利用环境条件控制的能量协助磁记录头及其系统技术方案

利用环境条件控制的能量协助磁记录头及其系统。根据实施例的系统包括：介质；磁头，该磁头具有适于向介质写入数据的写入元件，适于协助在磁介质上记录的MAMR元件和/或TAMR元件，所述MAMR元件具有接收用于操作的电流的微波生成部，所述TAMR元件具有接收用于操作的电流的局部热生成部，和适于从介质读取数据的读取元件；适于测量与所述TAMR/MAMR元件和所述介质相关的环境条件的装置；和控制器，所述控制器适于基于环境条件来控制磁头的操作和调整该系统的操作参数。所述环境条件包括温度、所述读取元件的再生信号和/或所述TAMR/MAMR元件和所述介质之间的间隙。所述操作参数包括所述间隙、注入所述TAMR/MAMR元件的电流量和/或写入电流。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能量协助磁记录，并且具体地涉及利用环境条件控制实现能量协助磁记录的磁头和磁装置。
技术介绍
现有的磁记录和读取装置，例如硬盘驱动器、光驱等，对许多参数进行优化以在不同的温度和操作条件下运行。可允许的温度和条件可被可视化为操作的窗口，其中操作的条件和温度允许性能一贯地优良。由于与例如超顺磁限制的面密度、尺寸限制、容限、过程控制限制等相关的困难，这些操作的窗口已经变得越来越小。作为示例，在寒冷温度的磁装置的操作常常需要磁记录头额外的写入能力，并且在较高温度能够以限制磁记录介质的热不稳定性的方式写入。另外，用于较高写入能力的剩余写入电流通常导致写入磁极的巨大热突出，其等于降低的热飞高控制(TFC)功率，其常常导致，甚至处于低温中的，磁头磁盘接口(HDI)的可靠性低劣。在这些问题的校正方面已经进行了一些尝试。在一个增强磁记录头写入能力的方案中，使用自旋转矩振荡器(STO)向介质以适当的频率应用局部AC场。该方案涉及微波协助磁记录(MAMR)。然而，以足够稳定和可靠的方式以微波频率生成局部AC场以协助使用STO在热稳定介质中的高密度磁记录是非常困难的。因为以微波频率生成适当的AC场来协助高密度磁记录所必需的注入电流密度太高，例如108-109A/cm2，由于电迁移，使用该方案常常妨碍了稳定和可靠的操作。校正这些问题的另一个尝试依靠使用近场元件和激光或仅激光在一毫微秒之内，在介质磁材料上应用局部化的热或使介质磁材料的温度在居里温度上，例如高于300° C。该方案涉及热协助磁记录(TAMR)。然而，高密度磁记录需要的这种高温，但是在这种高温中典型用于覆盖介质的润滑剂从介质表面解吸、分解并可能退化。而且，类金刚石碳(DLC)护膜可能退化，导致有关HDI的性能退化，例如磁头和介质磨损、R/W性能，等。与这些高温相关的其他影响，例如磁头的写入元件和/或读取元件的热突出以及介质表面的瞬时弹性热变形，也被已经发现使得HDI稳定性恶化，引起更多的有关HDI的可靠性和磁记录装置的R/W性能的退化。MAMR和TAMR涉及能量协助记录过程，它们都有望改进磁记录头的写入能力。
技术实现思路
本专利技术涉及能量协助磁记录，并且具体地涉及利用环境条件控制实现能量协助磁记录的磁头和磁装置。在一个实施例中，一种系统包括:磁介质；磁头，所述磁头具有适于在磁介质上记录数据的写入元件，适于协助在磁介质上记录的微波协助磁记录(MAMR)元件，所述MAMR元件具有接收用于其操作的电流的微波生成部，和适于从所述磁介质读取数据的读取元件；第一装置，所述第一装置适于测量与所述MAMR元件和所述介质相关的环境条件；和控制器，所述控制器适于基于所述第一装置提供的所述环境条件来控制磁头的操作和调整所述系统的操作参数。在另一个实施例中，一种系统包括:第一装置，所述第一装置适于测量与磁头的MAMR元件和磁介质相关的环境条件，其中所述MAMR适于协助使用磁头的写入元件在磁介质上记录，并且其中所述MAMR元件包括微波生成部，所述微波生成部接收用于其操作的电流；和第二装置，所述第二装置适于基于所述第一装置提供的所述环境条件来调整磁头的操作参数。还在另一个实施例中，一种方法包括:先于或当向磁介质的一部分写入数据时，使用磁头的MAMR元件在磁介质的所述一部分上生成局部AC场，其中所述MAMR元件被提供有用于其操作的电流；使用磁头的写入元件向所述磁介质的所述一部分写入数据；测量与所述MAMR元件和所述磁介质相关的环境条件,所述环境条件至少包括:测量与所述MAMR元件和所述磁介质相关的环境条件，所述环境条件包括至少:温度，所述读取元件的再生信号，以及所述MAMR元件和所述磁介质之间的间隙；以及基于所测量的环境条件来调整磁头的操作参数，所述操作参数至少包括:所述MAMR元件和所述磁介质之间的间隙和注入所述MAMR元件的电流的量，其中向处于较低操作温度的所述MAMR元件提供的电流的量高于向处于较高操作温度的所述MAMR元件提供的电流的量。在更多的实施例中，热协助磁记录(TAMR)磁头和/或TAMR系统可以用于代替或附加于在此描述的MAMR磁头和/或MAMR系统。任何这些实施例可以在例如磁盘驱动器系统的磁数据存储系统中实现，其可以包括磁头、用于在磁头上递送磁存储介质(例如，硬盘)的驱动机构和用于控制磁头操作且电耦合于磁头的控制单元。本专利技术其他的方面和优点从以下的连同附图一起考虑的详细描述中将变得显而易见，其中附图通过示例示出了本专利技术的原理。附图说明图1是磁记录盘驱动器系统的简化图。图2A是利用纵向记录格式的记录介质的部分图示。图2B是用于如图2A所示的纵向记录的现有磁记录头和记录介质的组合的图示。图2C是利用垂直记录格式的磁记录介质。图2D是用于在一侧垂直记录的记录磁头和记录介质组合的图示。图2E是适于在介质两侧分别地记录的记录设备的图示。图3A是带有螺旋形线圈的垂直磁头一个特定实施例的横截面图。图3B是带有螺旋形线圈的搭载磁头一个特定实施例的横截面图。图4A是带有圈环形线圈的垂直磁头一个特定实施例的横截面图。图4B是带有圆环形线圈的搭载磁头一个特定实施例的横截面图。图5是根据现有技术的现有垂直磁记录(PMR)系统的横截面图。图6是图表，其显示了根据现有技术在现有的PMR系统中对向热飞高控制(TFC)元件提供的电流的现有调整。图7显示了根据一个实施例的，磁头中的自旋转矩振荡器(STO)和微波协助磁记录(MAMR)元件。图8显示了 MAMR和PMR中有效的写入场的间隙依赖性。图9显示了根据一个实施例的用于STO设置的流程图的示例。图10显示了根据一个实施例用于STO设置的n=3和n=l的示例。图11显不了根据一个实施例的MAMR磁头的横截面图。图12显示了根据一个实施例的图11中所示的MAMR磁头的参数设置的示例。图13显不了根据一个实施例的MAMR磁头的横截面图。图14显示了根据一个实施例的图13中所示的MAMR磁头的参数设置的示例。图15显不了根据一个实施例的MAMR磁头的横截面图。图16显示了根据一个实施例的图15中所示的MAMR磁头的参数设置的示例。图17显不了根据一个实施例的MAMR磁头的横截面图。图18显示了根据一个实施例的图17中所示的MAMR磁头的参数设置的示例。图19显示了根据一个实施例的用于STO设置的流程图的示例。图20显示了根据一个实施例的用于STO设置的流程图的示例。图21显示了根据一个实施例的方法的流程图。图22显示了根据一个实施例的具有TAMR元件的磁头部分。图23显示了根据一个示出的实施例的可以用于调整参数的方法的流程图。图24描绘了根据一个实施例的图23的方法的结果，其中迭代的数量是三(n=3)。图25显示了根据一个实施例的与温度相比矫顽性(He)的图。图26显示了根据一个实施例的具有TAMR元件的磁头部分。图27显示了根据一个实施例的具有TAMR元件的磁头部分。图27B显示了根据一个实施例的描绘了与图27A中所示的磁头对应的参数调整结果的图。图28A显示了根据一个实施例的具有TAMR元件的磁头部分。图28B显示了根据一个实施例的描绘了与图28A中所示的磁头对应的参数调整结果的图。具体实施例方式为了示出本专利技术的常规原理进行以下描述，并且无本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：磁介质；磁头，所述磁头包括：写入元件，所述写入元件适于在所述磁介质上记录数据；微波协助磁记录（MAMR）元件，所述MAMR元件适于协助在所述磁介质上记录，所述MAMR元件包括微波生成部，所述微波生成部接收用于其操作的电流；和读取元件，所述读取元件适于从所述磁介质读取数据；第一装置，所述第一装置适于测量与所述MAMR元件和所述磁介质相关的环境条件；和控制器，所述控制器适于基于所述第一装置提供的所述环境条件来控制所述磁头的操作和调整所述系统的操作参数。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉·D·琼斯，大卫·L·惠特克，田河育也，城石芳博，
申请(专利权)人：HGST荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：