の順に直列に接続されて、両端が磁気記録再生装置の走査電流源（電流供給手段）７（図６（ｂ）参照）に接続される。磁気記録媒体１０Ｄは、図８（ａ）においては構造を簡略化して、磁性細線１の１本およびこの磁性細線１の両端に接続する電極３１，３２Ｂ、ならびに導線８Ｂ1，８Ｂ2のみを表し、さらに導線８Ｂ1，８Ｂ2を線状に表すが、図２に示す第１実施形態の磁気記録媒体１０等と同様に、円盤形状の基板２上に多数の磁性細線１が同心円状に形成され、磁性細線１毎に導線８Ｂ1，８Ｂ2を備え、さらにそれぞれの間に絶縁層４が設けられる。
本変形例に係る磁気記録媒体１０Ｄにおいては、２本（２層）の導線８Ｂ1と導線８Ｂ2は同じ向きに電流が流れ、したがって、２周巻き回されたソレノイドコイルを構成するといえる。また、磁気記録媒体１０Ｄにおいては、導線８Ｂ1，８Ｂ2は、磁性細線１に供給する電流Ｉscが磁性細線１と逆向きに流れるように接続されている。したがって、磁気記録媒体１０Ｄは、第３実施形態に係る磁気記録媒体１０Ｃ（図６（ｂ）参照）の導線８Ｂを２倍の長さに延長したものといえる。
磁性細線１は、第１実施形態に係る磁気記録媒体１０の磁性細線１（図２、図３参照）と同様の構成であり、両端に正電極３１と負電極３２Ｂが接続される。ただし、本変形例に係る磁気記録媒体１０Ｄにおいては、磁性細線１は、両端が近接しているように、平面視において一部を欠いた環状（例えばＣ字型）に形成される。正電極３１は走査電流源７に接続し、負電極３２Ｂは導線８Ｂ1，８Ｂ2を経由して走査電流源７に接続する。
導線８Ｂ1および導線８Ｂ2は、それぞれ第３実施形態に係る磁気記録媒体１０Ｃの導線８Ｂと同様の構成であり、磁性細線１と共通の電流Ｉscが流れるので、これに対応した太さ（厚さおよび幅）に形成される。導線８Ｂ1，８Ｂ2は、それぞれ磁性細線１に並走するように、平面視で磁性細線１と同じ円環の一部を欠いたＣ字型に形成され、また、互いに同じ向きに電流が流れるように、層間で導線８Ｂ1の一端（終端）と導線８Ｂ2の他端（始端）とが接続されている。導線８Ｂ1は、磁性細線１に負電極３２Ｂで接続して、磁気記録媒体１０Ｃの導線８Ｂと同様に、平面視で磁性細線１とほぼ重複するように形成される。一方、導線８Ｂ2は、導線８Ｂ1に接続して導線８Ｂ1と同じ向きに電流が流れるように、平面視で円環の欠けた部分が導線８Ｂ1とずれて、すなわち磁性細線１とずれて形成される。
磁気記録媒体１０Ｄにおいて、磁性細線１、導線８Ｂ1、導線８Ｂ2の互いの間隔は、第３実施形態に係る磁気記録媒体１０Ｃにおける磁性細線１、導線８Ｂ間と同様に、４０ｎｍ以下、３ｎｍ以上にすることが好ましい。特に、導線８Ｂ1，８Ｂ2間（層間）を狭くすることで、これらの導線８Ｂ1，８Ｂ2が１つのコイルになって全体で磁界Ｈが生成して磁性細線１に印加される。
なお、図８（ａ）において、磁気記録媒体１０Ｄは、導線８Ｂ1，８Ｂ2が磁性細線１と逆向きに電流Ｉscが流れるように接続されているが、同じ向きに流れるように接続されていてもよい（図示せず）。また、磁気記録媒体１０Ｄは、導線８Ｂ1，８Ｂ2の２周のコイルに限られず、導線の本数（コイルの巻き数）を増やして、いっそう大きな磁界Ｈを発生させることもできる。ただし、導線に流れる電流は磁性細線１と共通のパルス電流であるため、第１実施形態において説明したように、電流供給を停止した直後に交流成分を発生させて磁界を不安定にしない程度の巻き数に設計することが好ましい。
本変形例に係る磁気記録媒体１０Ｄの磁気記録再生方法は、前記第３実施形態に係る磁気記録再生方法による。本変形例では、磁区移動工程（パルス電流におけるピーク期間）において、図８（ａ）に示すように、導線８Ｂ1，８Ｂ2に電流Ｉscが時計周りに流れている。これにより、並列に電流Ｉscが流れる２本の導線８Ｂ1，８Ｂ2の束の周囲に磁界Ｈが生成し、磁性細線１に、磁気記録媒体１０Ｄの径方向（図８（ａ）では外周から中心に向けた）すなわち細線幅方向に印加される。
第３実施形態の第１の変形例に係る磁気記録媒体の磁気記録再生方法によれば、磁気記録媒体１０Ｄの径方向すなわち磁性細線１の細線幅方向の磁界Ｈにより、磁性細線１に供給するパルス電流のピーク電流（走査電流Ｉsc）を低減することができる。特に本変形例においては、２本の導線８Ｂ1，８Ｂ2で形成されるコイルにより磁界Ｈを生成するため、走査電流Ｉscを大きくしなくても十分な大きさの磁界Ｈが得られる。また、本変形例に係る磁気記録媒体の磁気記録再生方法においては、第３実施形態と同様に、２本以上の磁性細線１にパルス電流を並列に供給して同時に磁区移動させてもよい。
磁性細線に印加する磁界は、磁性細線の一面側からのみに限られず、両面から印加することもできる。図８（ｂ）に示すように、第３実施形態の第２の変形例に係る磁気記録媒体１０Ｅは、磁性細線１の直上と直下のそれぞれに、磁性細線１に平行に導線８Ｂ3、導線８Ｂ1を離間して備え、これらの導線８Ｂ3，８Ｂ1が磁性細線１の両端（電極３１Ｂ，３２Ｂ）に接続されている。すなわち、磁気記録媒体１０Ｅは、導線８Ｂ3、磁性細線１、導線８Ｂ1の順に直列に接続され、両端が磁気記録再生装置の走査電流源（電流供給手段）７（図６（ｂ）参照）に接続される。磁気記録媒体１０Ｅは、図８（ａ）に示す磁気記録媒体１０Ｄと同様に、図８（ｂ）においては構造を簡略化して、磁性細線１の１本およびこの磁性細線１の両端に接続する電極３１Ｂ，３２Ｂ、ならびに導線８Ｂ3，８Ｂ1のみを表し、さらに導線８Ｂ1，８Ｂ2を線状に表すが、図２に示す第１実施形態の磁気記録媒体１０等と同様に、円盤形状の基板２上に多数の磁性細線１が同心円状に形成され、磁性細線１毎に導線８Ｂ3，８Ｂ1を備え、さらにそれぞれの間に絶縁層４が設けられる。
磁気記録媒体１０Ｅにおいては、磁性細線１の下に設けられた導線８Ｂ1には磁気記録媒体１０Ｄと同様に逆向きに電流が流れるように、磁性細線１の上に設けられた導線８Ｂ3には磁性細線１と同じ向きに電流が流れるように、それぞれ接続される。
磁性細線１は、第３実施形態の第１の変形例に係る磁気記録媒体１０Ｄ等の磁性細線１と同様の構成であり、両端に電極３１Ｂ，３２Ｂが接続されるが、導線８Ｂ3と接続する一端側に再生領域１ｒおよび書込領域１ｗの両方が設定されている。これは、図８（ｂ）に示すように、磁性細線１の他端近傍においては直上と直下の両方に導線８Ｂ3，８Ｂ1が設けられているので、磁気記録再生装置５０のデータ記録部５やデータ再生部６を近接して対向させることが困難であるためである。ただし、記録・再生方式によっては、導線８Ｂ3，８Ｂ1越しに磁性細線１に対向させたデータ記録部５やデータ再生部６で、磁性細線１への磁化や磁気の検出が可能であれば、この限りではない。
導線８Ｂ1および導線８Ｂ3は、第３実施形態の第１の変形例に係る磁気記録媒体１０Ｄの導線８Ｂ1，８Ｂ2と同様の構成であり、磁性細線１と共通の電流Ｉscが流れる。
磁気記録媒体１０Ｅにおいて、導線８Ｂ3、磁性細線１、導線８Ｂ1の互いの間隔は、前記第３実施形態およびその第１の変形例に係る磁気記録媒体１０Ｃ，１０Ｄと同様に、４０ｎｍ以下、３ｎｍ以上にすることが好ましい。このような構造により、後記するように、導線８Ｂ3、導線８Ｂ1のそれぞれに流れる電流Ｉscにより生成する磁界ＨA，ＨBが共に磁性細線１に印加される。
本変形例に係る磁気記録媒体１０Ｅの磁気記録再生方法は、磁気記録媒体１０Ｄと同様に、前記第３実施形態に係る磁気記録再生方法による。ただし、前記した通り、磁気記録媒体１０Ｅは、磁性細線１の一端側に再生領域１ｒおよび書込領域１ｗの両方が設定されているため、データの記録と再生とでパルス電流を逆向きに供給して、データ（磁区）の移動方向を逆にする。なお、図８（ｂ）に示す電流Ｉscの向きはデータ再生時のものである。本変形例では、磁区移動工程（パルス電流におけるピーク期間）において、図８（ｂ）に示すように、電流Ｉscが導線８Ｂ1に時計周りに、導線８Ｂ3に反時計周りに流れている。これにより、導線８Ｂ3，８Ｂ1のそれぞれの周囲に互いに逆向きの磁界ＨA，ＨBが生成し、その間に配置された磁性細線１へ、磁気記録媒体１０Ｅの径方向（図８（ｂ）では外周から中心に向けた）すなわち細線幅方向の同じ向きに印加され、合成されてより大きな磁界Ｈsynになる。
第３実施形態の第２の変形例に係る磁気記録媒体の磁気記録再生方法によれば、磁気記録媒体１０Ｅの径方向すなわち磁性細線１の細線幅方向の磁界Ｈsynにより、磁性細線１に供給するパルス電流のピーク電流（走査電流Ｉsc）を低減することができる。特に本変形例においては、２本の導線８Ｂ3，８Ｂ1により、磁性細線１の上下から磁性細線１において同じ向きに印加される磁界ＨA，ＨBが合成されるため、走査電流Ｉscを大きくしなくても十分な大きさの磁界Ｈが得られる。また、本変形例に係る磁気記録媒体の磁気記録再生方法においては、第３実施形態と同様に、２本以上の磁性細線１にパルス電流を並列に供給して同時に磁区移動させてもよい。
以上のように、本発明の第３実施形態およびその変形例に係る磁気記録再生方法および空間光変調器によれば、既存の磁気記録媒体用の記録再生装置を用いてデータの記録や再生の際に使用する電流を低減することができ、また、磁気記録媒体や空間光変調器の磁性細線の劣化を抑えることができる。
［第４実施形態］
第３実施形態に係る磁気記録再生方法および磁気記録媒体においては、磁性細線毎に導線を並走させて、この導線から１本の磁性細線に磁界を印加する構成にしているが、１本の導線から２本の磁性細線に磁界を印加することもできる。以下、本発明の第４実施形態に係る磁気記録再生方法および磁気記録媒体について、図９（ａ）を参照して説明する。第１、第２、第３実施形態およびその変形例（図１〜８参照）と同一の要素については同じ符号を付し、説明を省略する。
（磁気記録媒体）
第４実施形態に係る磁気記録再生方法でデータを記録、再生される磁気記録媒体１０Ｆは、図９（ａ）に示すように、基板２（図中に表面のみを示す）上に並設した磁性細線１の隣り合う２本毎に１本の平行な導線８Ｃを、これら２本の磁性細線１，１間における下方に備え、さらにそれぞれの間に絶縁層４（図の空白部）が設けられる。ここでは、磁性細線１の下面と導線８Ｃの上面とで高さが略一致するように配置される。なお、図９（ａ）および後記の図９（ｂ）においては簡潔に示すために、磁性細線１の４本のみとこれに合わせて導線８Ｃの２本を示すが、磁気記録媒体１０Ｆは、第１、第２、第３実施形態の磁気記録媒体１０等と同様に、基板２上に磁性細線１を多数並設し、さらに磁性細線１の隣り合う２本毎に導線８Ｃを備えるものである。
磁性細線１は、第１、第２実施形態に係る磁気記録媒体１０，１０Ｂ等の磁性細線１（図２、図３参照）と同様の構成であり、平面視で直線状や円環の一部を欠いたＣ字型のいずれに形成されてもよい。さらに磁性細線１は、両端に電極３１，３２が接続され、また、再生領域１ｒおよび書込領域１ｗが設定されている（図９では省略）。本実施形態に係る磁気記録媒体１０Ｆにおいては、磁性細線１の直上および直下に導線が配置されていないので、第１実施形態に係る磁気記録媒体１０と同様に、領域１ｒ，１ｗの各構造の規制が少ない。
導線８Ｃは、第２実施形態に係る磁気記録媒体１０Ｂの導線８Ａと同様に、Ｃｕ等の一般的な金属電極材料で形成され、並走する磁性細線１の平面視形状に合わせた形状で、また、磁界Ｈを生成するために供給される電流Ｉaに対応した太さ（厚さおよび幅）に形成される。特に、本実施形態に係る磁気記録媒体１０Ｆにおいては、導線８Ｃの両側に並走する磁性細線１，１間の距離が広くなり過ぎないように、導線８Ｃは厚く形成して幅を抑えることが好ましい。また、導線８Ｃの両端には、磁性細線１と同様に、磁気記録媒体１０Ｆの外部端子が接続されている（図示省略）。
磁気記録媒体１０Ｆにおいて、導線８Ｃとその両側の磁性細線１，１のそれぞれとの間隔は、前記第３実施形態およびその変形例に係る磁気記録媒体１０Ｃ等と同様に、４０ｎｍ以下、３ｎｍ以上にすることが好ましく、また、両側の２本の磁性細線１，１が導線８Ｃから等距離になるように配置される。このような構造により、後記するように、１本の導線８Ｃに流れる電流Ｉaにより生成する磁界Ｈが、両側の２本の磁性細線１，１に印加される。なお、前記した通り、図９（ａ）においては、磁性細線１の下面と導線８Ｃの上面とで高さが一致する（層間距離＝０）ように配置されているが、磁性細線１と導線８Ｃの高さ（厚さ）方向における位置関係はこれに限られない。例えば、並設された導線８Ｃ上に絶縁層４（図示省略）の膜を設けて、その上に磁性細線１が並設されていてもよい（層間距離＞０）。反対に、厚さ方向において磁性細線１と導線８Ｃが重複していてもよく（層間距離＜０）、さらに、磁性細線１と導線８Ｃの厚さ方向中心が一致するように設けられていることが理想的であり、すなわち同じ層に磁性細線１と導線８Ｃが絶縁層４を挟んで並設される。なお、磁性細線１と導線８Ｃの間隔は、厚さ方向と幅方向の２次元（図９（ａ）に示す断面）での距離であり、図９（ａ）に示す配置であれば、細線幅方向（図９（ａ）における左右方向）の距離と一致する。
磁気記録媒体１０Ｆは、例えば第２実施形態に係る磁気記録媒体１０Ｂと同様の手順で製造することができる。
（磁気記録媒体装置）
第４実施形態に係る磁気記録媒体装置は、第２実施形態に係る磁気記録媒体装置と同様に、磁気記録再生装置５０およびコイル電源（磁界発生電流源）９（図１参照）を備える。ただし、磁気記録再生装置５０は、磁気記録媒体１０Ｆの隣り合う２本の磁性細線１，１を同時に選択して、走査電流源（電流供給手段）７が並列にパルス電流を供給する構成とする。そして、データ記録部５およびデータ再生部６が、これら２本の磁性細線１，１の両方に対向する等して、記録、再生が可能な構成とする。また、コイル電源９は、磁気記録再生装置５０が選択した２本の磁性細線１，１の間の導線８Ｃを選択してその外部端子に接続するように制御される。
［磁気記録再生方法］
本発明の第４実施形態に係る磁気記録媒体装置を用いた磁気記録再生方法は、選択工程において磁気記録媒体の隣り合う２本の磁性細線を選択すること、そして、選択した磁性細線の組に合わせて、電流を供給する導線を切り替えること以外は、前記第１、第２実施形態に係る磁気記録再生方法と同様である。
詳しくは、まず、磁気記録装置５０が、磁気記録媒体１０Ｆの隣り合う２本の磁性細線１，１の組を選択し、次に、選択された磁性細線１，１の間の導線８Ｃの両端の外部端子にコイル電源９が接続し、ＯＮ状態になってこの導線８Ｃに電流Ｉaを供給する。そして、走査電流源７が選択された磁性細線１，１のそれぞれの電極３１，３２に接続し、これらの磁性細線１，１のそれぞれの書込領域１ｗ，１ｗ上にデータ記録部５（記録用の磁気ヘッド）を移動させる（記録方法の場合）。以下、２本の磁性細線１，１について並列してデータの記録を行う以外は、前記第１、第２実施形態に係る磁気記録再生方法と同様であり、また、再生も同様に並列して行う。
本実施形態に係る磁気記録再生方法によれば、図９（ａ）に示すように、磁気記録媒体１０Ｆの選択された磁性細線１，１の組（図９（ａ）における左から１、２本目）の間に配置された導線８Ｃに流れる電流Ｉaにより、導線８Ｃを軸に回転する向きの磁界Ｈが生成する。この磁界Ｈが、導線８Ｃの両側の、すなわち選択された磁性細線１，１のそれぞれへ、略鉛直方向に印加される。詳しくは、図９（ａ）において導線８Ｃの左側の磁性細線１には略下向きに、右側の磁性細線１には略上向きに、磁界Ｈが印加される。導線８Ｃとその両側の磁性細線１，１のそれぞれとは等距離であるので、これら磁性細線１，１においては同じ大きさの磁界Ｈが印加され、走査電流Ｉscの低減効果も同等であるから、磁区移動工程（パルス電流におけるピーク期間）に小さい走査電流Ｉscで共にデータがシフト移動する。なお、図９（ａ）においては、磁性細線１，１と導線８Ｃとで互いに逆向きに電流Ｉsc，Ｉaが供給されているが、同じ向きに供給されてもよい。また、導線８Ｃに供給する電流Ｉaは、連続電流に限られず、走査電流Ｉsc（パルス電流）に同期するパルス電流でもよい。
本実施形態においては、１本の導線８Ｃに供給する電流Ｉaで磁界Ｈを生成するために、比較的大きな電流Ｉaを要する。そこで、隣り合う２本の磁性細線１，１について並列にデータの記録、再生をすることで、磁気記録媒体装置全体として使用する電流の総量の増大を抑えている。なお、導線８Ｃの片側の１本の磁性細線１のみについて、データの記録、再生をすることもできる。また、選択工程にて隣り合う磁性細線１，１の組を２以上選択して、すなわち４本以上の磁性細線１にパルス電流を並列に供給して同時に磁区移動させてもよい。このとき、それぞれの導線８Ｃに電流Ｉaが同じ向きに供給されなくてもよく、例えば隣り合う導線８Ｃ，８Ｃとで逆向きに供給されてもよい。したがって、例えば、磁気記録媒体１０Ｆにおいて、導線８Ｃは、端で折り返して蛇行する１本で形成されてもよい（図示省略）。このような構成の磁気記録媒体１０Ｆにおいては、選択されていないものも含めてすべての磁性細線１に同時に磁界Ｈが印加される。
（変形例）
前記第４実施形態に係る磁気記録媒体１０Ｆは、１本の導線８Ｃに流れる電流で磁界Ｈを生成するが、２本以上の導線に電流を流して磁界を生成することにより、１本の導線よりも電流の大きさを抑えつつ十分な大きさの磁界Ｈを発生させることができる。以下、第４実施形態の変形例に係る磁気記録再生方法および磁気記録媒体について、図９（ｂ）、（ｃ）を参照して説明する。第１〜第４実施形態（図１〜８、図９（ａ）参照）と同一の要素については同じ符号を付し、説明を省略する。
図９（ｂ）に示すように、第４実施形態の第１の変形例に係る磁気記録媒体１０Ｇは、磁性細線１，１間に、上下２層の導線８Ｃ，８Ｃを設けて、この導線８Ｃ，８Ｃの組に電流Ｉaを同じ向きに供給する。磁性細線１と導線８Ｃとの位置関係および距離は、磁気記録媒体１０Ｆ（図９（ａ）参照）と同様である。さらに、磁気記録媒体１０Ｇにおいては、磁性細線１，１とその上方および下方のそれぞれの導線８Ｃ，８Ｃとが等距離になるように配置されることが好ましい。このような構成にすることにより、上方および下方のそれぞれから印加される磁界Ｈ，Ｈが、磁性細線１，１のそれぞれにおいて鉛直方向の磁界Ｈsynに合成される。
本変形例に係る磁気記録媒体１０Ｇは、導線８Ｃを、例えば、２組の磁性細線１，１のそれぞれの間を端で折り返して２周するソレノイドコイルで形成することができる。詳しくは、図９（ｂ）において、左側の組の磁性細線１，１間の下の導線８Ｃを端で折り返して、右側の組の磁性細線１，１間の下の導線８Ｃに接続し、この導線８Ｃを反対側の端で折り返し、さらに層間を経由して左側の上の導線８Ｃに接続し、下の導線８Ｃと同様に右側の上の導線８Ｃに接続する。すなわち、図９（ｂ）に示す導線８Ｃ，８Ｃ，８Ｃ，８Ｃは、連続した１本で形成される。あるいは、第３実施形態の第１の変形例に係る磁気記録媒体１０Ｄ（図８（ａ）参照）のように、磁性細線１が平面視において一部を欠いた環状（例えばＣ字型）に形成されて、導線８Ｃ，８Ｃを、導線８Ｂ1，８Ｂ2と同様に同じ向きに電流が流れるように層間で接続した２周のソレノイドコイルで形成することができる。このような磁気記録媒体１０Ｇは、例えば第２実施形態に係る磁気記録媒体１０Ｂと同様の手順で製造することができる。なお、図９（ｂ）では、１組の磁性細線１，１間に２本の導線８Ｃ，８Ｃを設けているが、３本（３層）以上の導線を設けて、電流Ｉaをいっそう小さくすることもできる（図示せず）。
本発明の第４実施形態の第１の変形例に係る磁気記録媒体装置およびこれを用いた磁気記録再生方法は、上下２本の導線８Ｃ，８Ｃに同時にかつ同じ向きに電流Ｉaを供給すること以外は、前記第４実施形態と同様である。本変形例においては、上下２本の導線８Ｃ，８Ｃに供給された電流Ｉaにより合成磁界Ｈsynが生成するので、電流Ｉaを小さくすることができる。
図９（ｃ）に示すように、第４実施形態の第２の変形例に係る磁気記録媒体１０Ｈは、磁性細線１，１間のすべてに導線８Ｄ（８ＤA，８ＤB）が設けられ、これらの導線８Ｄに、１本ずつ向きを入れ替えて電流Ｉaが供給される。言い換えると、磁気記録媒体１０Ｈにおいては、磁性細線１のそれぞれの両側を並走する導線８ＤA，８ＤBに互いに逆向きに電流Ｉaが供給される。そのために、磁気記録媒体１０Ｈは、磁性細線１よりも１本多く導線８Ｄを備え、図９（ｃ）においては、２本の磁性細線１，１と、３本の導線８ＤA，８ＤB，８ＤAを示す。このような構成にすることにより、磁性細線１の両側から印加される磁界ＨA，ＨBが、この磁性細線１において鉛直方向の磁界Ｈsynに合成される。
導線８ＤAと導線８ＤBとは同一の構造であり、電流Ｉaの流れる向きの違いを区別するために異なる符号を付したもので、適宜まとめて導線８Ｄと称する。導線８Ｄは、磁気記録媒体１０Ｆ（図９（ａ）参照）の導線８Ｃと同様の構造であり、磁気記録媒体１０Ｈにおける磁性細線１とその両側の導線８ＤA，８ＤBとの位置関係および距離は、磁気記録媒体１０Ｆにおける磁性細線１と導線８Ｃとの位置関係等と同様である。また、磁気記録媒体１０Ｈにおいて、導線８Ｄ（８ＤA，８ＤB）は、第４実施形態に係る磁気記録媒体１０Ｆにおいて説明したように、端で折り返して蛇行する１本で形成することができる。このような磁気記録媒体１０Ｈは、例えば第２実施形態に係る磁気記録媒体１０Ｂと同様の手順で製造することができる。
本発明の第４実施形態の第２の変形例に係る磁気記録媒体装置およびこれを用いた磁気記録再生方法は、第４実施形態と同様であるが、磁気記録再生方法の選択工程においては任意の１本以上の磁性細線を選択することができ、また、この選択した磁性細線１の両側の導線８ＤA，８ＤBに互いに逆向きに電流Ｉaを供給する。さらに、磁気記録媒体１０Ｈにおいて導線８Ｄが１本で形成されている場合は、すべての磁性細線１に合成磁界Ｈsynが印加されているので、電流Ｉaを供給する導線８Ｄを切り替える必要がない。以下、図９（ｃ）を参照して、本変形例に係る磁気記録再生方法について詳細に説明する。
図９（ｃ）に示すように、磁気記録媒体１０Ｈにおいて、隣り合う２本以上（図９（ｃ）においては３本）の導線８ＤA，８ＤB，８ＤAに交互に向きを入れ替えて電流Ｉaが供給されると、それぞれの導線８ＤA，８ＤB，８ＤAを軸に回転する向きの磁界ＨA，ＨB，ＨAが生成する。詳しくは、両端の導線８ＤA，８ＤAのそれぞれの周囲に磁界ＨAが生成し、導線８ＤA，８ＤAとは逆方向に電流Ｉaが供給される中央の導線８ＤBの周囲に磁界ＨBが生成する。
このとき、左（図９（ｃ）における、以下同じ）の磁性細線１には、その左側の導線８ＤAから磁界ＨAが下向きに、右側の導線８ＤBから磁界ＨBが下向きに、それぞれ印加される。したがって、この磁性細線１には磁界ＨA，ＨBが合成された大きな合成磁界Ｈsynが下向きに印加される。同様に、右の磁性細線１には、その左側の導線８ＤBから磁界ＨBが上向きに、右側の導線８ＤAから磁界ＨAが上向きに、それぞれ印加され、磁界ＨB，ＨAが合成された合成磁界Ｈsynが上向きに印加される。
本変形例においては、磁性細線１の両側の２本の導線８ＤA，８ＤBに供給された電流Ｉaにより合成磁界Ｈsynが生成するので、電流Ｉaを小さくすることができる。
第４実施形態およびその変形例に係る磁気記録媒体は、矩形板状の基板２に直線状の磁性細線１を並設した空間光変調器の画素アレイとすることができ、本実施形態に係る磁気記録再生方法により、前記空間光変調器の画素に書込をすることができる。
以上のように、本発明の第４実施形態およびその変形例に係る磁気記録媒体装置およびそれを用いた磁気記録再生方法、ならびに空間光変調器によれば、第２実施形態と同様に、装置が大型化せず、また、データの記録や再生の際に磁気記録媒体の磁性細線に流れる電流を低減することができるので、磁性細線の劣化を抑えることができる。
［第５実施形態］
第３実施形態に係る磁気記録再生方法および磁気記録媒体においては、磁気記録媒体の磁性細線に、当該磁性細線と共通の電流が流れる導線を並走させて、この導線から磁界を印加する構成にしているが、磁性細線自体も導線としてこれに流れる電流で磁界が生成している。すなわち、磁性細線を磁界印加手段にすることができるといえる。以下、本発明の第５実施形態に係る磁気記録再生方法および磁気記録媒体について、図１０を参照して説明する。第１〜第４実施形態（図１〜９参照）と同一の要素については同じ符号を付し、説明を省略する。
（磁気記録媒体）
第５実施形態に係る磁気記録再生方法でデータを記録、再生される磁気記録媒体１０Ｉは、基板２（図示省略）上に、２以上の偶数本の磁性細線１，１，…を並設して備える。磁気記録媒体１０Ｉは、図１０においては簡略化して、直線状の磁性細線１を４本のみ備える構成にし、さらに絶縁層４および基板２を省略する。磁気記録媒体１０Ｉは、第１実施形態に係る磁気記録媒体１０と同様に、基板２上に磁性細線１，１，…が並設されて、その間に絶縁層４が設けられた構造であるが、後記するように、磁性細線１，１間を狭くして並設される。また、磁気記録媒体１０Ｉにおいて、磁性細線１は、１本ずつ向きを変えてパルス電流（走査電流Ｉsc）が供給されるように、正電極３１と負電極３２Ｃとを入れ替えて一端と他端とに接続されている。以下、適宜、図１０（ａ）において右手から左手へ（順方向という）電流Ｉscが供給される磁性細線１を磁性細線１Ａ、その逆方向に電流Ｉscが供給される磁性細線１を磁性細線１Ｂと称する。すなわち磁気記録媒体１０Ｉは、磁性細線１Ａ，１Ｂ，１Ａ，１Ｂと、交互に並設される。
後記するように、磁気記録媒体１０Ｉにおいては、隣り合う２本の磁性細線１，１（１Ａ，１Ｂ）に、同時に電流Ｉscを供給することにより、それぞれの磁性細線１から発生した磁界ＨA，ＨBが他方の磁性細線１に印加される（図１０（ｂ）参照）。そのために、磁性細線１，１（１Ａ，１Ｂ）間は、第３実施形態に係る磁気記録媒体１０Ｃ（図６参照）における磁性細線１、導線８Ｂ間と同様に、４０ｎｍ以下、３ｎｍ以上にすることが好ましい。
磁性細線１は、第１実施形態等と同様の構成であり、両端近傍に再生領域１ｒおよび書込領域１ｗが設定される。ただし、磁気記録媒体１０Ｉにおいては、磁性細線１（１Ａ，１Ｂ）が１本ずつ交互に電流Ｉscの向きを反転させているので、それに合わせて、再生領域１ｒ、書込領域１ｗはそれぞれ磁性細線１の一端側と他端側とに入れ替えて設定される。このような構成にすることにより、同時に記録や再生をする隣り合う２本の磁性細線１，１の再生領域１ｒ、書込領域１ｗが両端に分かれて設定されるので、磁性細線１，１間の間隔が狭くても、それぞれに磁気ヘッド等（データ記録部５、データ再生部６、図示省略）を対向させ易い。
さらに、データの再生においては、例えば磁気方式を適用すると、選択した再生対象の磁性細線１の両隣の磁性細線１，１からの磁界で、再生用の磁気ヘッド（データ再生部６）による磁気検出の精度が低下する虞がある。このような場合、磁性細線１の再生領域１ｒにおいて隣の磁性細線１が対向しないように、その手前で隣の磁性細線１を負電極３２Ｃに接続すればよい。図１０（ａ）に示すように、磁性細線１Ａの再生領域１ｒ近傍には、磁性細線１Ｂに接続した非磁性の負電極３２Ｃを延伸させて、負電極３２Ｃに流れる電流Ｉscで生成した磁界ＨBを磁性細線１Ａに印加する。これは、磁性細線１Ｂの再生領域１ｒについても同様である。あるいは光磁気方式での再生において、磁性細線１のピッチがレーザー光の回折限界以上でないと再生が困難であるので、隣の磁性細線１の、磁性細線１の再生領域１ｒに対向する領域に、光を吸収する遮光膜を設けたり、反射膜を設けない（あるいは再生領域１ｒにのみ反射膜を設ける）ことで、入射したレーザー光が磁性細線１の再生領域１ｒのみから反射、出射する構成にすればよい。すなわち、磁気記録媒体１０Ｉにおいて、磁性細線１，１のピッチ（磁性細線１の幅と磁性細線１，１の間隔との和）は、第１実施形態に係る磁気記録媒体１０等における下限の半分まで狭くすることができるといえる。
なお、データの記録においては、磁界印加方式であれば、例えば記録用の磁気ヘッド（データ記録部５）が、磁性細線１Ａの書込領域１ｗに対向する隣の磁性細線１Ｂの領域まで一緒に磁化方向を変えても、この磁性細線１Ｂの領域をデータの格納領域外に設定すればよい。あるいは、記録方式にスピン注入磁化反転を適用してもよい。
磁気記録媒体１０Ｉにおいては、磁性細線１の細線長さが長くなると、磁性細線１の両端間でパルス電流の遅延によるズレが生じ、対向する磁性細線１，１（１Ａ，１Ｂ）間の同期が不完全となるので、このズレがパルス幅に対して十分に小さい範囲内となるように設計する。
（磁気記録再生装置）
第５実施形態に係る磁気記録再生方法によれば、第３実施形態と同様に、磁界発生電流源（図１、図４、図５（ａ）に示すコイル電源９）は不要である。ただし、磁気記録再生装置５０（図１参照）は、図１０（ａ）に示すように、走査電流源７を２つ備え、それぞれが、隣り合う２本の磁性細線１，１（１Ａ，１Ｂ）に同時にかつ互いに逆向きにパルス電流を供給する構成にする。さらに磁気記録再生装置５０は、データ記録部５およびデータ再生部６（図３参照）を２つずつ備えて（あるいは２箇所の磁化や磁気検出に対応して）、これら２本の磁性細線１Ａ，１Ｂのそれぞれの領域１ｗ，１ｒに対向させる構成にする。なお、磁気記録再生装置５０は、１つの走査電流源７を、正負を互いに逆にして並列に磁性細線１，１に接続してもよい（図示せず）。
（磁気記録再生方法）
本発明の第５実施形態に係る磁気記録再生方法は、選択工程にて隣り合う２本の磁性細線１，１（１Ａ，１Ｂ）を選択すること、さらに磁区移動工程にて、これら磁性細線１Ａ，１Ｂの磁区を互いに逆方向に移動させることを除き、前記第３実施形態に係る磁気記録再生方法と同様である。本実施形態においては、これら磁性細線１Ａ，１Ｂに、ピーク期間が同期するようにパルス電流を供給する。すなわち磁区移動工程において、図１０（ａ）に示すように、１本の磁性細線１Ａにピーク電流Ｉscが供給されているのと同時に、その隣の磁性細線１Ｂにも電流Ｉscが磁性細線１Ａと逆向きに供給されている。これにより、図１０（ｂ）に示すように、磁性細線１Ａ，１Ｂのそれぞれを軸に回転する向きの磁界ＨA，ＨBが生成し、磁性細線１Ａには磁界ＨBが、磁性細線１Ｂには磁界ＨAが、それぞれ下向きに印加される。
第５実施形態に係る磁気記録再生方法によれば、狭い間隔で隣り合う２本の磁性細線１，１にパルス電流を同時に供給して、並列にデータを記録、再生することにより、磁性細線１，１のそれぞれに、他方の磁性細線１から略鉛直方向に磁界が印加されて、磁性細線１，１に供給するパルス電流のピーク電流（電流Ｉsc）を低減することができる。なお、第３実施形態と同様に、電流Ｉscを小さくすれば磁界Ｈ（ＨA，ＨB）も小さくなるため、有効な大きさの磁界Ｈが得られる程度にしつつ、十分に低減された電流Ｉscとなるように、磁気記録媒体１０Ｉは、磁性細線１の材料、太さ（幅および厚さ）、ならびに磁性細線１，１間の間隔等を設計されることが好ましい。
第５実施形態に係る磁気記録再生方法でデータを記録、再生される磁気記録媒体１０Ｉは、隣り合う２本の磁性細線１，１が、同じ方向にパルス電流Ｉscが供給されるように構成されてもよい。この場合、磁区移動工程において、隣り合う磁性細線１，１に同時に電流Ｉscが供給されたとき、一方の磁性細線１には上向きに、他方の磁性細線１には下向きに、それぞれ磁界Ｈが印加される。また、このような磁気記録媒体であれば、磁性細線１，１同士でパルス電流の遅延によるズレが生じないので、磁性細線１の細線長さを長く形成することができる。なお、隣り合う磁性細線１，１の書込領域１ｗ，１ｗ、再生領域１ｒ，１ｒがそれぞれ近接して設定されるため、このような配置に対応可能な記録・再生方式を適用する。
磁気記録媒体１０Ｉは、同時に選択される隣り合う２本の磁性細線１，１の組同士の間隔が広く設けられていてよく、すなわち、磁性細線１が２本毎に間隔を広くして並設されていてもよい。また、磁気記録媒体１０Ｉは、第１、第２実施形態と同様に、磁性細線１が同心円状に形成された円盤形状でもよい（図示せず）。
第５実施形態に係る磁気記録再生方法においては、隣り合う２本の磁性細線１，１の組を２組以上同時に選択して、パルス電流を並列に供給して磁区移動させてもよい。ただし、選択する組同士の間を１組（２本）以上空けて選択する。言い換えると、等間隔で隣り合う２組以上（隣り合う４本以上）の磁性細線１に同時にパルス電流を供給しないようにする。例えば、図１０に示す４本の磁性細線１（１Ａ，１Ｂ，１Ａ，１Ｂ）に同時に電流Ｉscを供給したとき、図１０（ｂ）における左から２本目の磁性細線１Ｂには、左側の（左端の）磁性細線１Ａから磁界ＨAが上向きに、右側の磁性細線１Ａから磁界ＨAが下向きに、それぞれ印加されるため、これら逆向きの磁界ＨA，ＨAが打ち消し合って実質的に磁界が印加されない。左から３本目の磁性細線１Ａについても同様に磁界が印加されない。このように、両隣の磁性細線１，１が同じ方向に電流Ｉscを供給されるため、逆向きの磁界が打ち消し合って実質的に磁界が印加されず、低減した走査電流Ｉscで磁区が移動しない虞がある。これは、隣り合う磁性細線１，１に、電流Ｉscを同じ向きに供給する場合も同様である。なお、磁性細線１，１の組同士の間隔が広い場合は、隣の組の磁性細線１から印加される磁界の方が弱いので、この限りではない。後記変形例にて、隣り合う４本以上の磁性細線１に並列にデータを記録、再生する方法を説明する。
第５実施形態に係る磁気記録媒体は、第３実施形態等と同様に、直線状の磁性細線１を並設した空間光変調器の画素アレイとすることができ、本実施形態に係る磁気記録再生方法により、前記空間光変調器の画素に書込をすることができる。本実施形態に係る空間光変調器においては、磁性細線１，１間の間隔が入射する光の回折限界未満となるため、開口率（画素において光変調する領域の面積率）が実質的に１００％となる。
（変形例）
前記第５実施形態に係る磁気記録再生方法では、隣り合う２本を超える、すなわち隣り合う３本以上の磁性細線に並列してデータを記録、再生することができないと説明した。しかし、それぞれの磁性細線について、その両隣の磁性細線同士で逆向きに電流が供給されるように構成することにより、隣り合う任意の本数の磁性細線のすべてに十分な大きさの磁界を印加することができ、これらの磁性細線に並列してデータを記録、再生することができる。以下、本発明の第５実施形態の変形例に係る空間光変調器およびその画素駆動方法について、図１１を参照して説明する。第１〜第５実施形態（図１〜１０参照）と同一の要素については同じ符号を付し、説明を省略する。
第５実施形態の変形例に係る空間光変調器の画素駆動方法で画素に書込をされる空間光変調器１０Ｊは、矩形板状の基板２（図示省略）上に、４以上の偶数本の直線状の磁性細線１，１，…を並設して備える。空間光変調器１０Ｊは、図１１においては簡略化して、磁性細線１を６本のみ備える構成として、図１１（ａ）における手前から（図１１（ｂ）における左から）順に、磁性細線１DMY，１Ａ1，１Ｂ1，１Ｂ2，１Ａ2，１DMYの符号を付し、さらに絶縁層４を省略する。本変形例に係る空間光変調器１０Ｊにおいては、磁性細線１を２本毎に向きを反転させてパルス電流（走査電流Ｉsc）を供給する。すなわち、磁性細線１DMY，１Ａ1は順方向、磁性細線１Ｂ1，１Ｂ2は逆方向、磁性細線１Ａ2，１DMYは順方向に、電流Ｉscが供給される。
磁性細線１のそれぞれは、第１実施形態で説明した空間光変調器における磁性細線１と同様の構成にすることができる。ただし、空間光変調器１０Ｊにおいて、磁性細線１の細線長さおよび磁性細線１，１間の間隔については、第５実施形態に係る磁気記録媒体１０Ｉ（図１０参照）の磁性細線１（１Ａ，１Ｂ）と同様とし、供給される電流Ｉscの向きに応じて電極３１，３２が磁性細線１の両端に接続される。
並設方向（細線幅方向）における両端（以下、両縁という）の２本の磁性細線１DMY，１DMYを除いた４本の磁性細線１Ａ1，１Ａ2，１Ｂ1，１Ｂ2は、空間光変調器１０Ｊの画素を構成し、負電極３２の側に書込領域１ｗが設定される。そして、これら並設した４本の磁性細線１は、書込領域１ｗおよび書込領域１ｗと対向する端部近傍のそれぞれを除く領域、すなわち細線方向中央で画素アレイ（図１１（ａ）に二点鎖線で表す）を構成する。本実施形態においては、それぞれの磁性細線１は、細線方向に連続して４個の画素を設けられるように、画素長（単位長さ）Ｌb毎に区切る凹部１trpが形成されている。すなわち、空間光変調器１０Ｊの画素アレイは、４行×４列の１６個の画素からなる。
なお、空間光変調器１０Ｊにおいて、同じ向きに電流Ｉscを供給されて並列にデータの書込をされ、かつ隣り合う磁性細線１Ｂ1，１Ｂ2においては、例えば磁界印加方式としてそれぞれに記録用の磁気ヘッド（データ記録部５、図３参照）を対向させるために、それぞれの書込領域１ｗを細線方向にずらして距離を空けて設けてもよい（図示せず）。あるいはスピン注入磁化反転を適用して、電極等を設ける場合も同様である。このような隣り合う磁性細線１，１のそれぞれの書込領域１ｗを細線方向にずらして設ける場合は、それぞれの磁性細線１において書込領域１ｗに生成した磁区を所定の位置に移動させるために、１データ分（画素長Ｌb）の整数倍ずらすことが好ましい。
一方、空間光変調器１０Ｊにおける両縁の２本の磁性細線１DMY，１DMYは、磁界を生成するための磁性細線であり、画素を構成する磁性細線１Ａ1，１Ａ2，１Ｂ1，１Ｂ2のすべてに、それぞれ両隣から磁界を印加するために設けられる。したがって、磁性細線１DMY，１DMYは、データを格納しないダミーであり、磁性細線１Ａ1，１Ａ2等と同様の構成にすることができるが、データの書込をされないので書込領域１ｗや凹部１trpは不要である（図１１（ａ）に示す凹部１trpのように、形成されてもよい）。
本実施形態に係る空間光変調器１０Ｊは、さらにデータ記録部（磁化手段）５（図３参照）および走査電流源（電流供給手段）７を備える。走査電流源７は、すべての磁性細線１のそれぞれに所定の向きにパルス電流を供給する構成にする。図１１（ａ）においては、同じ向きに電流Ｉscを供給される隣り合う２本の磁性細線１，１に１つの走査電流源７を並列に接続するが、これに限られない。データ記録部５は、両縁のダミーの磁性細線１DMY，１DMYを除く磁性細線１のそれぞれの書込領域１ｗに対向させて備える（図１１（ａ）においては図示省略）。
（空間光変調器の画素駆動方法）
本発明の第５実施形態の変形例に係る空間光変調器の画素駆動方法は、選択工程にて隣り合う２以上の所定の本数（ここでは４本）の磁性細線１を選択すること、さらに磁区移動工程にて、これら選択した磁性細線１の組の両側の磁性細線１DMY，１DMYにも電流（パルス電流のピーク電流）を供給することを除き、前記第５実施形態に係る磁気記録再生方法と同様である。これにより、磁区移動工程（パルス電流のピーク期間）において、図１１（ｂ）に示すように、ダミーの磁性細線１DMYも含め、それぞれの磁性細線１を軸に回転する向きの磁界ＨA，ＨBが生成する。詳しくは、電流Ｉscが順方向に供給される磁性細線１DMY，１Ａ1，１Ａ2，１DMYの周囲に磁界ＨAが、電流Ｉscが逆方向に供給される磁性細線磁性細線１Ｂ1，１Ｂ2の周囲に磁界ＨBが、磁性細線１Ａ2，１DMYの周囲に磁界ＨAが、それぞれ生成する。
このとき、磁性細線１Ａ1には、左側（図１１（ｂ）における、以下同じ）の磁性細線１DMYから磁界ＨAが下向きに、右側の磁性細線１Ｂ1から磁界ＨBが下向きに、それぞれ印加される。したがって、磁性細線１Ａ1には磁界ＨA，ＨBが合成された大きな合成磁界Ｈsynが下向きに印加される。同様に、磁性細線１Ｂ1には、左側の磁性細線１Ａ1から磁界ＨAが下向きに、右側の磁性細線１Ｂ2から磁界ＨBが下向きに、それぞれ印加され、磁界ＨA，ＨBが合成された合成磁界Ｈsynが下向きに印加される。また、磁性細線１Ｂ2，１Ａ2には、それぞれ左右から磁界ＨB，ＨAが上向きに印加され、磁界ＨB，ＨAが合成された合成磁界Ｈsynが上向きに印加される。
このように、磁性細線１の２本毎に向きを変えて電流Ｉscを同時に供給することにより、隣り合う３本以上の磁性細線１について、それぞれの両隣の磁性細線１，１同士で逆向きに電流Ｉscが流れるので、両側から磁界ＨA，ＨBが同じ向きに印加されて打ち消し合うことなく合成される。したがって、第５実施形態の変形例に係る空間光変調器の画素駆動方法によれば、第５実施形態に係る磁気記録再生方法と同様に、並列に磁区を移動させる磁性細線１同士で磁界を印加し合うため、それぞれの磁性細線１に供給するパルス電流のピーク電流（走査電流Ｉsc）を低減することができる。特に本変形例においては、磁性細線１へ両側から磁界ＨA，ＨBが印加されて合成されるため、走査電流Ｉscを大きくしなくても、磁性細線１に印加される磁界（合成磁界Ｈsyn）を十分な大きさにすることができる。また、両縁の磁性細線１，１を、データを格納しないダミーとすることにより、その他の磁性細線１のすべてについて、両側から磁界が印加されて同じ大きさの合成磁界になるので、低減した走査電流Ｉscで磁区を移動させることができる。
第５実施形態の変形例に係る空間光変調器の画素駆動方法は、第５実施形態と同様に、磁気記録再生方法に適用することができる。本変形例に係る磁気記録再生方法でデータを記録、再生される磁気記録媒体は、図１１（ａ）に示す磁性細線１（１Ａ1，１Ｂ1，１Ｂ2，１Ａ2）に、第５実施形態（図１０（ａ）参照）と同様に再生領域１ｒを設定すればよく、また、磁性細線１を同心円状に形成してもよい。このような磁気記録媒体においては、最外周および最内周の２本をダミーの磁性細線１DMY，１DMYとする。
第５実施形態の変形例に係る空間光変調器の画素駆動方法または磁気記録再生方法においては、すべての磁性細線１（ダミーの磁性細線１DMY，１DMYを除く）に並列にデータを記録、再生しなくてもよい。具体的には、隣り合うｎ本の磁性細線１のみに並列に記録、再生してもよく、このとき、これらｎ本の磁性細線１とその両外側の磁性細線１，１との隣り合う計（ｎ＋２）本に同時にパルス電流を供給する。このとき、両外側の磁性細線１，１は磁界を生成するためのダミーであり、すでにデータが記録されている（磁区が生成している）場合にはシフト移動しないように、磁界が片側のみから印加された状態では磁壁移動しない電流密度の電流Ｉscに調整する。あるいは、ｎ本置きに（（ｎ＋１）本あたりに１本の）ダミーの磁性細線１DMYを備える磁気記録媒体としてもよい。
なお、本変形例において、並列にデータを記録、再生することのできる磁性細線１の組の本数は、最少で２本であるが（ｎ≧２）、さらにダミーとして両側に２本の磁性細線１にもパルス電流を供給する必要があるので、２本では使用する電流の総量が却って増大することになるため、４本以上とすることが好ましい。
以上のように、本発明の第５実施形態およびその変形例に係る磁気記録再生方法および空間光変調器によれば、データを記録される磁性細線を磁界印加手段として、データの記録や再生の際に使用する電流を低減することができ、また、磁気記録媒体や空間光変調器の磁性細線の劣化を抑えることができる。
以上、本発明に係る磁気記録媒体装置および磁気記録再生方法、ならびに空間光変調器を実施するための形態について述べてきたが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。
１０，１０Ａ〜１０Ｉ 磁気記録媒体
１０Ｊ 空間光変調器
１ 磁性細線
１Ａ，１Ｂ 磁性細線
１Ａ1，１Ａ2，１Ｂ1，１Ｂ2 磁性細線
１DMY 磁性細線
１trp 凹部
１ｒ 再生領域
１ｗ 書込領域
２０，２０Ａ 磁気記録媒体装置
２ 基板
３１，３１Ｂ 電極、正電極
３２，３２Ｂ，３２Ｃ 電極、負電極
４ 絶縁層
５０，５０Ａ 磁気記録再生装置
５ データ記録部（磁化手段）
６ データ再生部（磁気検出手段）
７ 走査電流源（電流供給手段）
８０，８０Ａ コイル（磁界印加手段）
８，８Ａ 導線
８Ｂ，８Ｂ1，８Ｂ2，８Ｂ3，８Ｃ，８ＤA，８ＤB 導線（磁界印加手段）
９ コイル電源（磁界発生電流源）

Claims (9)

  1. 垂直磁気異方性を有する磁性膜を細線状に形成してなる磁性細線を備えて、２値のデータを異なる２つの磁化方向のいずれかにして前記磁性細線の細線方向に連続して記録される磁気記録媒体に、２値のデータを記録または再生する磁気記録媒体装置であって、
    前記磁性細線において予め指定された位置に設けられた指定領域を、２値のデータに基づき前記２つの磁化方向のいずれかに磁化する磁化手段、および前記指定領域における磁化方向を検出する磁気検出手段の少なくとも一方と、
    前記磁性細線に、当該磁性細線に形成された磁区を区切る磁壁を細線方向に断続的に移動させるパルス電流を供給する電流供給手段と、
    前記磁性細線へ、当該磁性細線の磁化方向を変化させない大きさの磁界を、鉛直方向または当該磁性細線の細線幅方向に印加する磁界印加手段と、を備え、
    前記磁界印加手段は、１以上のコイル、および前記コイルに前記磁界を発生させる電流を供給する磁界発生電流供給手段からなり、前記パルス電流を供給されている磁性細線へ、少なくとも前記パルス電流におけるピーク期間に前記磁界を印加することを特徴とする磁気記録媒体装置。
  2. 垂直磁気異方性を有する磁性膜を細線状に形成してなる磁性細線を備えて、２値のデータを異なる２つの磁化方向のいずれかにして前記磁性細線の細線方向に連続して記録される磁気記録媒体に、２値のデータを記録または再生する磁気記録媒体装置であって、
    前記磁性細線において予め指定された位置に設けられた指定領域を、２値のデータに基づき前記２つの磁化方向のいずれかに磁化する磁化手段、および前記指定領域における磁化方向を検出する磁気検出手段の少なくとも一方と、
    前記磁性細線に、当該磁性細線に形成された磁区を区切る磁壁を細線方向に断続的に移動させるパルス電流を供給する電流供給手段と、
    前記磁性細線へ、当該磁性細線の磁化方向を変化させない大きさの磁界を、鉛直方向または当該磁性細線の細線幅方向に印加する磁界印加手段と、を備え、
    前記磁界印加手段は、前記磁気記録媒体の磁性細線の上方および下方の少なくとも一方に、絶縁膜を介して当該磁性細線と平行に形成された導線、および前記導線に前記磁界を発生させる電流を供給する磁界発生電流供給手段からなり、前記パルス電流を供給されている磁性細線へ、少なくとも前記パルス電流におけるピーク期間に前記磁界を印加することを特徴とする磁気記録媒体装置。
  3. 前記導線が前記磁気記録媒体の磁性細線毎に設けられて前記磁性細線に直列に接続し、
    前記電流供給手段を前記磁界発生電流供給手段とする請求項２に記載の磁気記録媒体装置。
  4. 垂直磁気異方性を有する磁性膜を細線状に形成してなる磁性細線を複数並設して、２値のデータを異なる２つの磁化方向のいずれかにして前記磁性細線の細線方向に連続して記録される磁気記録媒体に、２値のデータを記録または再生する磁気記録媒体装置であって、
    前記磁性細線において予め指定された位置に設けられた指定領域を、２値のデータに基づき前記２つの磁化方向のいずれかに磁化する磁化手段、および前記指定領域における磁化方向を検出する磁気検出手段の少なくとも一方と、
    前記磁性細線のそれぞれに、当該磁性細線に形成された磁区を区切る磁壁を細線方向に断続的に移動させるパルス電流を供給する電流供給手段と、を備え、
    前記電流供給手段は、前記磁化手段または前記磁気検出手段による動作の対象である磁性細線の１本に前記パルス電流を一方向に供給すると同時に、その両隣の磁性細線の一方または両方に前記パルス電流を供給し、かつ前記パルス電流を前記両隣の磁性細線同士で同じ方向に供給しないことを特徴とする磁気記録媒体装置。
  5. 前記磁気記録媒体における隣り合うｎ（ｎは２以上の偶数）本の磁性細線について並列に、データを記録または再生する磁気記録媒体装置であって、
    前記電流供給手段は、前記パルス電流を、前記ｎ本の磁性細線およびその両隣の２本の磁性細線に同時に、かつ隣り合う２本の磁性細線毎に向きを反転させて供給することを特徴とする請求項４に記載の磁気記録媒体装置。
  6. 垂直磁気異方性を有する磁性膜を細線状に形成してなる磁性細線を複数並設して、２値のデータを異なる２つの磁化方向のいずれかにして前記磁性細線の細線方向に連続して記録される磁気記録媒体に、２値のデータを記録または再生する磁気記録再生方法であって、
    前記磁気記録媒体から、１本以上の磁性細線を選択する選択工程を行い、
    前記選択した磁性細線に、当該磁性細線に形成されている磁区が当該磁区を区切る磁壁と共に断続的に移動するパルス電流を供給することにより、前記パルス電流における電流供給時に、前記磁性細線に形成されている磁区を、細線方向に前記データの１つ分の長さの距離を移動させる磁区移動工程を行い、
    前記パルス電流における電流停止時に、前記選択した磁性細線のそれぞれにおいて予め指定された位置に設けられた指定領域を、２値のデータに基づき前記２つの磁化方向のいずれかに磁化する磁化工程、または前記指定領域における磁化方向を検出する磁気検出工程を行い、
    前記磁化工程または前記磁気検出工程と、前記磁区移動工程と、を交互に繰り返し行って、前記選択した磁性細線についてデータを順番に記録または再生し、
    前記選択した磁性細線の１本に前記パルス電流を一方向に供給すると同時に、前記１本の磁性細線の両隣の磁性細線の一方または両方に前記パルス電流を供給し、かつ前記パルス電流を前記両隣の磁性細線同士で同じ方向に供給しないことを特徴とする磁気記録再生方法。
  7. 前記選択工程は、前記磁気記録媒体から、隣り合うｎ（ｎは２以上の偶数）本の磁性細線を選択し、
    前記磁区移動工程は、前記パルス電流を、前記ｎ本の磁性細線およびその両隣の２本の磁性細線に同時に、かつ隣り合う２本の磁性細線毎に向きを反転させて供給することを特徴とする請求項６に記載の磁気記録再生方法。
  8. 請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の磁気記録媒体装置および前記磁気記録媒体を備え、
    前記磁気記録媒体の複数並設した磁性細線を、画素を２次元配列した画素アレイとする空間光変調器。
  9. 垂直磁気異方性を有する磁性膜を細線状に形成してなる磁性細線を複数並設して画素をマトリクス状に配列されてなる画素アレイとする空間光変調器において、請求項６または請求項７に記載の磁気記録再生方法により、前記画素アレイのそれぞれの画素を、当該画素の入力された２値のデータに基づき異なる２つの磁化方向のいずれかにする空間光変調器の画素駆動方法。
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