本发明专利技术涉及再现磁头及磁记录装置。本发明专利技术提供一种可与具有太比特级的面记录密度硬盘相对应的超高分辨率且低噪音的再现磁头。本发明专利技术的再现磁头使电流从磁化被反铁磁性体（１０３）固定了的固定层（１０２）流向具有受外部磁场影响的部位（Ｎ↓［１］）和不受外部磁场影响的部位（Ｎ↓［２］）的非磁性细线（１０１），并使自旋极化电子（Ｉｓ↓［１］、Ｉｓ↓［２］）累积在非磁性细线（１０１）中。电压端子的距离（Ｌ）比非磁性细线（１０１）的自旋扩散长度短。随着外部磁场的变动，自旋电子（Ｉｓ↓［１］）虽受调制，但自旋电子（Ｉｓ↓［２］）不受调制。因此，在（Ｎ↓［１］）和（Ｎ↓［１］）之间产生依赖于外部磁场的电位差，用电压表（１０４）测定该电位差。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及具有》兹阻效应器件的再现磁头及装有该再现》兹头的磁记录装置。
技术介绍
在磁记录再现装置中，记录密度的提高率以每年超过40%的速度提高，若 按照现在的提高率推测，到2011年左右记录密度将达到T比特/英吋2。对于太 比特级的磁记录装置所搭载的记录再现磁头，需要实现超过现在的高输出功率 和高分辨率。关于现有的磁记录再现装置，作为其关键技术，提出的技术方案有使再现 电流垂直于叠层面流过的CPP-GMR》兹头(Current Perpendicular to Plane Giant Magneto Resistance )及TMU兹头(Tunneling Magneto Resistace )。这些自》定阔 式再现磁头作为来自媒体的漏磁场的检测方法使用磁性体(自由层)，关于与 在单向固定了磁化的磁性体(固定层)之间的相对的磁化方向，显示出电阻变 化。非专利文献l: Nature, vol. 416(2002),卯.713-716. 非专利文献2: Phys. Rev.B， vol. 67, (2003), pp.85319-85319(16). 非专利文献3: Phys. Rev丄ett.55,1790-1793(1985). 非专利文献4: Phys. Rev.B， vol. 67, (2003), pp.52409(l)-52409(4). 非专利文献5: Appl. Phys. Lett, vol. 85， (2004)， pp.3795-3796. 专利文献l:日本特许第3806372号公报对于现有的CPP-GMR磁头及TMR磁头，为了提高分辨率需要将构成膜做 得较薄。特别是当位长度较短时，为了得到高的分辨率必须将间隙宽度Gw做 得狭窄。例如，对于lT比特/英吋s的媒体的再现磁头的间隙宽度Gw为25nm左 右，需要将器件的构成膜的总厚度做成25nm以下。因此，对于现有的CPP-GMR 磁头及TMR磁头，在室温下磁性体的磁化也变得不稳定。磁性体的热稳定性以KuV/KBT来进行评价，若该值为100以下则出现热波动，因而难于确保磁化。 这里，Ku为单轴磁各向异性能，V为磁性体的体积，KB为波尔兹曼常数，T为 温度。若磁性体的体积减小，则引起磁化的不稳定，可以想象磁噪音将增大。 因此，再现磁头的S/N比变差，超高记录密度硬盘的再现变得困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可与具有太比特级的面记录密度的硬盘相对 应的高分辨率且噪音低的记录再现磁头。本专利技术作为与记录媒体相对的自由层，使用了非磁性导电体来代替使用现 有的磁性体。作为自由层使用非磁性体，可以利用自旋累积效应来检测漏磁场。 所谓自旋累积效应是指在电流从铁磁性体流过了非磁性金属时，在自旋扩散长 度的范围内，自旋极化了的电子在非磁性金属中被累积的现象。这里，所谓自 旋扩散长度是物质固有的值，表示自旋的信息消失(自旋反转)的距离。该效 应产生的原因是，由于铁磁性体一般在费米能级具有不同的自旋密度(反时针 自旋电子和顺时针自旋电子数不同)，因而，若使电流从铁磁性体流过非磁性 金属，则注入了自旋极化了的电子，使反时针自旋电子和顺时针自旋电子的化 学势不同。非磁性体由于累积的自旋极化了的电子(自旋电子)，在自旋扩散 长度的范围内，表现出铁磁性的性质，受到外部^f兹场的方向和强度的影响(参 见非专利文献l、 2)。磁性体中的由磁场引起的自旋抑制效应作为汉勒(hanle )效应虽已被公 知(参见非专利文献3),但对于已累积的自旋电子也期待同样的效应。例如， 在垂直地对自旋极化的方向施加外部磁场的场合，非磁性体中的自旋电子因磁 场增强了岁差运动。因此，自旋极化的方向要转变为垂直方向，其结果，减少 了本来的极化方向的自旋电子的密度。因此，本专利技术就是利用自旋累积效应，做成在非磁性体中具有受来自记录 媒体的漏磁场影响的部分和不受其影响的部分的构造，通过检测这两部分的电 位差而作为外部磁场传感器发挥作用。对于受漏磁场影响的部分，如上所述自 旋电子的密度将变动，但不受漏磁场影响的部分则显示恒定的自旋电子密度。 因此，与漏磁场联动，自旋电子呈现的化学势发生变动。该化学业势的变动可 作为电位差检测，从而作为外部磁场传感器发挥作用。本专利技术的再现-磁头具有具有受外部石兹场影响的第 一部位和不受外部;兹场影响的第二部位的非磁性体，在非磁性体的第 一部位和第二部位的连接区域之 上叠层的磁性体，从磁性体对非磁性体施加电流并使自旋电子累积在非磁性体 的第 一部位和第二部位的单元以及检测第 一部位和第二部位之间的电压的电 压检测单元。作为一种方式，非磁性体配置成第一部位位于媒体相对面的附近，第二部位位于远离媒体相对面的位置，还具有配置在非磁性体的与叠层有磁性体一 侧的相反一侧，并在相当于磁性体背面一侧的区域与非石兹性体接合的第一屏 蔽，配置在非磁性体的与叠层有磁性体一侧的相同一侧，并与非磁性体的第一 部位接合的第二屏蔽，配置在非磁性体的与叠层有磁性体一侧的相同一侧，并 与非磁性体的第二部位接合的第三屏蔽；将电流从磁性体通向与非磁性体接合 的第一屏蔽，电压检测单元检测第二屏蔽和第三屏蔽之间的电压。作为另一种方式，非磁性体配置成第一部位位于媒体相对面的附近，第二 部位沿着媒体相对面，还具有配置成填满非磁性体的第一部位的侧边且填满 第二部位的媒体一侧的空间，并与非磁性体接合的第一屏蔽，以与第一屏蔽之 间夹着非磁性体的第一部位的方式配置在第一部位的侧边的第二屏蔽；将电流 从磁性体通到非磁性体，电压检测单元检测非磁性体的第二部位和第一屏蔽之 间的电压。本专利技术的效果是，作为自由层由于使用了非磁性体，可以减轻伴随着体积 减少的磁噪音的增大。另外，由于自由层的传感检测部分不流过电流，因而还 可以减轻电压测定时的电噪音。再有，基于自旋累积效应的输出电压与非磁性 体的断面积成反比例(非专利文献4)。由此与现有的CPP-GMR及TMR效果不 同，通过減小与媒体相对的自由层(非磁性体)的断面积，则输出电压增大。因此，才艮据本专利技术，可以实现与太比特^磁记录装置对应的高灵敏度、高分 辨率、低噪音的再现^兹头。 附图说明图1是表示使用了第一方式磁场调制型自旋累积器件的再现磁头的构成 例子的示意图。图2是表示使用了第二方式磁场调制型自旋累积器件的再现磁头的构成例子的示意图。图3是从媒体相对面见到的图2所示的再现磁头的示意图。图4是使用了第二方式磁场调制型自旋累积器件的再现磁头的制造工序图。图5是表示使用了第三方式磁场调制型自旋累积器件的再现磁头的构成 例子的示意图。图6是从媒体相对面见到的图5所示的再现》兹头的示意图。图7是从侧面见到的图5所示的再现^磁头的示意图。图8是使用了第三方式磁场调制型自旋累积器件的再现磁头的制造工序图。图9是将第二再现磁头和记录磁头组合后的磁头的简图。 图10是图9所示的磁头的断面示意图。图11是将第三再现^磁头和平面型记录》兹头组合后的》兹头的简图。 图12是图11所示的,兹头的断面示意图。 图13是磁录装置IO的简图。符号说明101、204、 506 非/磁性细线102、206、 503 磁性导电体103、207、 502反铁^兹性体205、504绝缘阻挡层201本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种再现磁头，其特征在于，具有： 具有受外部磁场影响的第一部位和不受外部磁场影响的第二部位的非磁性体， 在上述非磁性体的上述第一部位和第二部位的连接区域之上叠层的磁性体， 由上述磁性体对上述非磁性体施加电流并使自旋电子累积在上述非磁性体的上述第一部位和上述第二部位的单元，以及 检测上述第一部位和第二部位之间的电压的电压检测单元。
【技术特征摘要】
JP 2007-8-2 2007-2022241.一种再现磁头，其特征在于，具有具有受外部磁场影响的第一部位和不受外部磁场影响的第二部位的非磁性体，在上述非磁性体的上述第一部位和第二部位的连接区域之上叠层的磁性体，由上述磁性体对上述非磁性体施加电流并使自旋电子累积在上述非磁性体的上述第一部位和上述第二部位的单元，以及检测上述第一部位和第二部位之间的电压的电压检测单元。2. 根据权利要求1所述的再现磁头，其特征在于 在上述磁性体之上叠层有反铁磁性体。3. 根据权利要求1所述的再现磁头，其特征在于 在上述非^磁性体和上述^ 兹性体之间设有绝缘阻挡层。4. 根据权利要求1所述的再现磁头，其特征在于作为上述非磁性体使用非磁性细线，上述电压检测单元的沿上述非磁性细 线形成的电压测定路径的长度比上述非磁性体所固有的自旋扩散长度的2倍 短。5. 根据权利要求1所述的再现磁头，其特征在于上述非^磁性体的上述第一部位及第二部位不在从上述^f兹性体对上述非^兹 性体施加电流的3各径上。6. 根据权利要求1所述的再现磁头，其特征在于 上述非磁性体配置成上述第一部位位于媒体相对面的附近，上述第二部位位于远离媒体相对面的位置，还具有配置在上述非^t性体的与叠层有上述^P兹性体一侧相反一侧，并在相当于上 述磁性体背面 一侧的区域与上述非磁性体接合的第 一屏蔽，配置在上述非磁性体的与叠层有上述磁性体一侧相同 一侧，并与上述非磁 性体的上述第 一部位接合的第二屏蔽，配置在上述非》兹性体的与叠层有上述^兹性体一侧相同一侧，并与上述非磁 性体的上述第二部位接合的第三屏蔽，将电流从上述磁性体通向与上述非磁性体接合的第 一屏蔽，上述电压检测 单元^f企测上述第二屏蔽和上述第三屏蔽之间的电压。7. 根据权利要求6所述的再现磁头，其特征在于构成接合上述非磁性体和上述第一屏蔽的第一触点部分的材料的自旋扩 散长度比接合上述非磁性体和上述第二屏蔽的第二触点部分的...
【专利技术属性】
技术研发人员：山田将贵，高桥宏昌，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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