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摘要
申请专利号:

CN200910170435.X

申请日:

2009.08.26

公开号:

CN101661756A

公开日:

2010.03.03

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

未缴年费专利权终止IPC(主分类):G11B 5/127申请日:20090826授权公告日:20130227终止日期:20130826|||专利权人的姓名或者名称、地址的变更IPC(主分类):G11B 5/127变更事项:专利权人变更前:日立环球储存科技荷兰有限公司变更后:HGST荷兰公司变更事项:地址变更前:荷兰阿姆斯特丹变更后:荷兰阿姆斯特丹|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G11B 5/127申请日:20090826|||公开

IPC分类号:

G11B5/127

主分类号:

G11B5/127

申请人:

日立环球储存科技荷兰有限公司

发明人:

丸山洋治; 西山延昌; 望月正文

地址:

荷兰阿姆斯特丹

优先权:

2008.8.27 JP 218866/08

专利代理机构:

北京市柳沈律师事务所

代理人:

冯玉清

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内容摘要

本发明提供一种磁头,用于通过改变磁介质的磁记录层的磁化方向记录磁数据,包括:磁极,用于产生磁场来改变所述磁记录层的所述磁化方向;以及彼此面对的电极的对,用于产生电磁场并将能量施加到所述磁记录层从而辅助来自所述磁极的所述磁场引起的所述磁记录层的所述磁化方向的所述改变。

权利要求书

1: 一种磁头,用于通过改变磁介质的磁记录层的磁化方向来记录磁数 据,该磁头包括: 磁极,用于产生磁场来改变所述磁记录层的所述磁化方向;以及 彼此面对的电极的对,用于产生电磁场并施加能量到所述磁记录层,从 而辅助来自所述磁极的磁场引起的所述磁记录层的磁化方向的改变。
2: 如权利要求1所述的磁头,其中所述彼此面对的电极的对由在沿记录 道的方向上布置的两个电极板构成;且 所述磁极的靠近所述磁记录层的末端位于所述两个电极板之间。
3: 如权利要求1所述的磁头,其中所述磁记录层具有在与层的膜表面垂 直的方向上的各向异性; 所述磁极是主极,所述主极定义所述磁记录层的记录道的宽度; 所述彼此面对的电极的对由在沿记录道的方向上布置的两个电极板构 成;且 所述磁极的靠近所述磁记录层的末端位于所述两个电极板之间。
4: 如权利要求3所述的磁头,其中所述主极的至少一部分嵌在所述两个 电极板中的任一个中。
5: 如权利要求4所述的磁头,所述两个电极板之一和所述主极的公共表 面面对所述两个电极板中的另一个电极板。
6: 如权利要求4所述的磁头,其中所述磁极的一部分从所述两个电极板 之一朝向另一电极板突出。
7: 如权利要求4所述的磁头,其中所述两个电极板之一是位于拖尾侧的 电极板。
8: 如权利要求1所述的磁头,还包括与所述彼此面对的电极的对并联连 接的电感器, 其中所述彼此面对的电极的对的电容和所述电感器的电感的谐振频率 在10GHz到50GHz的范围。

说明书


磁头

    【技术领域】

    本发明涉及磁头,具体而言,涉及适于在磁记录层上记录高密度磁信息的磁记录头的结构。

    背景技术

    在用于信息设备的存储(记录)装置中,主要使用的是半导体存储器和磁存储器。为了快速存取,在内部存储装置中使用半导体存储器;为了大容量和非易失性,在外部存储装置中使用磁盘装置。存储容量是表示磁盘装置的能力的重要指标;随着近来信息社会的发展,市场越来越需要大容量且紧凑尺寸的磁盘装置。垂直记录是适于该需求的记录方案。

    为了提高垂直记录中的记录密度,需要更小的记录位。然而,该更小记录位的发展降低了记录位的热稳定性,使得磁信息的非易失性变得不再令人满意。因此,为了保证热稳定性,需要具有沿垂直方向的更高各向异性的记录介质。公知的是,具有高各向异性的记录介质由于提高的矫顽力而难以记录。

    下面列出的专利文献1公开了一种针对该问题的解决方案。专利文献1描述了一种记录系统,包括用于根据记录信息反转磁场的第一写磁极以及用于产生高频磁场的第二写磁极;还描述了一种通过两个磁极的合成磁场获得强于来自第一写磁极的磁场的有效磁反转场的技术(第二写磁极辅助记录操作)。特别地,专利文献1的特征在于设置在第一写磁极和自由层之间的第二写磁极,该自由层的磁化通过自旋转移矩(spin transfer torque)控制。

    专利文献1:PCT国际申请日本公表特许公报No.2005‑525663

    【发明内容】

    本发明人通过研究发现,上述专利文献1的技术有如下问题。当第二写磁极与第一写磁极相邻设置时,第二写磁极由于第一写磁极产生的磁场而磁饱和,从而通过自旋翻转(spin‑flip)引起的磁化改变难以稳定地发生。类似地,磁化受自旋转移矩控制的自由层被第一写磁极的磁场影响,使得磁通转变频率(flux transition frequency)改变,从而导致预期频率控制困难的问题。

    因此,本发明人通过将第二写磁极放置得更远离第一写磁极或提供磁屏蔽来尝试改进。然而,随着第一写磁极和第二写磁极之间的有效距离增加,出现了辅助磁场减弱的问题。于是,对具有高矫顽力的记录介质进行记录的原始目的难以实现,不能实现高密度磁盘装置。

    因此,本发明的一个目的是通过实现一种产生基本不受写极影响的记录辅助电磁场的装置,来提供适于高密度记录的磁头。由此,可以实现具有高密度和大容量的磁盘装置。

    本发明的一个方面是磁头,用于通过改变磁介质的磁记录层的磁化方向来记录磁数据。该磁头包括:磁极,用于产生磁场来改变磁记录层的磁化方向;以及彼此面对的电极的对,用于产生电磁场并将能量施加到所述磁记录层从而辅助由来自所述磁极的磁场引起的所述磁记录层的磁化方向的改变。在这点上,由于用于辅助记录介质中的磁化反转的电磁场是来自彼此面对的电极的对的电磁场分量中的磁场分量,所以所述辅助电磁场可以有效地施加到所述记录介质而不会受来自主导磁信息记录的所述磁极的磁场的影响。

    优选地,所述彼此面对的电极的对包括在沿记录道的方向上布置的两个电极板;所述磁极的靠近所述磁记录层的一端位于所述两个电极板之间。因此,能够实现记录磁场与辅助电磁场的有效交叠。

    优选地,所述磁记录层具有沿与层的膜表面垂直的方向的各向异性,所述磁极是主极,所述主极定义所述磁记录层的记录道的宽度,所述彼此面对的电极的对包括在沿记录道的方向上布置的两个电极板,所述磁极的靠近所述磁记录层的一端位于所述两个电极板之间。特别地,在用于高密度记录的垂直磁记录中,能够实现记录磁场与辅助电磁场的有效交叠。

    更优选地,所述主极的至少一部分嵌在所述两个电极板中的任一个中。这使得记录磁场与辅助磁场的交叠更易于控制。

    在一优选示例中,所述电极板之一和所述主极的公共表面面对所述两个电极板中的另一个电极板。这有利于制造从而获得高可靠性。在替代示例中,所述磁极的一部分从所述电极板之一朝向另一电极板突出。这使得辅助电磁场的强度更强。另外,优选地主极嵌入其中的电极板是位于拖尾侧的电极板。位于电极之间的主极的拖尾侧允许电磁场更有效地辅助。

    优选地,磁盘驱动器装置还包括与所述彼此面对的电极的对并联连接的电感器;所述面对的电极对的电容和所述电感器的电感的谐振频率在10GHz到50GHz的范围内。在该范围内,可以为磁化反转提供特别有效的辅助。

    本发明实现了高密度磁记录。

    【附图说明】

    图1A和1B是示意性描绘本发明实施例中的磁盘装置的结构的图;

    图2A和2B是示意性描绘根据本发明一实施例的磁头的写部件的主要部分的图;

    图3是根据本发明一实施例的磁头的剖视图;

    图4是描绘根据本发明一实施例设计平行平板电容器的功能时所用的构造的图;

    图5描绘了设计本发明的实施例时使用的各种平行平板电容器的反射功率的计算结果;

    图6描绘了来自平行平板电容器的高频磁场的强度的计算结果;

    图7A和7B是示意性描绘根据本发明另一示例实施例的磁头的写部件的结构的图;

    图8A和8B是示意性描绘根据本发明再一示例实施例的磁头的写部件的结构的图。

    【具体实施方式】

    下面将描述应用本发明的优选实施方式。为说明的清楚起见,下面的说明和附图可包含适当的省略和简化。整个附图中,相同的元件由相同的附图标记表示,且将省略对它们的重复描述,如果重复描述对于清楚的描述不是必要的话。

    本实施例的特征在于作为磁头的写部件的记录头的结构。本实施例的记录头结构上包括用于产生磁记录场的磁极和彼此面对的电极的对,该磁记录场改变磁存储介质的记录层的磁化方向。彼此面对的电极的对产生高频电磁场以辅助磁极产生的磁记录场来改变磁化方向。彼此面对的电极的对产生的高频电磁场是微波。

    来自高频电磁场的能量增加磁记录层中的势能从而易于响应来自磁极的磁记录场而改变磁化方向。特别地,由于与副磁极产生辅助磁场不同,彼此面对的电极的对产生高频电磁场不受来自磁极的磁场影响,所以彼此面对的电极的对能更有效地产生辅助电磁场。彼此面对的电极的对产生的辅助电磁场能通过来自磁极的记录磁场改变具有高矫顽力的磁记录层的磁化方向并且根据写信号而改变,从而能够实现具有高记录密度的磁盘装置。

    为了高频电磁场的有效辅助,磁极的记录磁场交叠彼此面对的电极的对产生的高频电磁场是重要的。为此,优选地电容器与磁极相邻地设置。在相邻设置的所述磁极和所述彼此面对的电极的对之间,没有其他有源功能部件(例如加热元件或磁致电阻效应元件)存在。在满足该相邻设置的优选布置中,磁极的与磁记录层接近的末端的至少一部分置于构成彼此面对的电极的对的两个电极板之间。因此,磁极和面对的电极的对彼此相邻设置,从而电容器产生的电磁场能有效地交叠磁极的记录磁场。

    在本实施例中,绝缘层设置在面对的电极对的两个电极之间,面对的电极对用来累积电荷。另外,面对的电极对用来保持与包括在同一电路中的电感元件的谐振条件。因此,用作电磁场产生装置的该面对的电极对在下面将被称为电容器。用于产生辅助电磁场的优选电容器是平行平板对,其主表面彼此面对。为了构造电容器,两个电极不必是平板,或者两个平板不必平行。然而,为了有效地产生所需的电磁场,优选地利用平行平板电容器产生辅助电磁场。因此,下面将以示例的方式描述利用平行平板电容器实施的磁头。

    本发明中来自电容器的电磁场辅助的记录可应用于面内记录磁盘装置和垂直记录磁盘装置,面内记录磁盘装置中记录磁化沿磁记录层的平面内方向取向,垂直记录磁盘装置中记录磁化垂直于磁记录层取向。然而,为了更高的记录密度,垂直记录方案是较好的,且本发明在垂直磁记录方案中尤其有效。因此,下面将以示例方式具体描述应用本发明的垂直记录磁盘装置。

    图1A和1B示出了本实施例中的垂直记录磁盘装置的一般结构。图1A是磁盘装置的平面图,图1B是磁盘装置的剖视图。作为记录介质的磁盘2固定到马达3并且在记录和再现信息时旋转。在图1A和1B的示例中,安装了四个磁盘2。

    磁头滑块1(下面称为磁头)通过臂7由旋转的致动器4支承。磁头1包括滑块和形成在滑块的尾端表面上的功能元件部分,该滑块用于飞行在旋转的记录介质之上。悬臂8用于以特定的力支承磁头1于记录介质2之上。为了处理再现信号以及输入和输出信息,需要信号处理电路5以及记录和再现电路6;它们安装在装置的主体上。

    垂直记录方案采用具有垂直于记录表面的易磁化轴的介质。对于磁盘装置的记录介质(磁盘)2,使用玻璃或Al衬底。在衬底上,沉积形成磁记录层的磁薄膜。来自主磁极的记录磁场作用在记录介质2上从而改变记录层的磁化方向。由于垂直磁记录要求使用该垂直磁场分量,所以软磁衬层(SUL)设置在记录层和衬底之间。

    为了写磁信息到记录介质2上,使用具有电磁转换功能的功能部件(写部件)。为了再现磁信息,使用利用巨磁致电阻现象或电磁感应现象的功能部件(再现部件)。在本实施例的构造中,记录和再现电路6特别地包括高频激励电路。用于从激励电路传输高频电流和电压波的传输线设置在臂7和悬臂8上,其用于至少向安装在磁头1上的电容器提供电流和电压。

    这些功能部件提供在磁头1中,磁头1作为用于输入和输出的构件。随着旋转致动器4的转动,磁头1在记录介质2的表面之上移动,定位在确定位置,然后写或再现磁信息。用于控制这些操作的电路与上述信号处理电路5一起被提供。

    下面,将描述安装在磁头1上并具有借助高频电磁场的记录辅助功能的写部件的结构。为了有效辅助磁记录,电容器产生的高频电磁场的频率是重要的参考参数之一。根据Jian‑Gang Zhu等人在IEEE T.Mag.Vol.44,No.1,2008,pp.125‑131中的报告,当归一化频率ω在从0.2到0.8的范围内时,有利的辅助效果得到提升;ω由磁化中的旋磁常数(gyromagnetic constant)和记录介质的各向异性场(Hk)决定。

    对于本发明的主要对象‑高密度记录介质,期望高各向异性特性:大约13KOe至25KOe。假设旋磁常数为1.105E5,从而所期望的ω计算出为在1.149E11至2.21E11的范围内。即,在频率上,其范围为从18GHz至35GHz。Jian‑Gang Zhu等人的计算是计算机模拟的;在实际记录介质中,需要考虑Hk的分散(dispersion)、晶粒之间的交换耦合能的分散、饱和磁通密度分散导致的反转矩的分散等的影响。因此,在下面的描述中,将公开能够覆盖更宽的从10GHz到50GHz的辅助谱范围的技术和结构。

    图2A和2B是写部件的主要部分的放大视图,其中图2A是从面对记录介质的飞行表面98观察的视图,图2B是二维地观察的主极11的沿膜厚的中心线的剖视图以及从侧面观察的主极11的沿中心线α‑β的剖视图。在该示例中,主极11伸长到飞行表面98。即,主极11的端表面暴露于飞行表面98从而减小与磁盘2的距离。主极11设置在平行平板电容器内。

    非磁的平行平板电极10和12以夹住主极11的方式设置在主极11之上和之下。平板电极10是位于前导侧的电极,平板电极12是位于拖尾侧的电极。像主极11一样,两个平板电极10和12伸长到飞行表面98,它们的端表面暴露到飞行表面98从而减小与磁盘2的间距。记录道的宽度由主极11的暴露于飞行表面98的宽度定义。

    在该构造中,主极11嵌在平板电极10中从而具有面对平板电极12的共同(平齐)表面。平板电极10与主极11直接接触。这样,由于平板电极10和主极11的面对平板电极12的表面是平的(位于相同平面),所以电容器的电极以一致的间距设置。平板电极12可形成在主极11和平板电极10的共同表面之上且氧化铝膜置于其间,从而可以有利于制造。另外,电容器中小的电子流限制(electro‑current constriction)提供了高可靠性。

    如图2A和2B所示,更优选地主极11嵌在前导侧的平板电极10中而不是拖尾侧的平板电极12中。尽管磁记录层中的磁化反转发生在前导侧,但是主极11在拖尾侧的极性最终写入到介质中并且在主极11的拖尾侧决定记录。因此,平板电极10和12之间的主极11的拖尾端引起记录磁场与辅助电磁场的有效交叠从而增大辅助效果。

    主极11在飞行表面侧的宽度不大于50nm,这对于以高密度记录磁信息是合适的尺寸。主极11的宽度向后(离开飞行表面98的方向)扩大,这是易于在较小的道宽环境中获得强磁场的形状。进一步地,主极11的膜厚向后在膜厚方向上增加从而确保磁场强度。主极11的这些截面面积朝向飞行表面98减小从而即使在50nm或更小的小道宽条件下也获得所需的磁场。特别地,在本发明中,沿主极11的膜厚方向提供大约10度的锥度。该锥角不是实现本发明的必要要求,但它是增加来自主极11的磁场强度的一个选择(设计考虑)。

    本实施例的主要目标之一——记录到高Hc介质(高矫顽力介质,高Ku介质),不能仅通过来自主极11的记录磁场实现。于是,本实施例利用来自作为电磁场施加装置的平行平板电容器的辅助高频电磁场。平行平板电容器的具体结构如下。对于平行的平板,例如,使用50nm厚的Al膜。或者,在实施本发明时可以使用单一元素如Cu、Ru、Rh、Pt、Ni、Ta、Ti、Cr、Pd、W等的非磁导电膜,或者这些元素的合金膜,在满足非磁性和导电性方面没有问题。对于处理磁头时的抗腐蚀性,Ru、Ti、Ta、Cr和Rh尤其是优选的。

    主极11之上(在其拖尾侧)的平板电极12沿主极11的斜面以一定间隔设置。因此,在主极11和平板电极10的公共表面上,形成第二平板电极12且氧化铝膜构成的绝缘膜置于其间。该氧化铝膜的厚度定义平行平板之间的间距。例如,氧化铝膜的厚度为30nm。本领域技术人员易于理解,该膜厚根据所需的平行平板电容器的电容来决定。

    图3是包括上述主要部分的磁头1的剖视图。信息写部件和信息再现部件形成在滑块衬底30上。滑块衬底30是作为磁头1的主体的构件,磁头1飞行在图1所示的磁盘2之上。再现部件基本上包括设置在滑块衬底30上的绝缘层(底层)31、下屏蔽层32、上屏蔽层33和检测磁信息的元件50。

    写部件形成在再现部件之上。后来沉积的一个层位于上侧,在该示例中,拖尾侧是上侧。写部件与再现部件通过非磁膜15分隔开。如图2已经示出的,在主极11之上和之下,设置构成平行平板电容器的非磁导电膜10和12。在主极11之上,设置软磁膜20且平板电极12置于其间。软磁膜20磁连接到软磁膜17从而形成闭合磁路。软磁膜17设置为在其后端接近下磁层16从而与下磁层16形成磁连接状态。在软磁膜17和下磁层16之间,可以插入软磁膜。而且,下磁层16和主极11磁连接。

    在通过这些层构造的闭合磁路中,设置线圈18b。为了有效引入磁通到主极11中,在下侧与软磁膜17平行设置软磁膜42。另外,在软磁膜42和下磁层16之间,设置线圈18a。为了确保这些线圈和磁膜之间电绝缘,设置绝缘层23、21a、21b和19从而提供特定电流流过线圈18a和18b。氧化铝膜可以用作绝缘层23,聚合树脂膜可以用作绝缘层19。

    流过线圈18b的电流使磁通从软磁膜17经过下磁层16引导到主极11。同时,流过线圈18a的电流使下磁通从软磁膜42经过记录介质引导到主极11。所述两个磁通都用于加强主极11产生的记录磁场,但图中下磁通构成的流用于减弱记录磁场对再现元件50的影响。形成上述所有元件之后,覆上氧化铝膜作为非磁绝缘保护膜25来保护这些元件。氧化铝膜例如为25μm厚。

    主极11可以例如由具有2.4T的饱和磁通密度的基于NiFeCo的合金制成,并且在飞行表面98侧具有大约16nm的膜厚。软磁膜20可以由具有例如1.68T的饱和磁通密度的基于NiFe的合金制成。下磁层16可以是例如厚度为1.2μm的基于NiFe的合金膜。软磁膜17可以是例如厚度为1.0μm的基于NiFe的合金膜。线圈18可以例如由铜制成,具有2μm的厚度。绝缘层19可以例如由聚合树脂制成;其它绝缘层和非磁层可以由氧化铝膜构成。

    在优选实施例中,采用热辅助致动器作为使这些记录部件和再现部件靠近记录介质表面的装置。具体地,加热器24设置在线圈18a下且绝缘层21a置于其间。该加热器24连接到电功率输入部件并供应有控制器确定的受控电功率。通电使加热器24产生热,这使形成记录和再现部件的材料膨胀从而从飞行表面98朝向记录介质部分地突出。

    通常,该加热器24供应以直流,并且本实施例的用于产生辅助电磁场的电容器由高频电功率激励。如果加热器24用高频电功率激励,则加热器24不会产生功能故障。因此,如果在记录操作时共同存在激励加热器24的需求和对电容器的辅助电磁场的需求,则加热器24和电容器可并联连接来工作。

    在这种情况下,需要特定的功率分配电路(包括电阻器电路和电感电路(电感器)),但在磁头1内形成这些不会引起任何问题。该组合结构在简化用于产生辅助电磁场的功率供给装置和加热器24的用于突出的功率供给装置(飞行高度控制)方面具有有益的效果。这主要是在减少磁头滑块中的端子的数目和悬臂上的线的数目方面有益。

    如上所述,本实施例特征在于电容器,该电容器与用于产生记录磁场的磁极相邻设置并产生高频辅助电磁场。下面,将对该电容器进行详细描述。在图2的优选实施例中,主极11位于构成电容器的两个平板电极10和12之间。与主极11相邻设置电容器的另一方法是将主极11设置在电容器外侧,但优选地主极11应该设置在电容器内。

    电容器产生的磁场在平行平板10和12之间的内部产生(厚度区域磁场弱),来自主极11的磁场在外部变强(解释为退磁场效应)。因此,如果主极11放置在电容器外部,则来自主极11的铁磁场区域不与来自电容器的铁磁场交叠,从而不能得到高效率的辅助记录。为此,优选地主极11置于电容器内部。相应地,在面内记录方式中,优选地用于产生记录磁场的上极和下极两者位于电容器的平板电极10和12之间。

    图4描绘了平行平板电容器的功能设计中所用的构造。电容器的功能部件形成在作为磁头1的衬底的铝钛碳(AlTiC)衬底上。下平板10与AlTiC之间的间距为5μm(假设填充物是氧化铝)。这是因为再现部件应该置于该间隙中。在下平板10和上平板12之间提供30nm的间隙。在该模型中,没有提供主极11的锥度(平行平板之间的间隙在飞行平面之上未变窄)。

    平板10和12的厚度都是50nm。随着平行平板10和12的宽度从150μm变化到500μm,对特性进行测量。类似地,由于平行平板10和12深度上的长度是确定平行平板之间的电容的参数,它们从1μm变化到7μm。电极31和32以及连接电极31和下平板10的连接部件33连接到平行平板,这允许施加高频电功率。上和下平行平板之间的间隙填充以氧化铝膜且主极设置在其内部。由于主极具有导电性,所以在主极存在的区域中有效间隙变窄。

    图5示出了利用上述模型实施本发明时使用的计算结果(设计基础数据)。图5示出了150μm宽且3μm深的平行平板、400μm宽且1μm深的平行平板、450μm宽且1μm深的平行平板的结果。在图5中,水平轴表示频率,垂直轴表示S11值(反射波的能量)。

    结果显示,每个结果具有一个向下的峰。峰的位置表示反射功率最低且电功率(位移电流(displacement current)产生的电磁波)已经在所述频率条件下从电容器释放。损耗的大小可以从谐振条件计算,谐振条件由平行平板电容器的电容和与平行平板电容器串联的布线的(DC和高频的)电感和电阻决定。

    在该计算中,由于布线的电感和电阻不变,所以150μm宽且3μm深的平行平板的结果显示出最低的反射电功率,表示高效地产生高频。为保持相同条件,显然谐振频率的电功率将提供给磁头。另外,公知的是,辅助效果通过交叠该频率和记录介质的磁化的谐振频率而增加。

    图5的结果显示本实施例中的谐振条件由平行平板的宽度和深度决定。本领域技术人员易于理解,基于平行平板之间的间隔、填充物的介电常数、串联连接到电容器的导体的电感和电阻也能实现设计。为了获得较低的反射条件(更高的电磁波效率),本领域技术人员易于理解这些技术内容:串联连接中的电感应该降低;电感应该并联提供;导体的电阻应该降低;平行平板中的电导应该增加;涡流损耗应该减小;等等。

    在常规技术中,连接到第二记录磁场施加装置且其磁化通过自旋转移矩(spin transfer torque)控制的元件的振荡决定所施加的频率。因此,根据元件的完成质量振荡频率会不利地改变。相反,在本发明的结构中,如果从外部施加的频率在结构决定的谐振点附近匹配介质磁化的自旋谐振频率,即使考虑一些无效率(inefficienty)也不会产生任何实际问题。

    图6示出了在150μm宽且3μm深的平行平板构造中产生的高频磁场的值。假设磁场的测量点在记录介质的记录层的膜厚的中心且在飞行平面上15nm。图的水平轴代表频率,垂直轴代表磁场强度。图显示电容器的磁场倾向于下降直到20GHz,并倾向于从20GHz或更大增加。由于电容器在47GHz振荡,在相同的频率条件下,产生磁场强度为9.5E4(AT/m)(1.2KOe)的高频磁场。推测利用第二辅助记录的磁记录方案需要大约500Oe或更大的磁场;本发明获得的1.2KOe的值足以满足该条件。

    下面,将描述作为写部件的记录头的另一优选结构。关于主极放置在平行平板电容器内的构造,除了参照图2所描述的结构以外,还可以想到各种结构。下面将描述典型的例子。图7A和7B是具有另一优选构造的写部件的主要部分的放大视图,其中图7A是从面对记录介质的飞行表面观察的视图,图7B是二维地观察的主极11的沿膜厚的中心线的剖视图以及从侧面观察的主极11的沿中心线α‑β的剖视图。

    主极11延长到飞行表面98。在该构造中,非磁平行平板电极10和12提供有插在上下方向上且将主极11夹在中间的非磁层14a和14b。可以使用例如7nm厚的氧化铝膜作为非磁绝缘堆叠膜14a和14b。在该构造中,平行平板电极10和12之间的间距在设置主极11的区域中较小。平行平板之间的该减小的间隙具有将平行平板10和12之间流动的位移电流(电容器中流动的等效电流)集中在飞行表面98侧的效果,并且在增加位移电流感应的磁场强度方面是有益的。飞行表面98之上平行平板之间的间距可以为例如大约30nm。

    在这点上,即使非磁绝缘堆叠膜14a和14b部分地较厚,在实施本发明时这样的构造不会引起任何问题。例如,相对于飞行表面98向后变得较厚的膜能够因此实现其中平行平板之间的间隔在飞行表面98侧减小的构造。该构造提供位移电流在飞行表面98侧的集中;作为其有效结果,可以加强辅助磁场。

    图8A和8B是具有再一优选构造的写部件的主要部分的放大视图,其中图8A是从面对记录介质的飞行表面观察的视图,图8B是二维地观察的主极11的沿膜厚的中心线的剖视图以及从侧面观察的主极11的沿中心线α‑β的剖视图。如图8A和8B所示,部分主极11穿入平板电极10且部分主极11从平板电极10朝向面对的电极12突出。这样,部分主极11从平板电极10的与另一平板电极12面对的表面突出,这使电流集中在突出部分从而加强电容器产生的辅助电磁场。主极11具有垂直磁记录中独特的倒梯形截面。

    绝缘层(例如30nm厚的氧化铝膜)叠置在其上,并且作为面对电极的平板电极12置于其上。由于共享一部分主极11的下电极具有凹凸,所以上平板电极12沿着凹凸具有不平坦。该不平坦可以通过平坦化上平板12而去除,并且其不会成为实施本发明的任何障碍。

    主极11的倒梯形成形的目的是像垂直磁记录技术那样在减小到相邻道的弥散场方面带来有益效果。另外,由于来自主极的磁场集中在具有大的暴露面积的上部,所以它可以更好地匹配来自平行平板电极的辅助电磁场的中心。易于理解,辅助电磁场在平行平板之间变得最大;通过使该磁场的场中心与来自主极11的磁场匹配可以实现高效率的记录头。为此,沿着突出的主极11以均匀间隔设置绝缘膜,且平板电极12设置在其上。该构造能够实现具有特别高密度的道节距的磁盘装置。

    如上所述,通过施加来自电容器的辅助电磁场,本实施例的写头结构能够实现向高Ku介质的记录,这不能用单个记录磁极实现。利用该效果,能够提供用于超过750Gb/in2的高密度记录的磁盘装置。

    如上所述,本发明已经通过优选实施例的示例方式进行描述,但是本发明不限于上述实施例。本领域技术人员能够容易地在本发明的范围内修改、增加、或变换上述实施例。本发明可应用于在记录层中产生平行记录场的记录头以及具有单极的垂直磁记录头。优选地磁极放置在用于产生辅助电磁场的电容器中,但磁极看放置在电容器外侧并与彼此面对的电极之一相邻。在设计中,如果可能,电容器和记录磁极可彼此分开放置且其它功能部件可放置在它们之间。

    

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本发明提供一种磁头,用于通过改变磁介质的磁记录层的磁化方向记录磁数据,包括:磁极,用于产生磁场来改变所述磁记录层的所述磁化方向;以及彼此面对的电极的对,用于产生电磁场并将能量施加到所述磁记录层从而辅助来自所述磁极的所述磁场引起的所述磁记录层的所述磁化方向的所述改变。 。

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