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JP2007293972A - Magnetic recording / reproducing head, magnetic recording / reproducing apparatus, and magnetic information recording / reproducing method - Google Patents

Magnetic recording / reproducing head, magnetic recording / reproducing apparatus, and magnetic information recording / reproducing method Download PDF

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JP2007293972A JP2006118927A JP2006118927A JP2007293972A JP 2007293972 A JP2007293972 A JP 2007293972A JP 2006118927 A JP2006118927 A JP 2006118927A JP 2006118927 A JP2006118927 A JP 2006118927A JP 2007293972 A JP2007293972 A JP 2007293972A
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Abstract

【課題】低製造コストで、従来に比べ高密度記録および高分解能再生が高精度で行え、且つ、省消費電力化された、超小型軽量の磁気記録再生ヘッド、これを備えた磁気記録再生装置、及び、磁気情報記録再生方法を得る。
【解決手段】磁気記録再生ヘッド100においては、スライダ基体1上にレーザー光源2と磁気シールド3aとが磁気記録媒体対向面側から並列形成されている。磁気シールド3a上には、誘電体4a、記録素子5、誘電体4b、磁気センサー用電極層6a、磁気センサー7、磁気センサー用電極層6b、磁気シールド3bがこの順に積層されている。レーザー光源2及び磁気シールド3bの上には保護膜8が形成され、磁気センサー7の側部には磁気センサー7にバイアス磁界を加えるためのバイアス層9a及び9bが形成されている。本発明の磁気記録再生装置は磁気記録再生ヘッド100を備えている。
【選択図】図1
An ultra-compact and light-weight magnetic recording / reproducing head capable of performing high-density recording and high-resolution reproduction with higher accuracy and lower power consumption at a low manufacturing cost, and a magnetic recording / reproducing apparatus including the same And a magnetic information recording / reproducing method.
In a magnetic recording / reproducing head 100, a laser light source 2 and a magnetic shield 3a are formed in parallel on a slider substrate 1 from the side facing the magnetic recording medium. On the magnetic shield 3a, the dielectric 4a, the recording element 5, the dielectric 4b, the magnetic sensor electrode layer 6a, the magnetic sensor 7, the magnetic sensor electrode layer 6b, and the magnetic shield 3b are laminated in this order. A protective film 8 is formed on the laser light source 2 and the magnetic shield 3 b, and bias layers 9 a and 9 b for applying a bias magnetic field to the magnetic sensor 7 are formed on the side of the magnetic sensor 7. The magnetic recording / reproducing apparatus of the present invention includes a magnetic recording / reproducing head 100.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、記録磁界を印加しつつ近接場光を用いて磁気記録媒体を昇温して磁気記録媒体に磁気情報を記録し、近接場光を用いて磁気記録媒体を昇温して磁気記録媒体に記録された記録情報を再生する光アシスト磁気記録再生方式に用いる磁気記録再生ヘッドと、この磁気記録再生ヘッドを備えている磁気記録再生装置と、これらの磁気記録再生ヘッド又は磁気記録再生装置を用いた磁気情報記録再生方法とに関する。   The present invention increases the temperature of a magnetic recording medium using near-field light while applying a recording magnetic field to record magnetic information on the magnetic recording medium, and increases the temperature of the magnetic recording medium using near-field light to perform magnetic recording. MAGNETIC RECORDING / REPRODUCING HEAD USED FOR OPTICAL-ASSISTED MAGNETIC RECORDING / REPRODUCING METHOD FOR REPRODUCING RECORDING INFORMATION RECORDED ON MEDIUM, MAGNETIC RECORDING / REPRODUCING DEVICE HAVING THE MAGNETIC RECORDING / REPRODUCING HEAD, AND The present invention relates to a magnetic information recording / reproducing method using.

ハードディスクに代表される磁気記録の分野では、記録媒体、記録ヘッド、再生ヘッドの特性向上により、面密度で200Gbit/inchを超える記録密度が達成され、さらに密度の向上が続いている。この記録密度の向上に対応すべく、種々の磁気記録方式や磁気再生方式が提案されている。 In the field of magnetic recording represented by a hard disk, a recording medium, a recording head, the characteristics improve reproduction head, is achieved recording density exceeding 200 Gbit / inch 2 in areal density, it is followed by a further increase in density. Various magnetic recording systems and magnetic reproduction systems have been proposed to cope with this improvement in recording density.

しかしながら、現行のハードディスクに用いられる磁気記録方式では、磁気記録媒体の熱揺らぎの問題が指摘されており、記録密度の増加に伴って磁気情報を長期間、安定に保持しておくことが困難となることが知られている。上記の熱揺らぎの問題は、磁気記録媒体の磁気ビットを形成する磁性粒子の体積vと磁気異方性エネルギー定数Kの積である、磁気異方性エネルギーvKと、熱エネルギーkT(k:ボルツマン定数、T:温度)との関係で表され、磁気異方性エネルギーvKが熱エネルギーkTの数十倍程度に小さくなると、熱揺らぎが顕著となることが知られている。高密度化磁気記録媒体において、上記の熱揺らぎの問題を解消するためにはKの大きな材料を記録媒体に用いることが必要となるが、Kを大きくすることは同時に保磁力Hを大きくしてしまうことにつながる。保磁力Hが大きくなると、記録時に必要となる磁界が増加してしまい、記録ヘッドから出力可能な、書き込み可能磁界の上限を上回ってしまうことから、従来の磁界のみを用いた磁気記録方式には限界がある。 However, in the current magnetic recording system used for hard disks, the problem of thermal fluctuation of the magnetic recording medium has been pointed out, and it is difficult to keep magnetic information stably for a long time as the recording density increases. It is known to be. The problem of the above thermal fluctuation is that the magnetic anisotropy energy vK u , which is the product of the volume v of the magnetic particles forming the magnetic bit of the magnetic recording medium and the magnetic anisotropy energy constant K u , and the thermal energy kT (k : Boltzmann constant, T: expressed in relation to the temperature), magnetic anisotropy energy vK u is the reduced to several tens of times the thermal energy kT, thermal fluctuations are known to be significant. In a high-density magnetic recording medium, it is necessary to use a material having a large K u for the recording medium in order to solve the above-described thermal fluctuation problem. However, increasing the K u simultaneously increases the coercive force H c . It leads to enlargement. When the coercive force H c is increased, will be increased magnetic field required for recording, which can be output from the recording head, since outweighs the upper limit of the writable magnetic field, the magnetic recording system using only conventional magnetic field There are limits.

このような高Kの磁気記録媒体に磁気情報を記録するための方法として、レーザー光を用いて、記録時に媒体を加熱することによって一時的に保磁力Hを低下させ、この加熱された部分に外部磁界を印加して磁気情報記録する、光アシスト磁気記録方式が提案されている。このような光アシスト磁気記録方式によれば、熱安定性の良い高K媒体に対しても比較的小さな磁界で記録が可能であり、且つ、記録密度を高くしても情報を安定に保持できることから、記録情報の消失を防ぐことができる。 As a method for recording magnetic information on a magnetic recording medium such high K u, using a laser beam, temporarily lowers the coercivity H c by heating the medium during recording, which is the heating An optically assisted magnetic recording method has been proposed in which an external magnetic field is applied to a portion to record magnetic information. According to such an optical-assisted magnetic recording method, recording with a relatively small magnetic field with respect to good thermal stability high K u medium are possible, and stably hold the raised even information recording density Since this is possible, loss of recorded information can be prevented.

さらに光アシスト磁気記録では、記録媒体上の加熱領域の大きさに応じて記録ビットのサイズが決まることから、加熱領域を小さくすれば外部磁界の印加領域が大きくても微小記録ビットが形成でき、高密度記録を達成できる。このため、加熱源であるレーザー光の光源波長よりもスポット径を小さくできる近接場光を用いた光アシスト磁気記録方式が多数提案されており、その一例として下記特許文献1が挙げられる。この特許文献1には、表面に金属膜をコーティングした錐体形状のプローブや、錐体形状の先端部に微小開口を形成したプローブを用いて近接場光を発生させ、光アシスト磁気記録を行う方法が開示されている。   Furthermore, in optically assisted magnetic recording, since the size of the recording bit is determined according to the size of the heating area on the recording medium, if the heating area is reduced, a minute recording bit can be formed even if the external magnetic field application area is large, High density recording can be achieved. For this reason, many optically assisted magnetic recording methods using near-field light that can make the spot diameter smaller than the light source wavelength of the laser beam that is a heating source have been proposed. In this patent document 1, near-field light is generated by using a cone-shaped probe whose surface is coated with a metal film or a probe having a minute opening formed at the tip of a cone, and performs optically assisted magnetic recording. A method is disclosed.

一方で、近接場光を用いた光アシスト磁気記録に際しては、近接場光による媒体加熱とともに記録ビットを磁化反転させるための外部磁界印加が必要である。しかしながら、近接場光の到達距離は近接場光発生素子の極近傍(近接場光を生じる微小形状のサイズ以下程度)にとどまるため、磁気記録媒体上の加熱領域に対して、磁気ビットが磁化反転を生じるのに十分な大きさの外部磁界を印加するためには、近接場光発生素子の極近傍に磁界発生源を設けることが重要となる。   On the other hand, in the optically assisted magnetic recording using near-field light, it is necessary to apply an external magnetic field for reversing the magnetization of the recording bit together with the medium heating by the near-field light. However, since the reach distance of the near-field light is very close to the near-field light generating element (less than the size of the minute shape that generates the near-field light), the magnetic bit is reversed in magnetization relative to the heating area on the magnetic recording medium. In order to apply an external magnetic field that is sufficiently large to generate a magnetic field, it is important to provide a magnetic field generation source in the immediate vicinity of the near-field light generating element.

次に、現行のハードディスクに用いられる磁気再生方式であるが、磁気記録媒体に高密度記録された磁気情報を、高い分解能で読み出す観点から、光アシスト再生方式と呼ばれるものが提案されている。これは、磁気情報が記録された磁気記録媒体にレーザー光を照射して、磁気記録媒体を局所的に、記録時よりも低い温度に加熱し、加熱領域から発生する漏洩磁界を磁気センサーを用いて検出する再生方式である。このとき、磁気記録媒体の非加熱領域からは漏洩磁界があまり発生せず、加熱領域からは大きな漏洩磁界が発生するように記録媒体の材料や組成を調整しておく。これにより、磁気センサーにおいて、加熱領域からの漏洩磁界を相対的に強く検出することができ、隣接トラックからのクロストークを軽減することが可能である。このような光アシスト再生においては、記録媒体上の加熱領域の大きさに応じて再生される(大きな漏洩磁界を発する)領域が決まることから、加熱源に近接場光源を用いることで加熱領域を小さくすれば、微小な記録ビットを高い分解能で再生可能となる。   Next, as a magnetic reproduction method used for the current hard disk, a method called an optically assisted reproduction method has been proposed from the viewpoint of reading out magnetic information recorded on a magnetic recording medium with high resolution with high resolution. This is because a magnetic recording medium on which magnetic information is recorded is irradiated with a laser beam, the magnetic recording medium is locally heated to a temperature lower than that at the time of recording, and a leakage magnetic field generated from the heating area is detected using a magnetic sensor. This is a playback method that detects the above. At this time, the material and composition of the recording medium are adjusted so that a leakage magnetic field is not generated so much from the non-heated area of the magnetic recording medium, and a large leakage magnetic field is generated from the heating area. Thereby, in the magnetic sensor, the leakage magnetic field from the heating region can be detected relatively strongly, and crosstalk from adjacent tracks can be reduced. In such an optically assisted reproduction, an area to be reproduced (a large leakage magnetic field is generated) is determined according to the size of the heating area on the recording medium. Therefore, the heating area is set by using a near-field light source as a heating source. If the size is reduced, minute recording bits can be reproduced with high resolution.

このような近接場光源と磁気センサーとを用いる構成の一例として、下記特許文献2が挙げられる。この特許文献2には、レーザー光出射口の周りに磁界を印加して情報を記録するコイルと、コイルの内側に配置され、磁気記録媒体に記録された情報を検出する磁気センサーを備えた光アシスト磁気ヘッドが開示されており、レーザー光出射口から出射されたレーザー光を増強するプラズモン励起体またはサイズを小さくする開口を有する遮光体を備えた光アシスト磁気ヘッドについても開示されている。また、特許文献2には、レーザー光出射口と磁気抵抗センサーのスピンバルブ膜との距離を2〜3μmに近付けることが可能となり、組立調整が容易となる結果、レーザー光出射口と磁気センサーとを同時に、同一の狭トラック上をトラッキングさせることが可能になることも記載されている。   As an example of a configuration using such a near-field light source and a magnetic sensor, the following Patent Document 2 can be cited. This Patent Document 2 discloses a light that includes a coil that records information by applying a magnetic field around a laser beam exit, and a magnetic sensor that is disposed inside the coil and detects information recorded on a magnetic recording medium. An assist magnetic head is disclosed, and an optically assisted magnetic head including a plasmon exciter that enhances laser light emitted from a laser light exit or a light shield that has an opening that reduces the size is also disclosed. Patent Document 2 discloses that the distance between the laser light exit port and the spin valve film of the magnetoresistive sensor can be reduced to 2 to 3 μm, and assembly adjustment is facilitated. It is also described that it is possible to simultaneously track on the same narrow track.

特開平11−265520号公報JP-A-11-265520 特開2003−203304号公報JP 2003-203304 A

上記のような光アシスト磁気記録と光アシスト再生とを、共に近接場光を用いて行う記録再生方式においては、低コスト化とヘッド軽量化の観点から、記録素子と磁気センサーとで近接場光源を共用することが望ましい。すなわち、レーザー光源および近接場発生源はそれぞれ単一にすることが望ましい。しかしながら、現行のハードディスクに用いられる磁気センサーにおいては、磁気センサーに接して、磁気センサーの両面(磁気記録媒体のトラック長さ方向)に厚さ500nmから3μm程度の磁気シールドが形成されることが一般的である。一方で、近接場光源から発せられる近接場光の到達距離は近接場光を生じる微小形状のサイズ以下程度であり、記録素子に形成された近接場光源を、光アシスト再生にも共用しようとすれば、従来の磁気センサーに適用されているような500nmから3μm程度の磁気シールドでは、シールドが厚く、近接場発生源と磁気センサーとの距離が離れすぎてしまうために、記録素子に形成された単一の近接場発生源で加熱された磁気記録媒体の加熱領域が、媒体の移動に伴って磁気センサー下に到達する前に自然冷却されてしまい、光アシスト再生が実現できない問題が生じる。このように単一の近接場光源を用いて光アシスト磁気記録再生を実現しようとする場合、従来の磁気シールド厚さでは、磁気センサー下に到達する前に自然冷却されてしまうという問題はこれまで指摘されておらず、当然ながらその解決策も示されていない。   In the recording / reproducing method in which both optically assisted magnetic recording and optically assisted reproduction as described above are performed using near-field light, a near-field light source is composed of a recording element and a magnetic sensor from the viewpoint of cost reduction and head weight reduction. It is desirable to share. That is, it is desirable that each of the laser light source and the near-field generation source be single. However, in the magnetic sensor used in the current hard disk, a magnetic shield having a thickness of about 500 nm to 3 μm is generally formed on both sides of the magnetic sensor (track length direction of the magnetic recording medium) in contact with the magnetic sensor. Is. On the other hand, the reach distance of near-field light emitted from a near-field light source is about the size of a minute shape that generates near-field light, and the near-field light source formed on the recording element is also used for light-assisted reproduction. For example, a magnetic shield of about 500 nm to 3 μm as applied to a conventional magnetic sensor is formed on a recording element because the shield is thick and the distance between the near-field generation source and the magnetic sensor is too large. The heating region of the magnetic recording medium heated by the single near-field generation source is naturally cooled before reaching the magnetic sensor as the medium moves, and there is a problem that optically assisted reproduction cannot be realized. Thus, when trying to realize optically assisted magnetic recording / reproducing using a single near-field light source, the conventional magnetic shield thickness has been problematic in that it naturally cools before reaching under the magnetic sensor. It has not been pointed out, and of course no solution has been shown.

また、特許文献2において、レーザー光出射口と磁気抵抗センサーのスピンバルブ膜との距離を小さくできる光アシスト磁気ヘッドが開示されてはいるが、レーザー光出射口と磁気抵抗センサーのスピンバルブ膜との距離は2〜3μmと大きく、近接場光が到達する距離と比べて非常に大きいため、光アシスト再生を行うには十分な距離にはない。加えて、特許文献2に開示されている光アシスト磁気ヘッドでは、レーザー光出射口と磁気抵抗センサーとを近付けるために、磁界を印加するためのコイルをレーザー光出射口と磁気抵抗センサーとを共に含む領域の外側で巻回す必要があり、このため、コイルの全長が長くなるとともに、コイルに囲まれる領域の面積が大きくなる結果、レーザー光出射口近傍で十分な記録磁界を発生するためには、大きな消費電力が必要になるという問題があった。   Patent Document 2 discloses an optically assisted magnetic head that can reduce the distance between the laser light exit port and the spin valve film of the magnetoresistive sensor. This distance is as large as 2 to 3 μm, which is much larger than the distance that the near-field light reaches, and is not a sufficient distance for performing light-assisted reproduction. In addition, in the optically assisted magnetic head disclosed in Patent Document 2, a coil for applying a magnetic field is connected to the laser beam exit port and the magnetoresistive sensor in order to bring the laser beam exit port close to the magnetoresistive sensor. In order to generate a sufficient recording magnetic field in the vicinity of the laser beam exit, as a result, the entire length of the coil is increased and the area of the region surrounded by the coil is increased. There was a problem of requiring large power consumption.

そこで、本発明の目的は、単一の近接場光源を用いても光アシスト磁気記録と光アシスト再生とを、効率的且つ精度良く行うことが可能であり、従来に比べて高密度の記録および高分解能の再生が高い精度で行え、さらに、製造コストが低く、超小型で軽量の磁気記録再生ヘッドを実現できるとともに、従来に比べ省消費電力化された磁気記録再生ヘッド、磁気記録再生装置、及びこれらを用いた磁気情報記録再生方法を提供することにある。また、磁気シールドを厚くしても、近接場光発生箇所が磁気センサーから離れることが無い磁気記録再生ヘッド及び磁気記録再生装置を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to enable efficient and accurate optically assisted magnetic recording and optically assisted reproduction even when a single near-field light source is used. High-resolution reproduction can be performed with high accuracy, and furthermore, a magnetic recording / reproducing head, a magnetic recording / reproducing apparatus, which can realize a magnetic recording / reproducing head that is low in manufacturing cost, ultra-compact and lightweight, Another object of the present invention is to provide a magnetic information recording / reproducing method using them. It is another object of the present invention to provide a magnetic recording / reproducing head and a magnetic recording / reproducing apparatus in which a near-field light generating portion does not leave a magnetic sensor even when the magnetic shield is thickened.

課題を解決するための手段及び効果Means and effects for solving the problems

(1) 本発明の磁気記録再生ヘッドは、記録磁界を印加しつつ近接場光を用いて磁気記録媒体を昇温して磁気記録媒体に磁気情報を記録し、近接場光を用いて磁気記録媒体を昇温して磁気記録媒体に記録された記録情報を再生する光アシスト磁気記録再生方式に用いる磁気記録再生ヘッドであって、非磁性体からなり、一対の電極、及び、前記一対の電極のそれぞれと電気的に接続された導電性の狭窄部を有する記録素子と、磁気記録媒体に記録された記録情報を再生する磁気センサーとを備え、前記狭窄部にレーザー光が照射されたときに前記狭窄部に形成された局所形状変化部を発生源とした近接場光が発生し、前記一対の電極間に電流が流れると前記狭窄部を発生源とした磁界が発生し、前記狭窄部及び前記磁気センサーを挟む位置に設けられた一対の磁気シールド層をさらに備えている。 (1) The magnetic recording / reproducing head of the present invention uses a near-field light while applying a recording magnetic field to raise the temperature of the magnetic recording medium to record magnetic information on the magnetic recording medium, and uses the near-field light to record the magnetic information. A magnetic recording / reproducing head used in an optically assisted magnetic recording / reproducing system for reproducing recorded information recorded on a magnetic recording medium by raising the temperature of the medium, comprising a non-magnetic material, a pair of electrodes, and the pair of electrodes A recording element having a conductive constriction portion electrically connected to each of the recording element and a magnetic sensor for reproducing recorded information recorded on a magnetic recording medium, and when the constriction portion is irradiated with laser light Near-field light is generated using a local shape change portion formed in the constricted portion as a source, and when a current flows between the pair of electrodes, a magnetic field is generated using the constricted portion as a source, and the constricted portion and Position to sandwich the magnetic sensor Further comprising a pair of magnetic shield layer provided.

上記構成によれば、非通電時(再生時)に磁気センサーに影響を与えない(磁界が発生しない)非磁性体からなる記録素子を用いるとともに、近接場光発生位置である上記記録素子の狭窄部に形成された局所形状変化部を磁気センサーの極近傍に配置できる。従って、光アシスト磁気記録と光アシスト再生との両方を、上記狭窄部が発生源となる単一の近接場光を用いて行うことが可能となる。したがって、製造コストが低く、超小型で軽量の磁気記録再生ヘッドを実現できる。また、用いるレーザー光源が1つだけでよいという点でも優れている。さらに、特許文献2のものに比べて大きな消費電力を必要としない。また、上記のように、近接場光発生部を磁気センサーの極近傍に配置できることから、近接場光で加熱された磁気記録媒体の加熱領域の自然冷却を極めて小さく抑えた状態で磁気センサーによる磁界検出が出来、効率的な光アシスト再生が実現できる。同時に、磁気記録媒体を過度に加熱する必要が無いため、レーザー光源の低消費電力化が可能である。さらには、磁気記録媒体の加熱領域が小さくなって高分解能の光アシスト再生が実現できる。加えて、光アシスト再生時に磁気記録媒体を誤消去する虞が少なくなり、媒体設計マージンが広がるという効果も奏する。また、上記のように、レーザー光の照射強度を低減できることによって、磁気センサーが過度に熱せられることが無く、磁界検出能力の高い磁気記録再生ヘッドを提供できる。   According to the above configuration, the recording element made of a non-magnetic material that does not affect the magnetic sensor (no magnetic field is generated) when de-energized (during reproduction) is used, and the recording element that is the near-field light generation position is constricted. The local shape change part formed in the part can be arranged in the very vicinity of the magnetic sensor. Therefore, both optically assisted magnetic recording and optically assisted reproduction can be performed using a single near-field light whose source is the constriction. Therefore, an ultra-compact and lightweight magnetic recording / reproducing head can be realized at a low manufacturing cost. It is also excellent in that only one laser light source is used. Furthermore, a large power consumption is not required as compared with that of Patent Document 2. In addition, as described above, the near-field light generating unit can be disposed in the very vicinity of the magnetic sensor, so that the magnetic field generated by the magnetic sensor is kept in a state where natural cooling of the heating area of the magnetic recording medium heated by the near-field light is extremely small. Detection is possible, and efficient light-assisted reproduction can be realized. At the same time, since it is not necessary to heat the magnetic recording medium excessively, the power consumption of the laser light source can be reduced. Furthermore, the heating area of the magnetic recording medium is reduced, and high-resolution optically assisted reproduction can be realized. In addition, the possibility of erroneous erasure of the magnetic recording medium during optically assisted reproduction is reduced, and the medium design margin is increased. Further, as described above, since the irradiation intensity of the laser beam can be reduced, the magnetic sensor is not excessively heated, and a magnetic recording / reproducing head having a high magnetic field detection capability can be provided.

さらに、一対の磁気シールドにより、磁気センサーがノイズ源となる周囲の浮遊磁界の影響を受けにくく、精度の高い光アシスト再生が可能となる。加えて、磁気シールドを厚く形成した場合でも、近接場光発生箇所が磁気センサーから離れることが無いため、磁気信号再生時のノイズ源となる隣接ビットからの漏洩磁界や装置内の浮遊磁界を打ち消す効果が高い磁気記録再生ヘッドを提供できる。   Further, the pair of magnetic shields makes it difficult for the magnetic sensor to be affected by the surrounding stray magnetic field that becomes a noise source, and enables high-precision light-assisted reproduction. In addition, even if the magnetic shield is made thick, the near-field light generation location does not leave the magnetic sensor, so it cancels out the leakage magnetic field from the adjacent bit that becomes the noise source during magnetic signal reproduction and the stray magnetic field in the device A magnetic recording / reproducing head having a high effect can be provided.

(2) 上記(1)の磁気記録再生ヘッドにおいては、前記記録素子と前記磁気センサーとの間に誘電体層が形成されていることが好ましい。これにより、記録素子と磁気センサーとの電気的な短絡を防ぐと同時に、薄膜形成法を用いて記録素子と磁気センサーとを同一基体上に連続形成できるので、記録素子と磁気センサーとを別部材で形成する場合に比べて位置ずれが無く、製造コストが低く、小型で軽量の磁気記録再生ヘッドを実現できる。 (2) In the magnetic recording / reproducing head of (1), it is preferable that a dielectric layer is formed between the recording element and the magnetic sensor. As a result, an electrical short circuit between the recording element and the magnetic sensor can be prevented, and at the same time, the recording element and the magnetic sensor can be continuously formed on the same substrate by using a thin film forming method. Compared to the case of forming the magnetic recording / reproducing head, it is possible to realize a small and lightweight magnetic recording / reproducing head with no positional deviation and low manufacturing cost.

(3) 上記(2)の磁気記録再生ヘッドにおいては、前記磁気センサーを挟み込むように第1の磁気センサー用電極層と第2の磁気センサー用電極層とが形成されており、前記磁気センサーに通電するための第1の磁気センサー用電極層が、前記局所形状変化部との間に前記誘電体層を挟み込むような位置に形成されていることがさらに好ましい。 (3) In the magnetic recording / reproducing head of (2), the first magnetic sensor electrode layer and the second magnetic sensor electrode layer are formed so as to sandwich the magnetic sensor. More preferably, the first magnetic sensor electrode layer for energization is formed at a position such that the dielectric layer is sandwiched between the first shape layer and the local shape changing portion.

上記(3)の磁気記録再生ヘッドによれば、レーザー光が照射されたときに前記局所形状変化部と前記磁気センサーとの間の相互作用によって高効率の電界増強を生じさせることができ、より高強度の近接場光を得ることが可能となる。従って、増幅された高強度の近接場光を磁気記録媒体に照射できるため、レーザー光源からの光を低出力で照射した場合でも高強度の近接場光が得られ、レーザー光源の更なる低消費電力化が実現できる。また、上記磁気センサー用電極層が、磁気センサーに通電する電極としての役割と、近接場光を発生し且つ増強する部材としての役割とを兼ねることができる。従って、近接場光発生箇所を磁気センサーの極近傍に配置できるため、効率的な光アシスト再生が可能であるとともに、磁気センサーに通電する電極としての役割を果たす部材と、近接場光を増強する役割を果たす部材とを個別に形成する場合に比べて、部材を減らすことができる効果を奏する。   According to the magnetic recording / reproducing head of (3), a high-efficiency electric field enhancement can be caused by the interaction between the local shape changing portion and the magnetic sensor when irradiated with laser light. High-intensity near-field light can be obtained. Therefore, since the amplified high-intensity near-field light can be irradiated onto the magnetic recording medium, high-intensity near-field light can be obtained even when the light from the laser light source is irradiated at a low output, further reducing the consumption of the laser light source. Electricity can be realized. Further, the magnetic sensor electrode layer can serve as an electrode for energizing the magnetic sensor and as a member for generating and enhancing near-field light. Accordingly, since the near-field light generation location can be arranged in the very vicinity of the magnetic sensor, efficient light-assisted reproduction is possible, and the member serving as an electrode for energizing the magnetic sensor and the near-field light are enhanced. There is an effect that the number of members can be reduced as compared with the case where the members that play a role are formed individually.

(4) 上記(1)〜(3)の磁気記録再生ヘッドにおいては、前記局所形状変化部が、前記一対の電極同士を接続する狭窄部内において、前記一対の電極よりも前記磁気センサーに近い位置に設けられた凸形状に湾曲した個所に形成されていることが好ましい。 (4) In the magnetic recording / reproducing heads of the above (1) to (3), the local shape changing portion is closer to the magnetic sensor than the pair of electrodes in the narrowed portion connecting the pair of electrodes. It is preferable that it is formed in the part curved in the convex shape provided in.

上記(4)の磁気記録再生ヘッドによれば、前記凸形状に湾曲した局所形状変化部の突起部側において、局所形状変化部の窪み部側よりも強い近接場光を発生させることができる。したがって、近接場光発生源と磁気センサーとが近接して形成されていることと相まって、より効率的な光アシスト再生が可能となる。   According to the magnetic recording / reproducing head of (4), it is possible to generate stronger near-field light on the protruding portion side of the local shape changing portion curved in the convex shape than on the concave portion side of the local shape changing portion. Therefore, coupled with the fact that the near-field light source and the magnetic sensor are formed close to each other, more efficient light-assisted reproduction can be performed.

(5) 上記(4)の磁気記録再生ヘッドにおいては、前記近接場光の磁気記録媒体の表面と平行な方向における領域の最大幅が、前記突起部の曲率半径よりも小さいことが好ましい。これによれば、磁気記録媒体上の極めて狭い領域に近接場光を照射することができるため、より高密度な光アシスト磁気記録と、より高分解能な光アシスト再生とが実現できる。 (5) In the magnetic recording / reproducing head of (4), it is preferable that the maximum width of the region in the direction parallel to the surface of the magnetic recording medium of the near-field light is smaller than the radius of curvature of the protrusion. According to this, it is possible to irradiate near-field light on an extremely narrow area on the magnetic recording medium, so that higher density optically assisted magnetic recording and higher resolution optically assisted reproduction can be realized.

(6) 上記(3)〜(5)の磁気記録再生ヘッドにおいては、前記局所形状変化部と前記磁気センサーに通電するための磁気センサー用電極層との距離が5nm以上100nm以下であることが好ましい。 (6) In the magnetic recording / reproducing heads of (3) to (5) above, the distance between the local shape changing portion and the magnetic sensor electrode layer for energizing the magnetic sensor is 5 nm or more and 100 nm or less. preferable.

(7) 上記(3)〜(5)の磁気記録再生ヘッドにおいては、前記局所形状変化部と前記磁気センサーに通電するための磁気センサー用電極層との距離が10nm以上50nm以下であることがさらに好ましい。 (7) In the magnetic recording / reproducing heads of (3) to (5) above, the distance between the local shape changing portion and the magnetic sensor electrode layer for energizing the magnetic sensor is 10 nm or more and 50 nm or less. Further preferred.

(8) 上記(3)〜(5)の磁気記録再生ヘッドにおいては、前記第1の磁気センサー用電極層の少なくとも一部がAu,Ag,Alを主体とする金属で形成されていることが好ましい。 (8) In the magnetic recording / reproducing heads of (3) to (5), at least a part of the first magnetic sensor electrode layer is formed of a metal mainly composed of Au, Ag, and Al. preferable.

(6)〜(8)の磁気記録再生ヘッドによれば、記録素子の狭窄部に形成された局所形状変化部と、第1の磁気センサー用電極層との間でより強い電場の多重干渉効果(共鳴効果)が得られることから、特に高強度の近接場光が得られ、記録媒体をより効率的に加熱できる磁気センサー素子を提供できる効果を奏する。すなわち、より低い強度のレーザー光を照射した場合でも高強度の近接場光が得られるため、レーザー光源の更なる低消費電力化が実現できる。また、上記のように、レーザー光の照射強度を低減できることによって、磁気センサーが過度に熱せられることが無く、磁界検出能力の高い磁気センサー素子を提供できる。   According to the magnetic recording / reproducing heads of (6) to (8), the multiple interference effect of a stronger electric field between the local shape changing portion formed in the narrowed portion of the recording element and the first magnetic sensor electrode layer. Since (resonance effect) is obtained, particularly high-intensity near-field light can be obtained, and the magnetic sensor element capable of heating the recording medium more efficiently can be provided. That is, even when irradiated with a laser beam having a lower intensity, a high-intensity near-field light can be obtained, so that the power consumption of the laser light source can be further reduced. Further, as described above, since the irradiation intensity of laser light can be reduced, the magnetic sensor is not heated excessively, and a magnetic sensor element having a high magnetic field detection capability can be provided.

(9) 上記(1)〜(8)の磁気記録再生ヘッドにおいては、前記磁気センサーが、非磁性層、磁化固定層、及び、前記磁化固定層との間で前記非磁性層を挟む磁化自由層を含むスピンバルブ型の磁気抵抗効果素子であり、前記磁化自由層が前記磁化固定層よりも前記記録素子に近い位置に形成されていることが好ましい。これにより、近接場光で加熱された磁気記録媒体の加熱領域の自然冷却をより小さく抑えた状態で磁気センサーの磁化自由層直下に加熱領域を移動させることが出来、光アシスト再生の効率を向上できる。 (9) In the magnetic recording / reproducing heads of the above (1) to (8), the magnetic sensor has a magnetization free phase in which the nonmagnetic layer is sandwiched between the nonmagnetic layer, the magnetization fixed layer, and the magnetization fixed layer. It is a spin-valve magnetoresistive element including a layer, and the magnetization free layer is preferably formed at a position closer to the recording element than the magnetization fixed layer. As a result, the heating area of the magnetic recording medium heated by the near-field light can be moved directly under the magnetization free layer of the magnetic sensor while suppressing the natural cooling of the heating area of the magnetic recording medium to a smaller level, thereby improving the efficiency of optically assisted reproduction. it can.

(10) 上記(1)〜(9)の磁気記録再生ヘッドにおいては、前記記録素子と前記磁気センサーと前記レーザー光源とが同一の基体上に形成されていることが好ましい。これにより、レーザー光と、記録素子及び磁気センサーとの位置ずれが生じることなく、記録素子の狭窄部に対して安定してレーザー光を照射することが可能となるため、高精度な光アシスト磁気記録、光アシスト再生を実現できる。 (10) In the magnetic recording / reproducing heads of (1) to (9), it is preferable that the recording element, the magnetic sensor, and the laser light source are formed on the same substrate. As a result, it is possible to stably irradiate the narrowed portion of the recording element without causing a positional shift between the laser light and the recording element and the magnetic sensor. Recording and optically assisted playback can be realized.

(11) 上記(1)〜(10)の磁気記録再生ヘッドにおいては、前記局所形状変化部に鋭角が形成されていることが好ましい。これにより、発生する近接場光のサイズをさらに小さくできるので、より局所的な加熱を実現できる。 (11) In the magnetic recording / reproducing heads of the above (1) to (10), it is preferable that an acute angle is formed in the local shape changing portion. Thereby, since the size of the generated near-field light can be further reduced, more local heating can be realized.

(12) 上記(1)〜(11)の磁気記録再生ヘッドにおいては、前記一対の磁気シールドのうち1つが、磁気記録媒体の対向面に沿って突出し、前記記録素子の一対の電極における磁気記録媒体側の面の少なくとも一部を覆っている突起部を備えていることが好ましい。これにより、媒体対向面における一対の磁気シールドの間の距離を小さくすることができるので、より高い空間分解能で磁界検出が可能となる。 (12) In the magnetic recording / reproducing heads of the above (1) to (11), one of the pair of magnetic shields protrudes along the opposing surface of the magnetic recording medium, and magnetic recording is performed on the pair of electrodes of the recording element. It is preferable to provide a protrusion that covers at least a part of the surface on the medium side. As a result, the distance between the pair of magnetic shields on the medium facing surface can be reduced, so that the magnetic field can be detected with higher spatial resolution.

(13) 上記(1)〜(12)の磁気記録再生ヘッドにおいては、前記磁気センサーにレーザー光が照射されることを防ぐための遮光体をさらに備えていることが好ましい。これにより、磁気センサーの温度上昇を抑え、記録素子の狭窄部近傍にのみ光ビームを照射できる。これにより、磁気センサーの磁界検出性能を損なうことなく、近接場光を用いた効率的な光アシスト再生が実現できる。 (13) It is preferable that the magnetic recording / reproducing heads of (1) to (12) further include a light-shielding body for preventing the magnetic sensor from being irradiated with laser light. Thereby, the temperature rise of the magnetic sensor can be suppressed, and the light beam can be irradiated only in the vicinity of the constricted portion of the recording element. Thereby, efficient light-assisted reproduction using near-field light can be realized without impairing the magnetic field detection performance of the magnetic sensor.

(14) 本発明の磁気記録再生装置は、上記(1)〜(13)のいずれか1つの磁気記録再生ヘッドと、前記磁気記録再生ヘッドによって磁気記録再生が行われる磁気記録媒体とを備えている。これにより、上述の磁気記録再生ヘッドの効果を奏するとともに、高密度な磁気記録と高分解能の再生が可能な磁気記録再生装置を提供できる。 (14) A magnetic recording / reproducing apparatus according to the present invention includes any one of the above magnetic recording / reproducing heads (1) to (13) and a magnetic recording medium on which magnetic recording / reproducing is performed by the magnetic recording / reproducing head. Yes. As a result, it is possible to provide a magnetic recording / reproducing apparatus capable of achieving the above-described magnetic recording / reproducing head and capable of high-density magnetic recording and high-resolution reproduction.

(15) 上記(14)の磁気記録再生装置においては、前記磁気記録再生ヘッドにおける磁気センサーが、前記磁気記録再生ヘッドにおける記録素子よりも前記磁気記録媒体の移動方向の後方に配設されていることが好ましい。これにより、磁気記録媒体の加熱領域を効率的に磁気センサー直下に移動させることが可能となり、単一の近接場光源を用いて、光アシスト磁気記録と光アシスト再生とを効率よく実現でき、高密度な磁気記録と高分解能の再生が可能な磁気記録再生装置を提供できる。 (15) In the magnetic recording / reproducing apparatus of (14), the magnetic sensor in the magnetic recording / reproducing head is disposed behind the recording element in the magnetic recording / reproducing head in the moving direction of the magnetic recording medium. It is preferable. As a result, the heating area of the magnetic recording medium can be efficiently moved directly below the magnetic sensor, and optically assisted magnetic recording and optically assisted reproduction can be efficiently realized using a single near-field light source. A magnetic recording / reproducing apparatus capable of high-density magnetic recording and high-resolution reproduction can be provided.

(16)本発明の磁気情報記録再生方法は、磁気情報記録の際には、磁気記録媒体上に請求項1〜13のいずれか1項に記載の前記磁気記録再生ヘッドの近接場光源から近接場光を照射して磁気記録媒体を加熱するとともに磁界を印加して磁気情報を記録し、磁気情報再生の際には、前記磁気情報記録の際と同一の近接場光源から発する近接場光を磁気記録媒体上に照射して磁気記録媒体を前記磁気情報記録の際よりも低い温度に加熱し、磁気情報を読み出すものである。 (16) In the magnetic information recording / reproducing method of the present invention, when magnetic information is recorded, the magnetic recording / reproducing head according to any one of claims 1 to 13 is brought close to the magnetic field on the magnetic recording medium. The magnetic recording medium is heated by irradiating the field light, and magnetic information is recorded by applying a magnetic field. When reproducing the magnetic information, the near-field light emitted from the same near-field light source as in the magnetic information recording is used. Irradiation onto the magnetic recording medium heats the magnetic recording medium to a temperature lower than that during the magnetic information recording, and reads out the magnetic information.

(17)別の観点として、本発明の磁気情報記録再生方法は、磁気情報記録の際には、磁気記録媒体上に請求項14又は15に記載の磁気記録再生装置における磁気記録再生ヘッドの近接場光源から近接場光を照射して磁気記録媒体を加熱するとともに磁界を印加して磁気情報を記録し、磁気情報再生の際には、前記磁気情報記録の際と同一の近接場光源から発する近接場光を磁気記録媒体上に照射して磁気記録媒体を前記磁気情報記録の際よりも低い温度に加熱し、磁気情報を読み出すものである。 (17) As another aspect, in the magnetic information recording / reproducing method of the present invention, when magnetic information is recorded, the magnetic recording / reproducing head in the magnetic recording / reproducing apparatus according to claim 14 is placed close to the magnetic recording medium. The magnetic recording medium is heated by irradiating the near-field light from the field light source, and the magnetic information is applied to record the magnetic information. When reproducing the magnetic information, the same near-field light source is emitted from the same magnetic information recording. The magnetic information is read out by irradiating the near-field light onto the magnetic recording medium to heat the magnetic recording medium to a temperature lower than that during the magnetic information recording.

上記(16)、(17)の構成によれば、高精度かつ効率的な光アシスト再生を実現できる。   According to the configurations of (16) and (17) above, highly accurate and efficient optically assisted reproduction can be realized.

<第1実施形態>
以下、図面を参照しながら、本発明の第1実施形態に係る磁気記録再生ヘッドについて説明する。図1(a)が本発明の第1実施形態に係る磁気記録再生ヘッドの側断面図、図1(b)が図1(a)の磁気記録再生ヘッドの媒体対向面(図1(a)の下面)を示す図である。図2は、図1の磁気記録再生ヘッドの主要部を示す図であって、一部透明化された斜視図である。図3は、図1および図2の磁気記録再生ヘッドにおける記録素子を示す平面図である。図4は、図1および図2の磁気記録再生ヘッドにおける磁気センサーと磁気シールドとを示す図であって、(a)が媒体対向面付近部分の側断面図、(b)が媒体対向面((a)の下端面)を示す図である。
<First Embodiment>
The magnetic recording / reproducing head according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1A is a side sectional view of the magnetic recording / reproducing head according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a medium facing surface of the magnetic recording / reproducing head of FIG. 1A (FIG. 1A). FIG. FIG. 2 is a perspective view showing a main part of the magnetic recording / reproducing head of FIG. 1, partially transparent. FIG. 3 is a plan view showing a recording element in the magnetic recording / reproducing head of FIGS. 4A and 4B are diagrams showing the magnetic sensor and the magnetic shield in the magnetic recording / reproducing head of FIGS. 1 and 2, wherein FIG. 4A is a side sectional view of the vicinity of the medium facing surface, and FIG. It is a figure which shows the lower end surface of (a).

図1(a)に示すように、本実施形態に係る磁気記録再生ヘッド100において、スライダ基体1上に、レーザー光源2と磁気シールド3aとが磁気記録媒体対向面側から並列に形成されている。磁気シールド3a上には、誘電体4a、記録素子5、誘電体4b、磁気センサー用電極層6a、磁気センサー7、磁気センサー用電極層6b、及び、磁気シールド3bがこの順に積層されている。さらに、レーザー光源2及び磁気シールド3bの上には、保護膜8が形成されている。また、磁気センサー7にバイアス磁界を加えるためのバイアス層9aおよび9bが、磁気センサー7の両側部であり且つ磁気センサー用電極層6a、6bに挟まれるとともに、磁気記録媒体対向面に沿って形成されている。   As shown in FIG. 1A, in a magnetic recording / reproducing head 100 according to this embodiment, a laser light source 2 and a magnetic shield 3a are formed in parallel on the slider base 1 from the side facing the magnetic recording medium. . On the magnetic shield 3a, the dielectric 4a, the recording element 5, the dielectric 4b, the magnetic sensor electrode layer 6a, the magnetic sensor 7, the magnetic sensor electrode layer 6b, and the magnetic shield 3b are laminated in this order. Further, a protective film 8 is formed on the laser light source 2 and the magnetic shield 3b. Further, bias layers 9a and 9b for applying a bias magnetic field to the magnetic sensor 7 are formed on both sides of the magnetic sensor 7 and sandwiched between the magnetic sensor electrode layers 6a and 6b and along the magnetic recording medium facing surface. Has been.

スライダ基体1は、磁気記録媒体が移動することによって生じる空気流を受けて、磁気記録再生ヘッド100を磁気記録媒体上に浮上させるために、端部にテーパー部1aを有している。スライダ1の磁気記録媒体と対向する面には、磁気記録再生ヘッド100が磁気記録媒体上を浮上する際に、磁気記録再生ヘッド100と磁気記録媒体5との間の空気の流れを制御して、磁気記録再生ヘッド100の浮上高さを5〜10nm程度に調整するために凸形状に形成されたABS(Air Bearing Surface)面加工形状10が施されている(図1(b)参照)。これらのテーパー部1aやABS面加工形状10は、従来のハードディスク装置に用いられる記録再生ヘッドのスライダにおいて一般的に用いられるものである。なお、磁気記録再生ヘッド100は磁気記録媒体の移動方向に対して、テーパー部1a側が先頭側(空気流入側)となるように配置されて使用される。   The slider substrate 1 has a tapered portion 1a at the end for receiving the air flow generated by the movement of the magnetic recording medium and causing the magnetic recording / reproducing head 100 to float on the magnetic recording medium. On the surface of the slider 1 facing the magnetic recording medium, the air flow between the magnetic recording / reproducing head 100 and the magnetic recording medium 5 is controlled when the magnetic recording / reproducing head 100 floats on the magnetic recording medium. In order to adjust the flying height of the magnetic recording / reproducing head 100 to about 5 to 10 nm, an ABS (Air Bearing Surface) surface processing shape 10 formed in a convex shape is applied (see FIG. 1B). These tapered portion 1a and ABS surface processed shape 10 are generally used in a slider of a recording / reproducing head used in a conventional hard disk device. The magnetic recording / reproducing head 100 is used by being arranged such that the taper portion 1a side is the leading side (air inflow side) with respect to the moving direction of the magnetic recording medium.

スライダ基体1には、レーザー光源2をエピタキシャル成長させるために、GaAs、GaN、Alから選ばれる基体を用いる。なお、一変形例として、スライダ基体1は、この上にレーザー光源2を成長形成させることが可能であれば、どのような材料からなるものでもよい。または、スライダ基体1として一般的なハードディスクのスライダ基体に用いられるアルチック(Al・TiC)基体を使用し、これに、レーザー光源2をエピタキシャル成長させた基板を貼り合わせて使用しても構わない。 For the slider substrate 1, a substrate selected from GaAs, GaN, and Al 2 O 3 is used for epitaxial growth of the laser light source 2. As a modification, the slider base 1 may be made of any material as long as the laser light source 2 can be grown thereon. Or, using common ALTIC used in the slider body of the hard disk (Al 2 O 3 · TiC) substrate as a slider body 1, this, may be used by bonding a substrate a laser light source 2 is epitaxially grown Absent.

レーザー光源2は、後述する狭窄部5aの一部に、伝播光であるレーザー光11を照射して、近接場光を発生させ、光アシスト磁気記録、光アシスト再生を容易に実現するための半導体レーザー光源であって、一般的な端面発光レーザーを用いることができる。例えば光源波長が405nm近傍のGaNを用いた青紫色レーザーや、光源波長が600nmから850nm程度のGaAsを用いた赤色レーザーを用いることができる。青紫色レーザーを用いる場合には、例えば、スライダ基体1としてGaNまたはAlを用い、Alを基板に用いる場合にはGaNバッファ層を形成した上で、例えば、n型GaNコンタクト層、n型AlGaNクラッド層、n型GaNガイド層、InGaN量子井戸活性層、p型AlGaN層、p型GaNガイド層、p型AlGaNクラッド層を順に積層したものを用いることができる。また、赤色レーザーを用いる場合には、例えば、スライダ基体1GaAsを用い、この上に例えば、n型クラッド層としてn型AlGaAsを、活性層としてGaAsを、さらにp型クラッド層としてp型AlGaAsを積層したものを用いることができる。なお、レーザー光源2は、レーザー光11を発する活性層の位置が、狭窄部5aのレーザー光11を照射しようとする箇所の直上に配置されるように設計される。レーザー光源2としては、面発光レーザーを用いても構わないが、面発光レーザーを用いる場合にはスライダ基体1の上面に設置する。なお、図2に示した3aおよび3bは、上記レーザー光源2に電圧を印加するためのレーザー光源電極3aおよび3bである。 The laser light source 2 is a semiconductor for easily realizing optically assisted magnetic recording and optically assisted reproduction by irradiating a part of a constricted portion 5a described later with a laser beam 11 as propagating light to generate near-field light. It is a laser light source, and a general edge emitting laser can be used. For example, a blue-violet laser using GaN having a light source wavelength of about 405 nm or a red laser using GaAs having a light source wavelength of about 600 nm to 850 nm can be used. In the case of using a blue-violet laser, for example, using a GaN or Al 2 O 3 as the slider body 1, in the case of using Al 2 O 3 to the substrate on which the formation of the GaN buffer layer, eg, n-type GaN contact A layer in which an n-type AlGaN clad layer, an n-type GaN guide layer, an InGaN quantum well active layer, a p-type AlGaN layer, a p-type GaN guide layer, and a p-type AlGaN clad layer are sequentially laminated can be used. In the case of using a red laser, for example, a slider substrate 1GaAs is used, on which, for example, n-type AlGaAs as an n-type cladding layer, GaAs as an active layer, and p-type AlGaAs as a p-type cladding layer are laminated. Can be used. The laser light source 2 is designed so that the position of the active layer that emits the laser light 11 is disposed immediately above the portion of the narrowed portion 5a where the laser light 11 is to be irradiated. As the laser light source 2, a surface emitting laser may be used, but when a surface emitting laser is used, it is installed on the upper surface of the slider substrate 1. 2a and 3b shown in FIG. 2 are laser light source electrodes 3a and 3b for applying a voltage to the laser light source 2, respectively.

誘電体4aは、磁気シールド3aと記録素子5との電気的な絶縁を行うためのもので、抵抗率の大きな材料を用いる。具体的には、SiO、Al、SiN、AlNなどの材料を用いることができる。 The dielectric 4a is used for electrical insulation between the magnetic shield 3a and the recording element 5, and a material having a high resistivity is used. Specifically, there can be used SiO 2, Al 2 O 3, SiN, a material such as AlN.

誘電体4bは、レーザー光源2から記録素子5に至るレーザー光11の光軸上において、レーザー光11を透過させる役割と、媒体対向面近傍において、記録素子5との界面、並びに、磁気センサー用電極層6aとの界面で、表面プラズモンを発生させるためのものである。これにより、光アシスト磁気記録再生方式を採用する際に磁気記録再生ヘッド100を設計しやすくなるとともに、高強度の近接場光12が得られる。誘電体4bの材料としては、透過率が高く、屈折率の小さな誘電体材料(SiO、Al、SiN、AlN、GaN、MgFなどのいずれか)を用いる。また、一変形例として、誘電体4bの代わりに、レーザー光11が記録素子5に照射されるまでの間で、レーザー光11をより効率的に記録素子5に照射することができるように光導波路が用いられても良い。 The dielectric 4b has a role of transmitting the laser light 11 on the optical axis of the laser light 11 from the laser light source 2 to the recording element 5, an interface with the recording element 5 in the vicinity of the medium facing surface, and a magnetic sensor. This is for generating surface plasmons at the interface with the electrode layer 6a. This makes it easy to design the magnetic recording / reproducing head 100 when adopting the optically assisted magnetic recording / reproducing method, and obtains high-intensity near-field light 12. The dielectric 4b, high transmittance, small dielectric material having a refractive index of (SiO 2, Al 2 O 3 , SiN, AlN, GaN, or the like MgF 2) is used. Further, as a modification, in place of the dielectric 4b, the recording element 5 is irradiated so that the laser light 11 can be irradiated more efficiently until the recording element 5 is irradiated with the laser light 11. A waveguide may be used.

記録素子5は、近接場光12と記録磁界とをともに発生することができる狭窄部5aと、狭窄部5aによって接続された一対の電極5bとからなり、AuやAg,Al,Cuを含む高い導電性を有する非磁性体で形成されている。狭窄部5aは、電極5bよりも磁気センサー7側に突出した突起部13と窪み部14とを有する略半円形状に形成され、電極5bよりも細いサイズの細線である。電極5bは、狭窄部5aに電流を供給するための導体部分であり、狭窄部5aに比べて断面積が大きく、非常に小さな電気抵抗を有する部分である。   The recording element 5 includes a constricted portion 5a capable of generating both the near-field light 12 and a recording magnetic field, and a pair of electrodes 5b connected by the constricted portion 5a, and includes Au, Ag, Al, and Cu. It is made of a nonmagnetic material having conductivity. The narrowed portion 5a is formed in a substantially semicircular shape having a protruding portion 13 and a recessed portion 14 that protrude toward the magnetic sensor 7 relative to the electrode 5b, and is a fine wire that is narrower than the electrode 5b. The electrode 5b is a conductor portion for supplying a current to the narrowed portion 5a, and has a larger cross-sectional area and a very small electric resistance than the narrowed portion 5a.

狭窄部5aを流れる電流は、アンペールの右ねじの法則に従って、H=I/L(H:磁界、I:電流、L:電流路を囲う経路の長さ)程度の磁界を発生する。例えば、狭窄部の厚み、幅ともに200nmの形状で形成し、50mAの電流を流した場合には、約63kA/mの磁界を得ることが可能である。狭窄部5aは同時に、レーザー光11の光軸上に形成され、レーザー光11の照射により、近接場光12を発生する近接場発生源として働く。ここで言う近接場光とは、局所プラズモンおよび表面プラズモンを表し、レーザー光11の波長よりも小さなサイズの微小構造物(突起や窪み形状、開口に代表される形状変化)が存在する場合に、上記微小構造物において電界の集中が起こり、上記微小構造物の表面極近傍において発生するものである。また、ここで言う微小構造物とは、狭窄部5a全体を表すものではなく、狭窄部5aに存在するレーザー光11の波長よりも小さな局所形状変化(例えば図2に示す狭窄部5a先端の突起部13や窪み部14)を示す。このため、狭窄部5a全体が必ずしもレーザー光11の波長よりも小さく形成されている必要は無く、狭窄部5aに局所的な突起や窪みに代表される形状変化があれば良い。   The current flowing through the constriction 5a generates a magnetic field of about H = I / L (H: magnetic field, I: current, L: length of the path surrounding the current path) according to Ampere's right-handed screw law. For example, when the thickness and width of the constriction part are formed in a shape of 200 nm and a current of 50 mA is passed, a magnetic field of about 63 kA / m can be obtained. The narrowed portion 5a is simultaneously formed on the optical axis of the laser beam 11 and functions as a near-field generation source that generates the near-field light 12 when irradiated with the laser beam 11. The near-field light referred to here represents local plasmon and surface plasmon, and when a minute structure (projection or depression shape, shape change represented by an opening) having a size smaller than the wavelength of the laser beam 11 exists, Electric field concentration occurs in the microstructure, and occurs near the surface pole of the microstructure. In addition, the microstructure described here does not represent the entire narrowed portion 5a, but a local shape change smaller than the wavelength of the laser beam 11 existing in the narrowed portion 5a (for example, a protrusion at the tip of the narrowed portion 5a shown in FIG. 2). Part 13 and depression 14). For this reason, the entire narrowed portion 5a is not necessarily formed to be smaller than the wavelength of the laser beam 11, and it is sufficient if the narrowed portion 5a has a shape change represented by local protrusions and depressions.

なお、上記記録素子5として、例えば、近接場光を発生する機能と、磁界を発生する機能とを併せ持った光アシスト磁気記録用の電磁界発生素子が提案されている(例えば、特開2004−303299号公報)。この文献に開示されている電磁界発生素子は、Au,Pt,Ag,Cuなどの電気伝導率が高い金属からなる狭窄部にレーザー光を照射し、上記狭窄部の突起形状において表面プラズモンを励起することで、近接場光を発生させるものである。同時に、上記狭窄部に電流を流し、これを磁界発生源として用いることにより、上記狭窄部から記録用の磁界を発生させるものである。このような電磁界発生素子を記録素子に用いれば、近接場光と記録磁界とをほぼ同一箇所から発生させることができるため、近接場光を用いた光アシスト磁気記録用の記録素子として好適なものである。   As the recording element 5, for example, an electromagnetic field generating element for optically assisted magnetic recording having both a function of generating near-field light and a function of generating a magnetic field has been proposed (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-2004). No. 303299). The electromagnetic field generating element disclosed in this document irradiates a narrow portion made of a metal having high electrical conductivity such as Au, Pt, Ag, and Cu with laser light, and excites surface plasmons in the protrusion shape of the narrow portion. By doing so, near-field light is generated. At the same time, a current is passed through the constricted portion, and this is used as a magnetic field generating source to generate a recording magnetic field from the constricted portion. If such an electromagnetic field generating element is used for a recording element, near-field light and a recording magnetic field can be generated from substantially the same location, and therefore suitable as a recording element for optically assisted magnetic recording using near-field light. Is.

記録素子5の材料としては、可視光波長近傍の半導体レーザーから照射される光ビーム5に対して効率良くプラズモンを伝播できる材料が用いられる。具体的には、Au,Ag,Alまたはこれらを主体とする合金材料を用いる。記録素子5にAuを主体とする材料を用いる場合には、光源として600nmから1μm程度の半導体レーザーを用い、Ag,Alを主体とする材料を用いる場合には、600nm以下の短波長半導体レーザーを用いる。   As the material of the recording element 5, a material that can efficiently propagate plasmons to the light beam 5 irradiated from the semiconductor laser near the visible light wavelength is used. Specifically, Au, Ag, Al, or an alloy material mainly composed of these is used. When a material mainly composed of Au is used for the recording element 5, a semiconductor laser with a wavelength of about 600 nm to 1 μm is used as a light source, and when a material mainly composed of Ag and Al is used, a short wavelength semiconductor laser of 600 nm or less is used. Use.

磁気センサー7は、膜厚方向に電流を流す形態の磁気抵抗効果素子である。具体的には、磁気センサー7は、図4(a)に示すように、磁化自由層7a、非磁性中間層7b、磁化固定層7cが順に積層された積層体である。そして、積層体に対して電流を流すための磁気センサー用電極層6aおよび6bが、磁気センサー7を積層方向の両側から挟みこみように形成されている。また、図4(b)に示すように、磁気センサー7の媒体対向面には、磁化自由層7a、非磁性中間層7b、磁化固定層7cの各中心部以外を覆い隠すように膜状に形成された一対の非磁性体層15a、15bと、非磁性体層15a、15bのそれぞれの上に形成されたバイアス層9a、9bとが設けられている。   The magnetic sensor 7 is a magnetoresistive effect element that allows a current to flow in the film thickness direction. Specifically, as shown in FIG. 4A, the magnetic sensor 7 is a stacked body in which a magnetization free layer 7a, a nonmagnetic intermediate layer 7b, and a magnetization fixed layer 7c are sequentially stacked. Then, magnetic sensor electrode layers 6a and 6b for allowing current to flow to the stacked body are formed so as to sandwich the magnetic sensor 7 from both sides in the stacking direction. As shown in FIG. 4B, the medium facing surface of the magnetic sensor 7 is formed in a film shape so as to cover other than the central portions of the magnetization free layer 7a, nonmagnetic intermediate layer 7b, and magnetization fixed layer 7c. A pair of formed nonmagnetic layers 15a and 15b, and bias layers 9a and 9b formed on the nonmagnetic layers 15a and 15b, respectively, are provided.

磁化自由層7aは、磁気記録媒体5に記録された磁気ビットからの磁界を検出するための層であり、透磁率の高い材料が適している。例えば、Fe、NiFe、NiFeTa、CoFe、CoFeB、GdCo、GdFeCo、HoFeCo、FeRh、FeRhIrやこれらを含む材料、および、これらの材料からなる層を複数積層した構成を用いることができる。   The magnetization free layer 7a is a layer for detecting a magnetic field from a magnetic bit recorded on the magnetic recording medium 5, and a material having a high magnetic permeability is suitable. For example, a structure in which Fe, NiFe, NiFeTa, CoFe, CoFeB, GdCo, GdFeCo, HoFeCo, FeRh, FeRhIr, a material containing these, and a plurality of layers made of these materials are stacked can be used.

非磁性中間層7bは、磁化自由層7aと磁化固定層7cとの磁気的な結合を切り離す役割を果たし、非磁性中間層7bがCuに代表される導電体で形成された場合には、磁気センサー7はCPP−GMR(Current Perpendicular to Plane -Giant Magneto-resistive)素子となり、非磁性中間層7bがAlやMgOに代表される絶縁体で形成された場合にはTMR(Tunneling Magneto-resistive)素子となる。 The nonmagnetic intermediate layer 7b serves to disconnect the magnetic coupling between the magnetization free layer 7a and the magnetization fixed layer 7c, and when the nonmagnetic intermediate layer 7b is formed of a conductor typified by Cu, the magnetic The sensor 7 is a CPP-GMR (Current Perpendicular to Plane-Giant Magneto-resistive) element. When the nonmagnetic intermediate layer 7b is formed of an insulator typified by Al 2 O 3 or MgO, a TMR (Tunneling Magneto- resistive) element.

磁化固定層7cは、図示しないが、強磁性体と反強磁性体との積層構造によって構成され、反強磁性体によって強磁性体の磁化方向が一方向に固定された層である。上記強磁性体層には、例えばFe、CoFe、CoFeBを用いることができ、上記反強磁性体層には、例えばMnPt、MnIr、MnFeを用いることができる。磁化固定層7cは、磁化固定層7c自身から生じる磁界を軽減する目的で、上記強磁性体層の中間に膜厚1nm以下程度の非磁性体層を用いるものであっても構わない。上記非磁性体層には、例えばRuやPtを用いることができる。   Although not illustrated, the magnetization fixed layer 7c is a layer configured by a laminated structure of a ferromagnetic material and an antiferromagnetic material, and the magnetization direction of the ferromagnetic material is fixed in one direction by the antiferromagnetic material. For example, Fe, CoFe, and CoFeB can be used for the ferromagnetic layer, and for example, MnPt, MnIr, and MnFe can be used for the antiferromagnetic layer. For the purpose of reducing the magnetic field generated from the magnetization fixed layer 7c itself, the magnetization fixed layer 7c may be a nonmagnetic material layer having a thickness of about 1 nm or less in the middle of the ferromagnetic layer. For the nonmagnetic layer, for example, Ru or Pt can be used.

磁気センサー7は、上述のような構成を有しているので、磁気記録媒体5に記録された磁気ビットから発生する漏洩磁界の向きによって、磁化自由層7aの磁化方向が変化し、磁化自由層7aと磁化固定層7cの磁化方向が互いに平行か反平行かによって、素子に流れる電流量が変化する特性を有する。この特性を利用して、磁気記録媒体5の磁気記録情報を読み出すことができる。磁気センサー7の一変形例として、ホール効果素子を用いることもできる。   Since the magnetic sensor 7 has the above-described configuration, the magnetization direction of the magnetization free layer 7a changes depending on the direction of the leakage magnetic field generated from the magnetic bit recorded on the magnetic recording medium 5, and the magnetization free layer. The amount of current flowing through the element varies depending on whether the magnetization directions of 7a and the magnetization fixed layer 7c are parallel or antiparallel to each other. Using this characteristic, the magnetic recording information of the magnetic recording medium 5 can be read. As a modification of the magnetic sensor 7, a Hall effect element can be used.

非磁性体層15a、15bは、Al又はSiOなどからなる。バイアス層9a、9bは、磁化自由層7aの磁化方向を揃えるためのものであり、CoPt、CoFePt、CoPtB、CoCrPt、CoCrPtBなどの強磁性体からなる。 The nonmagnetic layers 15a and 15b are made of Al 2 O 3 or SiO 2 . The bias layers 9a and 9b are for aligning the magnetization direction of the magnetization free layer 7a, and are made of a ferromagnetic material such as CoPt, CoFePt, CoPtB, CoCrPt, and CoCrPtB.

磁気センサー用電極層6a、6bは、導電性の高い金属材料から形成される。例えば、Au,Ag,Al,Pt,Ru,Taやこれらを含む材料を用いることができる。特に、誘電体4bを介して記録素子5と対向する磁気センサー用電極層6aは、記録素子5との間での多重干渉効果により、表面プラズモンを増強する役割を果たすので、可視光波長近傍の半導体レーザーから照射される光ビーム5に対して効率良くプラズモンを伝播できる材料が望ましい。具体的には、Au,Ag,Alまたはこれらを主体とする合金材料を用いることが望ましい。磁気センサー用電極層6aにAuを主体とする材料を用いる場合には、光源として600nmから1μm程度の半導体レーザーを用い、Ag,Alを主体とする材料を用いる場合には、600nm以下の短波長半導体レーザーを用いる。   The magnetic sensor electrode layers 6a and 6b are made of a highly conductive metal material. For example, Au, Ag, Al, Pt, Ru, Ta, and materials containing these can be used. In particular, the magnetic sensor electrode layer 6a facing the recording element 5 through the dielectric 4b plays a role of enhancing surface plasmon due to the multiple interference effect with the recording element 5, and therefore, near the visible light wavelength. A material that can efficiently propagate plasmons to the light beam 5 irradiated from the semiconductor laser is desirable. Specifically, it is desirable to use Au, Ag, Al, or an alloy material mainly composed of these. When a material mainly composed of Au is used for the magnetic sensor electrode layer 6a, a semiconductor laser having a wavelength of about 600 nm to 1 μm is used as a light source, and when a material mainly composed of Ag and Al is used, a short wavelength of 600 nm or less. A semiconductor laser is used.

突起部13と磁気センサー用電極層6aとの距離は、5nm以上100nm以下(好ましくは10nm以上50nm以下)となるように形成される。これにより、記録素子5の狭窄部5aに形成された突起部13と、磁気センサー用電極層6aとの間でより強い電場の多重干渉効果(共鳴効果)が得られることから、特に高強度の近接場光が得られ、磁気記録媒体をより効率的に加熱できる磁気センサー素子8を提供できる効果を奏する。すなわち、より低い強度のレーザー光を照射した場合でも高強度の近接場光が得られるため、レーザー光源の更なる低消費電力化が実現できる。また、上記のように、レーザー光の照射強度を低減できることによって、磁気センサー7が過度に熱せられることが無く、磁界検出能力の高い磁気センサー素子を提供できる。   The distance between the protrusion 13 and the magnetic sensor electrode layer 6a is formed to be 5 nm to 100 nm (preferably 10 nm to 50 nm). Thereby, a stronger multiple interference effect (resonance effect) of the electric field is obtained between the protrusion 13 formed in the narrowed portion 5a of the recording element 5 and the magnetic sensor electrode layer 6a. There is an effect that it is possible to provide the magnetic sensor element 8 which can obtain near-field light and can heat the magnetic recording medium more efficiently. That is, even when irradiated with a laser beam having a lower intensity, a high-intensity near-field light can be obtained, so that the power consumption of the laser light source can be further reduced. Further, as described above, since the irradiation intensity of the laser beam can be reduced, the magnetic sensor 7 is not heated excessively, and a magnetic sensor element having a high magnetic field detection capability can be provided.

磁気シールド3a、3bは、磁気センサー7の周囲に存在する磁界の影響をキャンセルするための磁気シールドであり、磁気センサー7と記録素子5とを挟みこみように形成されている。また、磁気シールド3a、3bは、磁気シールド効果を高めるために、図1(a)に示す磁気記録再生ヘッド100において、磁気記録媒体5に対向する面に露出するように形成されている。この磁気シールド3a、3bは、厚みが100nmから3μm程度であり、NiFeなどの磁気遮蔽効果を有している材料が用いられる。このような磁気シールド3a、3bは、ノイズ源となる周囲の浮遊磁界の影響を確実に減少でき、放熱効果もある。   The magnetic shields 3 a and 3 b are magnetic shields for canceling the influence of the magnetic field existing around the magnetic sensor 7, and are formed so as to sandwich the magnetic sensor 7 and the recording element 5. Further, the magnetic shields 3a and 3b are formed so as to be exposed on the surface facing the magnetic recording medium 5 in the magnetic recording / reproducing head 100 shown in FIG. The magnetic shields 3a and 3b have a thickness of about 100 nm to 3 μm, and a material having a magnetic shielding effect such as NiFe is used. Such magnetic shields 3a and 3b can reliably reduce the influence of the surrounding stray magnetic field that becomes a noise source, and also have a heat dissipation effect.

保護膜8には、Alが用いられているが、SiO,SiN,AlN,GaNなどの誘電体材料を用いてもよい。 Although Al 2 O 3 is used for the protective film 8, a dielectric material such as SiO 2 , SiN, AlN, or GaN may be used.

次に、磁気記録再生ヘッド100の製造方法について図5及び図6を用いて具体的に説明する。図5は、磁気記録再生ヘッド100の製造工程を順に示す図である。図6は、記録素子5の製造工程を順に示す図である。   Next, a method for manufacturing the magnetic recording / reproducing head 100 will be specifically described with reference to FIGS. FIG. 5 is a diagram showing the manufacturing process of the magnetic recording / reproducing head 100 in order. FIG. 6 is a diagram showing the manufacturing process of the recording element 5 in order.

まず、図5(a)に示すように、n型GaAsからなるスライダ基体1上に、MOCVD装置を用いてレーザー光源2を形成する。ここでレーザー光源2には、波長が750〜850nm程度のGaAlAs系半導体レーザーや、波長が620〜680nm程度のGaAlInP系半導体レーザー、さらには、波長が405nm近傍のGaN系半導体レーザー等を用いることができるが、ここではGaAlInP系半導体レーザーを用いた例を示す。   First, as shown in FIG. 5A, a laser light source 2 is formed on a slider substrate 1 made of n-type GaAs using an MOCVD apparatus. Here, for the laser light source 2, a GaAlAs semiconductor laser having a wavelength of about 750 to 850 nm, a GaAlInP semiconductor laser having a wavelength of about 620 to 680 nm, a GaN semiconductor laser having a wavelength of about 405 nm, or the like may be used. In this example, a GaAlInP semiconductor laser is used.

まず、n型GaAsからなるスライダ基体1上に、バッファ層としてn型GaInPを300nmの膜厚で形成し、続いて、n型AlGaInPクラッド層を膜厚1μmで、GaInPから成る活性層を膜厚60nmで、p型AlGaInPクラッド層を膜厚1.2μmで、それぞれ形成する。p型AlGaInPクラッド層の一部にはエッチングを施し、ストライプ状のリッジ構造を形成した上で、リッジ構造上部に膜厚200nmのp型GaInPからなるキャップ層を形成する。リッジ構造以外の領域は膜厚700nmのn型GaAsブロック層を形成し、さらにこれらの上部にp型GaAsからなるコンタクト層、Zn/Au層からなるp型電極層3aを形成する。一方、n型GaAsスライダ基体1上にGe/Auを形成し、これをn型電極3bとする。なお、これらはいずれも公知の半導体レーザーの構造および製造法を用いるものである。   First, on the slider substrate 1 made of n-type GaAs, n-type GaInP is formed as a buffer layer with a film thickness of 300 nm. Subsequently, the n-type AlGaInP clad layer is formed with a film thickness of 1 μm, and the active layer made of GaInP is formed with a film thickness. A p-type AlGaInP cladding layer is formed to a thickness of 1.2 μm at 60 nm. A part of the p-type AlGaInP cladding layer is etched to form a striped ridge structure, and then a cap layer made of p-type GaInP with a thickness of 200 nm is formed on the ridge structure. In a region other than the ridge structure, an n-type GaAs block layer having a thickness of 700 nm is formed, and a contact layer made of p-type GaAs and a p-type electrode layer 3a made of a Zn / Au layer are formed thereon. On the other hand, Ge / Au is formed on the n-type GaAs slider substrate 1, and this is used as the n-type electrode 3b. These all use known semiconductor laser structures and manufacturing methods.

続いて、レーザー光源2に隣接して、磁気シールド3aをNiFeで形成した(図5(b)参照)。このときの磁気シールド3aの膜厚は、1μmとする。   Subsequently, the magnetic shield 3a was formed of NiFe adjacent to the laser light source 2 (see FIG. 5B). The film thickness of the magnetic shield 3a at this time is 1 μm.

続いて、図5(b)の磁気シールド3a上に、誘電体4aを膜厚10nmで形成した後、図5(c)に示すように誘電体4a上に記録素子5を形成する。   Subsequently, after forming the dielectric 4a with a film thickness of 10 nm on the magnetic shield 3a in FIG. 5B, the recording element 5 is formed on the dielectric 4a as shown in FIG. 5C.

ここで、記録素子5の形成法を、図6を用いて説明する。図6(a)に示すように、まず、磁気シールド3a上に積層されている誘電体4a上に記録素子5となるAu層6を膜厚400nmで形成する。   Here, a method of forming the recording element 5 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 6A, first, an Au layer 6 serving as the recording element 5 is formed with a film thickness of 400 nm on the dielectric 4a laminated on the magnetic shield 3a.

続いて、図6(b)に示すように中央部に幅100nmでエッチング処理を施し、Au層6の略中央部を除去する。   Subsequently, as shown in FIG. 6B, the central portion is etched with a width of 100 nm, and the substantially central portion of the Au layer 6 is removed.

続いて、図6(c)に示すようにエッチングされた部分に凸部ができるように誘電体4aを埋め込むとともに、誘電体4a上部をエッチング処理して逆U字型にパターニングする。   Subsequently, as shown in FIG. 6C, the dielectric 4a is embedded so that a convex portion is formed in the etched portion, and the upper portion of the dielectric 4a is etched to be patterned into an inverted U shape.

さらに続いて、図6(d)に示すようにAu層を膜厚200nmで形成した後、図6(e)に示すように不要部をエッチング処理で除去して狭窄部5aと電極5bからなる記録素子5を形成する。このとき、狭窄部5aは、媒体対向面からZ方向に200nmの幅でエッチングして、図2に示すような形状の狭窄部5aを形成する。   Subsequently, after forming an Au layer with a film thickness of 200 nm as shown in FIG. 6D, unnecessary portions are removed by etching as shown in FIG. 6E, and the constricted portion 5a and the electrode 5b are formed. The recording element 5 is formed. At this time, the narrowed portion 5a is etched with a width of 200 nm in the Z direction from the medium facing surface to form the narrowed portion 5a having a shape as shown in FIG.

続いて、図5(d)に示すように記録素子5上に誘電体4bを形成し、さらに図5(e)に示すように、誘電体4b上にAuから成る磁気センサー用電極層6aを膜厚50nmで形成するとともに、磁気抵抗効果素子から成る磁気センサー7、Auから成る磁気センサー用電極層6bを膜厚50nmずつ順に形成する。   Subsequently, a dielectric 4b is formed on the recording element 5 as shown in FIG. 5D, and a magnetic sensor electrode layer 6a made of Au is further formed on the dielectric 4b as shown in FIG. 5E. The film is formed with a thickness of 50 nm, and the magnetic sensor 7 made of a magnetoresistive effect element and the magnetic sensor electrode layer 6b made of Au are formed in order of 50 nm in thickness.

磁気センサー7に含まれる磁化自由層7aには膜厚5nmのNiFeと膜厚3nmのCoFeBの積層膜を用いる。非磁性中間層7bには絶縁体であるMgOを膜厚1nmで用い、磁化固定層7cには、膜厚3nmのCoFeB、膜厚0.85nmのRu、膜厚3nmのCoFeB、膜厚15nmのMnPtを順に積層して用いる。なお、積層順はスライダ基体1側から磁化自由層7a、非磁性中間層7b、磁化固定層7cとする。この順に積層することにより、磁気記録媒体からの磁界を検知する磁化自由層7aを、近接場光12により近い位置に配置できる。そして、磁化自由層7aを露出させたまま、上記磁化自由層7aのY方向に沿ってAlから成る一対の非磁性体層15a、15bを形成した後、その上に一対のバイアス層9a、9bをそれぞれCoCrPtBで形成する。なお、磁気センサー用電極層6aおよび6bのZ方向の長さは200nmとし、磁気センサー7及び、非磁性体層15a、15b、バイアス層9a、9bのZ方向の長さは何れも100nmとする。 For the magnetization free layer 7a included in the magnetic sensor 7, a laminated film of NiFe having a thickness of 5 nm and CoFeB having a thickness of 3 nm is used. The nonmagnetic intermediate layer 7b is made of MgO, which is an insulator, with a thickness of 1 nm. The magnetization fixed layer 7c has a thickness of 3 nm of CoFeB, a thickness of 0.85 nm of Ru, a thickness of 3 nm of CoFeB, and a thickness of 15 nm. MnPt is laminated in order. The stacking order from the slider substrate 1 side is the magnetization free layer 7a, the nonmagnetic intermediate layer 7b, and the magnetization fixed layer 7c. By laminating in this order, the magnetization free layer 7 a for detecting the magnetic field from the magnetic recording medium can be arranged at a position closer to the near-field light 12. Then, a pair of nonmagnetic layers 15a and 15b made of Al 2 O 3 are formed along the Y direction of the magnetization free layer 7a with the magnetization free layer 7a exposed, and then a pair of bias layers is formed thereon. 9a and 9b are formed of CoCrPtB, respectively. The lengths in the Z direction of the magnetic sensor electrode layers 6a and 6b are 200 nm, and the lengths in the Z direction of the magnetic sensor 7, the nonmagnetic layers 15a and 15b, and the bias layers 9a and 9b are all 100 nm. .

続いて、レーザー光源2及び磁気センサー用電極層6b以外の領域を誘電体4bで埋める。   Subsequently, a region other than the laser light source 2 and the magnetic sensor electrode layer 6b is filled with the dielectric 4b.

そして、図5(f)に示すように、誘電体4b及び磁気センサー用電極層6b上に、膜厚1μmのNiFeからなる磁気シールド3bを形成した後、レーザー光源2と磁気シールド3b上に保護層膜10を形成して磁気記録再生ヘッド100を完成する。   Then, as shown in FIG. 5F, a magnetic shield 3b made of NiFe having a thickness of 1 μm is formed on the dielectric 4b and the magnetic sensor electrode layer 6b, and then protected on the laser light source 2 and the magnetic shield 3b. The layer film 10 is formed to complete the magnetic recording / reproducing head 100.

次に、磁気記録再生ヘッド100の記録時の動作について説明する。レーザー光源2に通電し、レーザー光11を発しさせ、記録素子5の狭窄部5aに照射する。これにより、突起部13では電場の集中が起こり、表面プラズモンが発生するとともに、磁気センサー用電極層6aとの間の相互作用(多重干渉)によって電場強度が増幅され、レーザー光源2の波長よりも小さなスポット径(突起部13からの到達範囲)を有する高強度の近接場光12が発生する。これとともに、記録素子5に電流を通電し、狭窄部5aにおいて電流を狭窄し、記録磁界を発生させる。磁気記録媒体には近接場光12が照射され、磁気記録媒体に含まれる記録層が局所的に加熱されて磁性体の保磁力Hが一時的に小さく(狭窄部5aにおいて発生する記録磁界よりも小さく)なる。これと同時に、狭窄部5aから発生した記録磁界によって記録層の磁化方向が変化し記録が行われる。なお、記録磁界の向きは記録素子5に通電する電流の向きを反転させることによって行うことができる。記録層への記録を行った後、レーザー光源2への通電を停止してレーザー光11の照射を止めるか、または、レーザー光源2への通電量を減らしてレーザー光11の照射パワーを弱めることにより、記録層は冷却されて磁性体の保磁力Hは回復し、磁化情報が安定に保持される。 Next, the recording operation of the magnetic recording / reproducing head 100 will be described. The laser light source 2 is energized, the laser light 11 is emitted, and the constricted portion 5 a of the recording element 5 is irradiated. As a result, electric field concentration occurs in the protrusion 13, surface plasmon is generated, and the electric field intensity is amplified by interaction (multiple interference) with the magnetic sensor electrode layer 6 a, which is larger than the wavelength of the laser light source 2. High-intensity near-field light 12 having a small spot diameter (reachable range from the protrusion 13) is generated. At the same time, a current is supplied to the recording element 5 and the current is constricted in the constricted portion 5a to generate a recording magnetic field. The magnetic recording medium near-field light 12 is irradiated, the recording magnetic field coercivity H c of the recording layer is heated locally by the magnetic body is generated in temporarily smaller (stenosis 5a included in the magnetic recording medium Also smaller). At the same time, the recording magnetic field generated from the narrowed portion 5a changes the magnetization direction of the recording layer, and recording is performed. Note that the direction of the recording magnetic field can be determined by reversing the direction of the current applied to the recording element 5. After recording on the recording layer, the energization of the laser light source 2 is stopped and the irradiation of the laser light 11 is stopped, or the energization power of the laser light source 2 is reduced to reduce the irradiation power of the laser light 11. Accordingly, the recording layer coercivity H c of the cooled magnetic body recovers, the magnetization information is stably maintained.

次に、磁気記録再生ヘッド100の再生時の動作について説明する。まず、レーザー光源2に通電し、レーザー光11を記録時よりも弱い電力で発生させ、これを記録素子5の狭窄部5aに照射する。これにより、記録時と同様に、突起部13において磁気センサー用電極層6aとの間の相互作用(多重干渉)によって電場強度が増幅された近接場光12が発生するが、レーザー光11のパワーに比例して、近接場光12のエネルギー密度も記録時よりも弱くなる。なお、再生時には、記録素子5への通電は行わず、狭窄部5aからの磁界は発生させないようにする。近接場光12が磁気記録媒体に照射されると、磁気記録媒体の記録層が局所的に加熱され、局所加熱箇所の磁気ビットのみから漏洩磁界が発生する。このとき、近接場光12のエネルギー密度が記録時よりも低く、且つ、記録磁界を加えていないことから、記録層の保磁力Hは、磁化反転を生じる程減少することはなく、安定な記録状態を保持したままである。近接場光12によって局所加熱された磁気記録媒体上の加熱領域は、磁気記録媒体の移動に伴って、記録素子5よりも媒体移動方向の後端側に形成された磁気センサー7の直下へと移動する。ここで、磁気記録媒体に照射される近接場光12のエネルギー分布はガウス分布を示すが、近接場光12によって加熱された磁気記録媒体上の熱分布は、磁気記録媒体が図1中のX方向に移動することに起因して、熱分布中心位置がXの正の方向にシフトする。このため、加熱源である近接場光12の発生箇所(突起部13)よりも磁気センサー7を媒体移動方向の後端側(Xが正の方向)に配置することによって、局所加熱された磁気記録媒体上の記録情報を効率的に読み出すことができる。さらに、近接場光12を発生する突起部13は、磁気センサー7側へと突出しており、近接場光発生箇所と磁気センサー7(具体的には磁化自由層7a)との距離が近接している。これにより、磁気記録媒体の加熱領域の温度が下がる前に磁気センサー7で漏洩磁界を検出することができる。磁気センサー7は、局所加熱領域からの漏洩磁界を検出し、これを電気信号に変換して記録情報を読み出すこと(再生)ができる。 Next, the operation during reproduction of the magnetic recording / reproducing head 100 will be described. First, the laser light source 2 is energized, the laser light 11 is generated with a weaker power than during recording, and this is irradiated onto the constricted portion 5 a of the recording element 5. As a result, as in the recording, near-field light 12 is generated in which the electric field strength is amplified by the interaction (multiple interference) with the magnetic sensor electrode layer 6a at the protrusion 13, but the power of the laser light 11 is increased. In proportion to this, the energy density of the near-field light 12 is also weaker than that during recording. At the time of reproduction, the recording element 5 is not energized so that the magnetic field from the constricted portion 5a is not generated. When the near-field light 12 is irradiated onto the magnetic recording medium, the recording layer of the magnetic recording medium is locally heated, and a leakage magnetic field is generated only from the magnetic bit at the local heating location. At this time, the energy density of the near-field light 12 is lower than that during recording, and, since no addition of recording magnetic field, the coercive force H c of the recording layer is not reducing as causing magnetization reversal, stable The recording state is maintained. The heating region on the magnetic recording medium locally heated by the near-field light 12 is directly below the magnetic sensor 7 formed on the rear end side in the medium moving direction with respect to the recording element 5 as the magnetic recording medium moves. Moving. Here, the energy distribution of the near-field light 12 applied to the magnetic recording medium shows a Gaussian distribution, but the heat distribution on the magnetic recording medium heated by the near-field light 12 indicates that the magnetic recording medium is X in FIG. Due to the movement in the direction, the center position of the heat distribution shifts in the positive X direction. For this reason, the magnetic sensor 7 is locally heated by disposing the magnetic sensor 7 on the rear end side (X is a positive direction) in the medium movement direction from the generation point (protrusion 13) of the near-field light 12 that is the heating source. The recorded information on the recording medium can be read efficiently. Further, the protrusion 13 that generates the near-field light 12 protrudes toward the magnetic sensor 7, and the distance between the near-field light generation location and the magnetic sensor 7 (specifically, the magnetization free layer 7 a) is close. Yes. Thereby, the leakage magnetic field can be detected by the magnetic sensor 7 before the temperature of the heating area of the magnetic recording medium is lowered. The magnetic sensor 7 can detect (reproduce) the recorded information by detecting the leakage magnetic field from the local heating region and converting it to an electric signal.

上述のような光アシスト再生方式を用いれば、磁気記録媒体の記録層昇温部のみから強い漏洩磁界が生じることになり、加熱領域サイズが再生の空間分解能を決定することとなる。すなわち、再生対象のビットサイズよりも大きなサイズの磁気センサー7を用いた場合であっても、局所加熱を行うことで磁気センサー7の空間分解能を上回る再生分解能を実現できる。   If the optically assisted reproduction method as described above is used, a strong leakage magnetic field is generated only from the recording layer heating portion of the magnetic recording medium, and the heating area size determines the spatial resolution of reproduction. That is, even when the magnetic sensor 7 having a size larger than the bit size to be reproduced is used, reproduction resolution exceeding the spatial resolution of the magnetic sensor 7 can be realized by performing local heating.

本実施形態の磁気記録再生ヘッド100によれば、近接場光発生源である局所形状変化している突起部13と磁気センサー用電極層6aとの間の電場増強効果によって、高強度の近接場光12が得られる。このため、近接場光12発生位置と磁気センサー7とが近接し、光アシスト磁気記録と光アシスト再生との両方を、突起部13が発生源となる高強度の近接場光を用いて行うことが可能となる。したがって、製造コストが低く、超小型で軽量の磁気記録再生ヘッド100を実現できる。また、用いるレーザー光源2が1つだけでよいという点でも優れている。さらに、特許文献2のものに比べて大きな消費電力を必要としない。また、磁気シールド3a、3bにより、磁気センサー7がノイズ源となる周囲の浮遊磁界の影響を受けにくくなり、磁気シールド3a、3bがない場合に比べ精度の高い再生が可能となる。   According to the magnetic recording / reproducing head 100 of the present embodiment, a high-intensity near-field is obtained by the electric field enhancement effect between the local shape-changing protrusion 13 serving as a near-field light generation source and the magnetic sensor electrode layer 6a. Light 12 is obtained. For this reason, the generation position of the near-field light 12 and the magnetic sensor 7 are close to each other, and both optical-assisted magnetic recording and optical-assisted reproduction are performed using high-intensity near-field light from which the protrusions 13 are generated. Is possible. Therefore, it is possible to realize a magnetic recording / reproducing head 100 which is low in manufacturing cost, ultra-compact and lightweight. Moreover, it is also excellent in that only one laser light source 2 is used. Furthermore, a large power consumption is not required as compared with that of Patent Document 2. Further, the magnetic shields 3a and 3b make the magnetic sensor 7 less susceptible to the surrounding stray magnetic field that becomes a noise source, and reproduction with higher accuracy is possible than when the magnetic shields 3a and 3b are not provided.

また、突起部13が、狭窄部5a内において、一対の電極5bよりも磁気センサー7に近い位置に設けられた凸形状に湾曲した個所に形成されており、近接場光発生源(突起部13)と磁気センサー7とが近接して形成され、突起部13が凸形状に湾曲した個所以外の部分に形成されているときに比べ、効率的な光アシスト再生が可能となる。   Further, the protrusion 13 is formed in a convexly curved portion provided in a position closer to the magnetic sensor 7 than the pair of electrodes 5b in the narrowed portion 5a, and a near-field light source (protrusion 13). ) And the magnetic sensor 7 are formed close to each other, and more efficient light-assisted reproduction is possible than when the protrusion 13 is formed in a portion other than the convex curved portion.

さらに、磁気センサー7は、スピンバルブ型の磁気抵抗効果素子であり、磁化自由層7aが磁化固定層7cよりも記録素子5に近い位置に形成されているので、光アシスト再生の効率を向上できる。   Furthermore, the magnetic sensor 7 is a spin-valve magnetoresistive effect element, and since the magnetization free layer 7a is formed at a position closer to the recording element 5 than the magnetization fixed layer 7c, the efficiency of optically assisted reproduction can be improved. .

加えて、磁気センサー電極8aとの距離が小さい箇所で局所的に増強された高強度の近接場光12を得ることが可能であるため、発生する近接場光12のサイズを突起部13の曲率半径よりも小さくでき、局所的な加熱を実現できる。その結果として、光アシスト再生の分解能を向上できる。   In addition, since it is possible to obtain high-intensity near-field light 12 that is locally enhanced at a location where the distance from the magnetic sensor electrode 8a is small, the size of the generated near-field light 12 is determined by the curvature of the protrusion 13. It can be made smaller than the radius, and local heating can be realized. As a result, the resolution of optical assist reproduction can be improved.

また、磁気記録再生ヘッド100においては、記録素子5と磁気センサー7とレーザー光源2とが同一の基体上に薄膜形成法を用いて連続形成されているので、レーザー光11と、記録素子5及び磁気センサー7との位置ずれが生じることなく、高精度な光アシスト磁気記録、光アシスト再生を実現できる。また記録素子と磁気センサー素子とを、個別に形成して組み合わせる必要が無いため、部材点数を減らすことができ、製造プロセスが簡略化できる。さらに、記録素子5が非磁性体であり、通電時以外には磁界を発生することが無いため、再生時に磁気センサー7の再生感度に影響することが無く、高感度の光アシスト再生が可能である。このため、磁気シールド3aおよび3b間に記録素子5を形成できる。   In the magnetic recording / reproducing head 100, since the recording element 5, the magnetic sensor 7, and the laser light source 2 are continuously formed on the same substrate by using a thin film forming method, the laser beam 11, the recording element 5, and High-precision optically assisted magnetic recording and optically assisted reproduction can be realized without causing any positional deviation from the magnetic sensor 7. Further, since there is no need to separately form and combine the recording element and the magnetic sensor element, the number of members can be reduced, and the manufacturing process can be simplified. Further, since the recording element 5 is a non-magnetic material and does not generate a magnetic field except when energized, it does not affect the reproduction sensitivity of the magnetic sensor 7 during reproduction, and highly sensitive optically assisted reproduction is possible. is there. For this reason, the recording element 5 can be formed between the magnetic shields 3a and 3b.

<第1実施形態の変形例>
次に、第1実施形態の磁気ヘッド100の変形例について説明する。図7は、第1実施形態の変形例に係る磁気記録再生ヘッドの主要部を示す図であって、一部透明化された斜視図である。なお、第1実施形態の符合1〜12と同様の部分には、順に符号21〜52を付け、その説明を省略することがある。
<Modification of First Embodiment>
Next, a modification of the magnetic head 100 of the first embodiment will be described. FIG. 7 is a diagram showing a main part of a magnetic recording / reproducing head according to a modification of the first embodiment, and is a partially transparent perspective view. In addition, the code | symbol 21-52 is attached | subjected to the part similar to the codes | symbols 1-12 of 1st Embodiment, and the description may be abbreviate | omitted.

図7に示すように、本変形例の磁気記録再生ヘッド200は、磁気シールド23aが磁気記録媒体の対向面に沿って突出するとともに、誘電体24aを介して記録素子25の一対の電極25bにおける磁気記録媒体側の面を覆っている突起部25aを備えている点とで第1実施形態の磁気ヘッド100と異なっている。なお、図示しないが、磁気センサー27周辺の構成は、第1実施形態の磁気センサー7周辺の構成(バイアス層9a、9bや非磁性体層15a、15bなどの構成)と同様である。 As shown in FIG. 7, in the magnetic recording / reproducing head 200 of the present modification, the magnetic shield 23a protrudes along the facing surface of the magnetic recording medium, and the pair of electrodes 25b of the recording element 25 is interposed via the dielectric 24a. It is different from the magnetic head 100 of the first embodiment in a point provided with a protruding portion 25a 1 that covers the surface of the magnetic recording medium side. Although not shown, the configuration around the magnetic sensor 27 is the same as the configuration around the magnetic sensor 7 of the first embodiment (configuration of the bias layers 9a and 9b and the nonmagnetic layers 15a and 15b).

本変形例の磁気記録再生ヘッド200の製造方法について図8を用いて説明する。図8は、本変形例の磁気記録再生ヘッド200の製造工程を順に示す図である。   A method of manufacturing the magnetic recording / reproducing head 200 of this modification will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram sequentially illustrating the manufacturing process of the magnetic recording / reproducing head 200 of this modification.

まず、スライダ基体21上に第1実施形態と同様の方法でレーザー光源22を形成し、続いて、レーザー光源22に隣接して、磁気シールド23aをNiFeで形成する(図8(a)参照)。このときの磁気シールド23aの膜厚は、1.2μmとする。   First, the laser light source 22 is formed on the slider base 21 by the same method as in the first embodiment, and then the magnetic shield 23a is formed of NiFe adjacent to the laser light source 22 (see FIG. 8A). . At this time, the film thickness of the magnetic shield 23a is 1.2 μm.

続いて、図8(a)の磁気シールド23aのうち、媒体対向面側の端部において一段の階段形状を有するように、磁気記録媒体と対向する面からZ方向に100nmの幅を残し、残部をエッチングによって200nm削り、突出部27aを形成する(図8(b)参照)。 Subsequently, in the magnetic shield 23a of FIG. 8A, a width of 100 nm is left in the Z direction from the surface facing the magnetic recording medium so as to have a stepped shape at the end on the medium facing surface side, and the remaining portion sharpener 200nm by etching to form a protruding portion 27a 1 (see Figure 8 (b)).

続いて、図8(b)において200nmのエッチングを行った部分に、誘電体24aを膜厚10nmで形成した後、Auからなる記録素子25を、図7の斜視図に示すような電極形状(略U字型)に形成する(図8(c)参照)。   Subsequently, after forming a dielectric 24a with a film thickness of 10 nm on the etched part in FIG. 8B, the recording element 25 made of Au has an electrode shape as shown in the perspective view of FIG. (Substantially U-shaped) (see FIG. 8C).

続いて、Alから成る誘電体24bを記録素子25上に形成し(図8(d)参照)、続いて、第1実施形態と同様に、磁気センサー用電極層26a、磁気センサー27、磁気センサー用電極層26b、磁気シールド23b、保護膜28を順次形成して(図8(e)、(f)参照)、磁気記録再生ヘッド200を完成する。 Subsequently, a dielectric 24b made of Al 2 O 3 is formed on the recording element 25 (see FIG. 8D). Subsequently, similarly to the first embodiment, the magnetic sensor electrode layer 26a and the magnetic sensor 27 are formed. Then, the magnetic sensor electrode layer 26b, the magnetic shield 23b, and the protective film 28 are sequentially formed (see FIGS. 8E and 8F) to complete the magnetic recording / reproducing head 200.

本変形例によれば、第1実施形態と同様の効果が得られることに加え、記録素子25の電極26bの下部に磁気シールド23aの一部が突出している(磁気シールド23aと23bとの距離を近くしている)ため、磁気シールド23aと磁気シールド23bとの間のギャップを小さくすることができる。その結果として、外部からの浮遊磁界や、再生しようとするビットの周辺ビットから発生する漏洩磁界の影響が少ない磁気記録再生ヘッド200を提供できる。これにより、光アシスト再生時において、近接場光によって加熱された磁気記録媒体の記録ビットが、さらに効率良く磁気センサー27下に届くとともに、外部磁界ノイズ、周辺ビットからの磁気ノイズに強い磁気記録再生ヘッド200を提供できる。従って、より高い空間分解能を有する光アシスト再生が実現可能である。   According to this modification, in addition to the same effects as those of the first embodiment, a part of the magnetic shield 23a protrudes below the electrode 26b of the recording element 25 (distance between the magnetic shields 23a and 23b). Therefore, the gap between the magnetic shield 23a and the magnetic shield 23b can be reduced. As a result, it is possible to provide the magnetic recording / reproducing head 200 that is less affected by the stray magnetic field from the outside and the leakage magnetic field generated from the peripheral bits of the bit to be reproduced. Thereby, at the time of optical assist reproduction, the recording bit of the magnetic recording medium heated by the near-field light reaches under the magnetic sensor 27 more efficiently, and the magnetic recording / reproduction is strong against external magnetic field noise and magnetic noise from peripheral bits. The head 200 can be provided. Therefore, optically assisted reproduction with higher spatial resolution can be realized.

<第2実施形態>
本発明の第2実施形態に係る磁気記録再生ヘッドについて、図9を用いて説明する。図9は、第2実施形態に係る磁気記録再生ヘッドの側面模式図(X−Z平面模式図)である。なお、第1実施形態の符合1〜12と同様の部分には、順に符号41〜52を付け、その説明を省略することがある。
Second Embodiment
A magnetic recording / reproducing head according to a second embodiment of the invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a schematic side view (XZ plane schematic diagram) of the magnetic recording / reproducing head according to the second embodiment. In addition, the code | symbols 41-52 are attached | subjected in order to the part similar to the codes | symbols 1-12 of 1st Embodiment, and the description may be abbreviate | omitted.

本実施形態に係る磁気記録再生ヘッド300は、記録素子45に照射されるレーザー光51のうちの一部、より具体的には磁気センサー47に照射される領域を遮光するための遮光体56が形成されている点で第1実施形態の磁気ヘッド100と異なっている。具体的には、図9に示すように、遮光体56は、磁気センサー47のレーザー光51照射側近傍に形成され、磁気センサー47に照射されるレーザー光51を遮光する程度の厚みで形成されている。なお、図示しないが、磁気センサー47周辺の構成は、第1実施形態の磁気センサー7周辺の構成(バイアス層9a、9bや非磁性体層15a、15bなどの構成)と同様である。   In the magnetic recording / reproducing head 300 according to the present embodiment, a light shielding body 56 for shielding a part of the laser beam 51 irradiated to the recording element 45, more specifically, a region irradiated to the magnetic sensor 47 is provided. It differs from the magnetic head 100 of the first embodiment in that it is formed. Specifically, as shown in FIG. 9, the light shield 56 is formed in the vicinity of the irradiation side of the laser beam 51 of the magnetic sensor 47, and is formed with a thickness that shields the laser beam 51 irradiated to the magnetic sensor 47. ing. Although not shown, the configuration around the magnetic sensor 47 is the same as the configuration around the magnetic sensor 7 of the first embodiment (configuration of the bias layers 9a and 9b and the nonmagnetic layers 15a and 15b).

遮光体56に用いる材料は透過率の低い材料であれば良く、特に限定するものではないが、Au,Ag,Al,Cu,Pt,Ru,Taやこれらの合金を用いることができる。この中でも、熱伝導率の高いAu,Au,Cu等の材料を用いれば、放熱体としての効果も奏する。   The material used for the light shielding body 56 may be any material having a low transmittance, and is not particularly limited. However, Au, Ag, Al, Cu, Pt, Ru, Ta, and alloys thereof can be used. Among these, if a material such as Au, Au, or Cu having a high thermal conductivity is used, an effect as a heat radiator can also be achieved.

遮光体56のZ方向の厚みは、レーザー光51を遮光できる厚みであればよく、例えば50nm以上の膜厚で形成される。また、紙面奥行き方向(Y方向)には、レーザー光51のスポット径よりも大きな幅で形成される。高い放熱効果を得ようとする場合には紙面奥行き方向(Y方向)に、スライダ基体41の両端幅まで形成しても構わない。このように遮光体56を形成すれば、磁気センサー47の温度上昇を抑え、近接場光発生源である記録素子45近傍にのみレーザー光51を照射できる。   The thickness of the light shielding body 56 in the Z direction is not particularly limited as long as it can shield the laser beam 51, and is formed to a thickness of 50 nm or more, for example. Further, it is formed with a width larger than the spot diameter of the laser beam 51 in the depth direction (Y direction) of the drawing. In order to obtain a high heat dissipation effect, it may be formed up to the width of both ends of the slider base 41 in the depth direction (Y direction) of the drawing. If the light shielding body 56 is formed in this way, the temperature rise of the magnetic sensor 47 can be suppressed, and the laser beam 51 can be irradiated only in the vicinity of the recording element 45 that is a near-field light generation source.

本実施形態の磁気記録再生ヘッド300によれば、第1実施形態と同様の効果を奏するとともに、磁気センサー47の磁界検出性能を損なうことなく、近接場光を用いた効率的な光アシスト再生が実現できる。   According to the magnetic recording / reproducing head 300 of this embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and efficient optically assisted reproduction using near-field light can be performed without impairing the magnetic field detection performance of the magnetic sensor 47. realizable.

<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態に係る磁気記録再生装置について、図10を用いて説明する。図10は、本発明の第3実施形態に係る磁気記録再生装置の摸式構成図である。ここでは、磁気記録再生ヘッド及び磁気記録媒体に第1実施形態と同様のものを用いた場合を例にあげて説明する。
<Third Embodiment>
Next, a magnetic recording / reproducing apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a magnetic recording / reproducing apparatus according to the third embodiment of the present invention. Here, a case where the same magnetic recording / reproducing head and magnetic recording medium as those in the first embodiment are used will be described as an example.

本実施形態に係る磁気記録再生装置400は、第1実施形態と同様の磁気記録再生ヘッド401、ディスク状の磁気記録媒体402、磁気記録媒体402を回転駆動するためのスピンドル403、磁気記録再生ヘッド401を支持固定するサスペンションアーム404、サスペンションアーム404を磁気記録媒体401上で駆動するボイスコイルモーター405、およびこれらを制御するための制御回路406を含んで成る。制御回路406には、スピンドル403の回転駆動を制御する回転駆動制御装置407と、磁気記録再生ヘッド401と信号をやり取りする信号処理装置408と、磁気記録再生ヘッド401に形成された光源の出力を制御する出力制御装置409と、読み出した情報を蓄積するためのメモリ装置410とが含まれる。スピンドル403が回転することによって磁気記録媒体402が回転し、空気流を発生する。発生した空気流を利用して磁気記録再生ヘッド401が磁気記録媒体402上を高さ約10nmで浮上し、磁気記録媒体402に対して記録再生を行う。これらの構成は磁気記録再生ヘッド401を除いて、何れも公知のハードディスクに用いられる構成である。   A magnetic recording / reproducing apparatus 400 according to this embodiment includes a magnetic recording / reproducing head 401, a disk-shaped magnetic recording medium 402, a spindle 403 for rotationally driving the magnetic recording medium 402, and a magnetic recording / reproducing head, as in the first embodiment. A suspension arm 404 for supporting and fixing 401, a voice coil motor 405 for driving the suspension arm 404 on the magnetic recording medium 401, and a control circuit 406 for controlling them. The control circuit 406 includes a rotational drive control device 407 that controls the rotational drive of the spindle 403, a signal processing device 408 that exchanges signals with the magnetic recording / reproducing head 401, and an output of a light source formed in the magnetic recording / reproducing head 401. An output control device 409 for controlling and a memory device 410 for storing the read information are included. As the spindle 403 rotates, the magnetic recording medium 402 rotates and generates an air flow. Using the generated air flow, the magnetic recording / reproducing head 401 floats on the magnetic recording medium 402 at a height of about 10 nm and performs recording / reproducing on the magnetic recording medium 402. These structures are used for a known hard disk except for the magnetic recording / reproducing head 401.

スピンドル403の回転数は、記録再生を安定に行うことができる回転数であればよく、特に限定するものでは無いが、例えば1800rpmから7200rpmの回転数を用いることができる。   The rotational speed of the spindle 403 is not particularly limited as long as it can stably perform recording and reproduction. For example, a rotational speed of 1800 rpm to 7200 rpm can be used.

磁気記録再生ヘッド401における磁気センサーは、記録素子の位置よりも、媒体移動方向の後端側に配置される。このように配置することで、光アシスト再生時に、磁気記録媒体402の加熱領域を効率的に磁気記録再生ヘッド401における磁気センサーの直下に移動させることが可能となる。   The magnetic sensor in the magnetic recording / reproducing head 401 is disposed on the rear end side in the medium moving direction from the position of the recording element. With this arrangement, the heating area of the magnetic recording medium 402 can be efficiently moved directly below the magnetic sensor in the magnetic recording / reproducing head 401 during optically assisted reproduction.

磁気記録媒体402は、光アシスト再生方式(第2617025号特許公報に記載のもの)に対応したものであり、シリコン又は石英などからなる基板402aと、この基板402aの上に形成された記録層402bとを備えている。記録層402bは、室温よりも高い、ある温度下において、室温下での磁化量よりも大きな磁化量を示すものである。磁気記録媒体402を実現するために、記録層402bには、フェリ磁性体や、反強磁性−強磁性転移を示す磁性体、または、これらの磁性体とフェロ磁性体との積層構造、フェリ磁性体同士の積層構造、反強磁性−強磁性転移を示す磁性体との積層構造を用いる。上記フェリ磁性体としては、重希土類金属と3d遷移金属とからなるフェリ磁性体、例えば、Tb,Dy,Gd,Hoから選ばれる重希土類金属と、Fe,Co,Niから選ばれる3d遷移金属とから成るフェリ磁性体を用いることができる。反強磁性−強磁性転移を示す磁性体としては、例えば、FeRh,FeRhIrを用いることができる。これらは、室温では反強磁性体としての特性を示すため漏洩磁界を発生せず、高温下で強磁性を示して漏洩磁界を発生する材料である。これらの磁性体と積層させるフェロ磁性体は、CoFeB,CoFePt,CoFePtB,FePt,FePd,CoPt,CoPdを含む垂直磁化膜であることが望ましい。   The magnetic recording medium 402 corresponds to an optically assisted reproduction system (described in Japanese Patent No. 2617025), and includes a substrate 402a made of silicon or quartz, and a recording layer 402b formed on the substrate 402a. And has. The recording layer 402b exhibits a magnetization amount larger than the magnetization amount at room temperature at a certain temperature higher than room temperature. In order to realize the magnetic recording medium 402, the recording layer 402b includes a ferrimagnetic material, a magnetic material exhibiting an antiferromagnetic-ferromagnetic transition, a laminated structure of these magnetic materials and a ferromagnetic material, or ferrimagnetic material. A layered structure between bodies and a layered structure with a magnetic body exhibiting an antiferromagnetic-ferromagnetic transition are used. Examples of the ferrimagnetic material include a ferrimagnetic material composed of a heavy rare earth metal and a 3d transition metal, such as a heavy rare earth metal selected from Tb, Dy, Gd, and Ho, and a 3d transition metal selected from Fe, Co, and Ni. A ferrimagnetic material made of can be used. For example, FeRh and FeRhIr can be used as the magnetic material exhibiting an antiferromagnetic-ferromagnetic transition. These are materials that exhibit characteristics as an antiferromagnetic material at room temperature, do not generate a leakage magnetic field, and exhibit ferromagnetism at a high temperature to generate a leakage magnetic field. The ferromagnetic material laminated with these magnetic materials is desirably a perpendicular magnetization film containing CoFeB, CoFePt, CoFePtB, FePt, FePd, CoPt, and CoPd.

記録層402bにフェリ磁性体であるTbFeCoを用いる例について示せば以下の通りである。磁気記録媒体402には、ディスク状のガラス基体上に、記録層402bとしてフェリ磁性体であるTbFeCoを膜厚50nmで形成する。ここでTbFeCoは光アシスト再生が可能となるように、室温において保磁力Hが10kOe以上であり、かつ、トータル磁化がほぼ0となる補償温度となるように組成を調整する。また、磁化が消失するキュリー温度は約200℃となるように組成調整する。磁気記録媒体402の記録層402b上には、この記録層を保護する目的でC膜を膜厚5nmで形成し、さらに潤滑剤を膜厚1nmで塗布形成する。 An example in which TbFeCo, which is a ferrimagnetic material, is used for the recording layer 402b is as follows. In the magnetic recording medium 402, TbFeCo, which is a ferrimagnetic material, is formed as a recording layer 402b with a film thickness of 50 nm on a disk-shaped glass substrate. Here TbFeCo is to allow the photo-assisted reproduction, and the coercive force H c is 10kOe or more at room temperature, and adjusting the composition so that the total magnetization is substantially 0. The compensation temperature. The composition is adjusted so that the Curie temperature at which the magnetization disappears is about 200 ° C. On the recording layer 402b of the magnetic recording medium 402, a C film is formed with a thickness of 5 nm for the purpose of protecting the recording layer, and a lubricant is applied and formed with a thickness of 1 nm.

次に、本発明の第3実施形態に係る磁気記録再生装置400の動作について説明する。電源が投入されると、磁気記録再生ヘッド401は、スピンドル403の回転に伴って生じる空気流によって10nm程度の浮上高さで磁気記録媒体402上を浮上し、磁気記録媒体402の記録層402bに対して光アシスト方式の記録再生を行うことができる。   Next, the operation of the magnetic recording / reproducing apparatus 400 according to the third embodiment of the present invention will be described. When the power is turned on, the magnetic recording / reproducing head 401 floats on the magnetic recording medium 402 with a flying height of about 10 nm by the air flow generated by the rotation of the spindle 403, and is recorded on the recording layer 402 b of the magnetic recording medium 402. On the other hand, optical assist type recording / reproduction can be performed.

磁気記録媒体402の記録層への記録プロセスは以下の通りである。まず、磁気記録再生ヘッド401のレーザー光源に通電し、レーザー光を発しさせ、このレーザー光を磁気記録再生ヘッド401の記録素子における狭窄部に照射する。これにより、狭窄部の突起部では電界の集中が起こり、磁気センサー用電極層との間で多重干渉による増強が行われて、レーザー光源波長よりも小さなスポット径(突起部からの到達範囲)を有する高強度の近接場光が発生する。これとともに、磁気記録再生ヘッド401の記録素子に電流を通電し、狭窄部において電流を狭窄し、記録磁界を発生させる。磁気記録媒体402の記録層402bには近接場光が照射され、磁気記録媒体402の記録層402bが局所的に加熱されて磁性体の保磁力Hが一時的に小さく(狭窄部において発生する記録磁界よりも小さく)なる。これと同時に、磁気記録再生ヘッド401の記録素子の狭窄部から発生した記録磁界によって磁気記録媒体402の記録層402bの磁化方向が変化し記録が行われる。なお、記録磁界の向きは磁気記録再生ヘッド401の記録素子に通電する電流の向きを反転させることによって行うことができる。磁気記録媒体402の記録層402bへの記録を行った後、磁気記録再生ヘッド401のレーザー光源への通電を停止してレーザー光の照射を止めるか、または、磁気記録再生ヘッド401のレーザー光源への通電量を減らしてレーザー光の照射パワーを弱めることにより、磁気記録媒体402の記録層402bは冷却されて磁性体の保磁力Hは回復し、磁化情報が安定に保持される。 The recording process on the recording layer of the magnetic recording medium 402 is as follows. First, the laser light source of the magnetic recording / reproducing head 401 is energized to emit laser light, and this laser light is applied to the constricted portion of the recording element of the magnetic recording / reproducing head 401. As a result, the concentration of the electric field occurs at the protrusion of the constriction, and enhancement by multiple interference is performed between the magnetic sensor electrode layer and the spot diameter (reachable range from the protrusion) smaller than the laser light source wavelength. High-intensity near-field light is generated. At the same time, a current is supplied to the recording element of the magnetic recording / reproducing head 401, the current is confined in the constricted portion, and a recording magnetic field is generated. The recording layer 402b of the magnetic recording medium 402 near-field light is irradiated, the recording layer 402b of the magnetic recording medium 402 is the coercive force H c of locally heated magnetic material occurs in temporarily smaller (stenosis Smaller than the recording magnetic field). At the same time, recording is performed by changing the magnetization direction of the recording layer 402b of the magnetic recording medium 402 by the recording magnetic field generated from the narrowed portion of the recording element of the magnetic recording / reproducing head 401. The direction of the recording magnetic field can be determined by reversing the direction of the current applied to the recording element of the magnetic recording / reproducing head 401. After recording on the recording layer 402b of the magnetic recording medium 402, the energization of the laser light source of the magnetic recording / reproducing head 401 is stopped to stop the irradiation of the laser light, or the laser light source of the magnetic recording / reproducing head 401 is turned on. by weakening the irradiation power of the power supply amount to reduce laser beam, the recording layer 402b of the magnetic recording medium 402 is cooled by the coercive force H c of the magnetic material to recover, the magnetization information is stably maintained.

続いて、上記の方法で記録した記録情報の再生プロセスについて示す。電源が投入されると、まずスピンドル403が回転し磁気記録媒体402を回転させる。続いて、磁気記録再生ヘッド401のレーザー光源に通電し、レーザー光を記録時よりも弱い電力で発生させ、これを磁気記録再生ヘッド401の記録素子における狭窄部の突起部に照射する。これにより、記録時と同様に磁気記録再生ヘッド401の突起部において増幅された高強度の近接場光が発生するが、レーザー光のパワーに比例して、近接場光のエネルギー密度も記録時の半分程度となる。このとき制御回路406に含まれる出力制御装置409は良好な再生信号品質が得られるように光源の出力を調整する。なお、再生時には、磁気記録再生ヘッド401の記録素子への通電は行わず、狭窄部からの磁界は発生させないようにする。近接場光が磁気記録媒体402に照射されると、磁気記録媒体402の記録層402bが局所的に加熱され、局所加熱箇所の磁気ビットのみから漏洩磁界が発生する。このとき、近接場光のエネルギー密度が記録時よりも低く、且つ、記録磁界を加えていないことから、磁気記録媒体402の記録層402bの保磁力Hは、磁化反転を生じる程減少することはなく、安定な記録状態を保持したままである。近接場光によって局所加熱された磁気記録媒体402上の加熱領域は、磁気記録媒体402の移動に伴って、磁気記録再生ヘッド401の記録素子よりも媒体移動方向の後端側に形成された磁気センサーの直下へと移動する。情報記録領域からの漏洩磁界を磁気記録再生ヘッド401の磁気センサーが検出することで、磁気記録情報を読み出す。磁気記録再生ヘッド401の磁気センサーは、局所加熱領域からの漏洩磁界を検出し、これを電気信号に変換して記録情報を読み出す。そして、磁気情報の再生は終了する。 Next, a process for reproducing recorded information recorded by the above method will be described. When the power is turned on, first, the spindle 403 rotates to rotate the magnetic recording medium 402. Subsequently, the laser light source of the magnetic recording / reproducing head 401 is energized to generate laser light with a power lower than that during recording, and this is irradiated to the protrusions of the constricted portion of the recording element of the magnetic recording / reproducing head 401. As a result, a high-intensity near-field light amplified at the protruding portion of the magnetic recording / reproducing head 401 is generated in the same manner as during recording, but the energy density of the near-field light is proportional to the power of the laser light. It becomes about half. At this time, the output control device 409 included in the control circuit 406 adjusts the output of the light source so as to obtain good reproduction signal quality. During reproduction, the recording element of the magnetic recording / reproducing head 401 is not energized so that a magnetic field from the constricted portion is not generated. When the near-field light is irradiated onto the magnetic recording medium 402, the recording layer 402b of the magnetic recording medium 402 is locally heated, and a leakage magnetic field is generated only from the magnetic bit at the local heating location. At this time, the energy density of the near-field light is lower than that during recording, and, since no addition of recording magnetic field, the coercive force H c of the recording layer 402b of the magnetic recording medium 402 is to reduce as causing magnetization reversal There is no stable recording state. The heating region on the magnetic recording medium 402 locally heated by near-field light is formed on the rear end side in the medium moving direction with respect to the recording element of the magnetic recording / reproducing head 401 as the magnetic recording medium 402 moves. Move directly under the sensor. The magnetic recording information is read by detecting the leakage magnetic field from the information recording area by the magnetic sensor of the magnetic recording / reproducing head 401. The magnetic sensor of the magnetic recording / reproducing head 401 detects the leakage magnetic field from the local heating region, converts this into an electric signal, and reads the recorded information. Then, the reproduction of magnetic information ends.

本実施形態によれば、上述の磁気記録再生ヘッドの効果を奏するとともに、磁気記録媒体の加熱領域を効率的に磁気センサー直下に移動させることが可能となり、単一の近接場光源を用いて、光アシスト磁気記録と光アシスト再生とを効率よく実現でき、高密度な磁気記録が可能な磁気記録再生装置を提供できる。   According to the present embodiment, the effect of the magnetic recording / reproducing head described above can be achieved, and the heating area of the magnetic recording medium can be efficiently moved directly below the magnetic sensor, using a single near-field light source, It is possible to provide a magnetic recording / reproducing apparatus capable of efficiently realizing optically assisted magnetic recording and optically assisted reproduction and capable of high-density magnetic recording.

本実施形態では、磁気記録再生ヘッドに第1実施形態と同様のものを用いたが、上記第1実施形態の変形例や第2実施形態に係る磁気記録再生ヘッドを代わりに用いてもよい。   In the present embodiment, the same magnetic recording / reproducing head as in the first embodiment is used. However, a modification of the first embodiment or the magnetic recording / reproducing head according to the second embodiment may be used instead.

次に、実施例を用いて本発明を説明する。なお、各実施例で用いた第1実施形態の磁気記録再生ヘッド100と同構成の磁気記録再生ヘッドについて説明する際、第1実施形態の磁気記録再生ヘッド100及びその各部位を代用して表現することがある。   Next, this invention is demonstrated using an Example. In describing the magnetic recording / reproducing head having the same configuration as the magnetic recording / reproducing head 100 of the first embodiment used in each example, the magnetic recording / reproducing head 100 of the first embodiment and its parts are used instead. There are things to do.

(実施例1)
第1実施形態の磁気記録再生ヘッド100と同様のものを、実施例1に係る磁気記録再生ヘッドとして作製した。この磁気記録再生ヘッドにおけるレーザー光源としては、波長680nmのレーザー光11が照射できるものを用いた。この実施例に係る磁気記録再生ヘッド100において、磁気記録媒体の対向面における電場強度を、FDTD(Finite Difference Time Domain)法を用いてシミュレーションした。その結果を図11に示す。なお、シミュレーションに際してはレーザー光11の強度分布をガウス分布とし、スポット径を700nmとした。入射光の偏向方向は図中のY方向とした。また、レーザー光11の電場のピーク強度は1(V/m)とし、レーザー光11のスポット中心位置は、図11においてY方向の中心軸上、かつ、記録素子5の窪み部14上方50nmの誘電体4a内における位置とした(図中+印の位置)。また、突起部13先端と、磁気センサー用電極層6aとの距離は25nmとした。
Example 1
A magnetic recording / reproducing head according to Example 1 was manufactured in the same manner as the magnetic recording / reproducing head 100 of the first embodiment. As a laser light source in this magnetic recording / reproducing head, a laser light source capable of irradiating a laser beam 11 having a wavelength of 680 nm was used. In the magnetic recording / reproducing head 100 according to this example, the electric field strength on the facing surface of the magnetic recording medium was simulated using an FDTD (Finite Difference Time Domain) method. The result is shown in FIG. In the simulation, the intensity distribution of the laser beam 11 is a Gaussian distribution, and the spot diameter is 700 nm. The deflection direction of the incident light was the Y direction in the figure. The peak intensity of the electric field of the laser beam 11 is 1 (V / m) 2, and the spot center position of the laser beam 11 is 50 nm on the central axis in the Y direction in FIG. 11 and above the recess 14 of the recording element 5. In the dielectric 4a (position of + mark in the figure). The distance between the tip of the protrusion 13 and the magnetic sensor electrode layer 6a was 25 nm.

図11に示すように、レーザー光11の照射によって、記録素子5の突起部13の先端部近傍における局所的な部分(トラック幅方向に約30nmの幅)で、磁気センサー用電極層6aとの間の相互作用(多重干渉)によって電場強度が強く増幅された部分が現れ、レーザー光11の電場ピーク強度よりも大きな5(V/m)を超える電場強度が得られた。 As shown in FIG. 11, by irradiation with the laser beam 11, a local portion (width of about 30 nm in the track width direction) near the tip of the projection 13 of the recording element 5 is contacted with the magnetic sensor electrode layer 6a. A portion where the electric field strength was strongly amplified due to the interaction (multiple interference) appeared, and an electric field strength exceeding 5 (V / m) 2 larger than the electric field peak strength of the laser beam 11 was obtained.

上記の電場強度が増強された領域は、突起部13の曲率半径よりも遥かに小さな領域であり、且つ、得られる電場強度は、窪み部14(レーザー光のスポット中心位置に近く曲率半径も突起部より小さい)の周辺よりも遥かに大きな電場強度である。   The region in which the electric field strength is enhanced is a region that is much smaller than the radius of curvature of the protrusion 13, and the electric field strength obtained is similar to that of the depression 14 (near the spot center position of the laser beam and the radius of curvature also protrudes). The electric field strength is much larger than the surrounding area of (smaller).

このような高強度の電場は、記録素子5の突起部13の先端部から媒体方向(Zが負の方向)に数10nm程度以下の近接した距離でのみ確認でき、上記の電場が近接場光12であることを示している。   Such a high-intensity electric field can be confirmed only at a close distance of about several tens of nanometers or less in the medium direction (Z is a negative direction) from the tip of the protrusion 13 of the recording element 5. 12 is shown.

このように、記録素子5の突起部13と磁気センサー用電極層6aとを、誘電体層4aを介して対向させた構成を近接場光12の発生源とすることによって、入射したレーザー光11よりも大きな電場強度が得られ、且つ、極めて局所的な領域に近接場光12を生成できることが確認できた。   In this way, the configuration in which the protrusion 13 of the recording element 5 and the magnetic sensor electrode layer 6a are opposed to each other via the dielectric layer 4a is used as the generation source of the near-field light 12, thereby making the incident laser light 11 It was confirmed that a larger electric field strength was obtained and the near-field light 12 could be generated in a very local region.

(実施例2)
実施例2として、第1実施形態の磁気記録再生ヘッド100と同構成のものについて、記録素子5の突起部13先端と磁気センサー用電極層6aとの間隔(すなわち、記録素子5の突起部13先端と磁気センサー用電極層6aとに挟まれた誘電体4bの厚み)を変化させた場合の電場強度変化をシミュレーションした。その結果を図12に示す。図12における横軸は、記録素子5の突起部13先端と磁気センサー用電極層6aとの距離hを、縦軸は、媒体対向面における突起部13先端の電場強度を示している。なお、記録素子5の突起部13先端と磁気センサー用電極層6aとの間隔を変化させた以外の条件は実施例1のシミュレーション条件と同じである。
(Example 2)
As Example 2, for the same configuration as the magnetic recording / reproducing head 100 of the first embodiment, the distance between the tip of the protrusion 13 of the recording element 5 and the magnetic sensor electrode layer 6a (that is, the protrusion 13 of the recording element 5). The electric field strength change was simulated when the thickness of the dielectric 4b sandwiched between the tip and the magnetic sensor electrode layer 6a was changed. The result is shown in FIG. In FIG. 12, the horizontal axis represents the distance h between the tip of the projection 13 of the recording element 5 and the magnetic sensor electrode layer 6a, and the vertical axis represents the electric field strength at the tip of the projection 13 on the medium facing surface. The conditions other than changing the distance between the tip of the protrusion 13 of the recording element 5 and the magnetic sensor electrode layer 6a are the same as the simulation conditions of the first embodiment.

記録素子5の突起部13先端と磁気センサー用電極層6aとの距離は、レーザー光11の透過光成分(farfield成分)が突起部13の周辺から通過しないようにする観点、および、近接場光12と磁気センサー7とを近付ける観点から、100nm以下程度とすることが望ましいと考えられる。従って、本実施例では、記録素子5の突起部13先端と磁気センサー用電極層6aとの距離が100nm以下の範囲についてシミュレーションを行った。   The distance between the tip of the protrusion 13 of the recording element 5 and the magnetic sensor electrode layer 6a is such that the transmitted light component (farfield component) of the laser light 11 does not pass from the periphery of the protrusion 13 and the near-field light. From the viewpoint of bringing 12 and the magnetic sensor 7 close to each other, it is considered that the thickness is preferably about 100 nm or less. Therefore, in this example, the simulation was performed in the range where the distance between the tip of the protrusion 13 of the recording element 5 and the magnetic sensor electrode layer 6a was 100 nm or less.

図12に示すように、記録素子5の突起部13先端と磁気センサー用電極層6aとの距離を100nmから小さくして行くと、記録素子5の突起部13先端と磁気センサー用電極層6aとの間で相互作用(多重干渉)が生じることによって電場強度が増幅される効果が見られ、距離が20nmで6.5(V/m)の大きな電場強度が得られる結果となった。記録素子5の突起部13先端と磁気センサー用電極層6aとの距離が20nmよりも小さくなると、誘電体層3が薄くなることで表面プラズモンが伝播しにくくなり、得られる電場強度も小さくなるが、7nm以上の距離でレーザー光11のピーク電場強度(1(V/m))よりも大きな電場強度が得られた。従って、記録素子5の突起部13先端と磁気センサー用電極層6aとの距離は、5nmから100nm程度の範囲とすることで、増幅された近接場光12を得ることができることがわかる。更に望ましくは、記録素子5の突起部13先端と磁気センサー用電極層6aとの間の相互作用(多重干渉)による電場強度の増幅効果が特に強い、10nmから50nmの範囲とすると良いことがわかる。 As shown in FIG. 12, when the distance between the protrusion 13 tip of the recording element 5 and the magnetic sensor electrode layer 6a is reduced from 100 nm, the protrusion 13 tip of the recording element 5 and the magnetic sensor electrode layer 6a As a result of the interaction (multiple interference) occurring between the two, an effect of amplifying the electric field intensity was observed, and a large electric field intensity of 6.5 (V / m) 2 was obtained at a distance of 20 nm. If the distance between the tip of the projection 13 of the recording element 5 and the electrode layer 6a for the magnetic sensor is less than 20 nm, the dielectric layer 3 becomes thin, so that surface plasmons are difficult to propagate and the electric field strength obtained is also reduced. An electric field strength greater than the peak electric field strength (1 (V / m) 2 ) of the laser beam 11 was obtained at a distance of 7 nm or more. Therefore, it can be seen that the amplified near-field light 12 can be obtained by setting the distance between the tip of the protrusion 13 of the recording element 5 and the magnetic sensor electrode layer 6a in the range of about 5 nm to 100 nm. More desirably, the range of 10 nm to 50 nm is preferable because the electric field intensity amplification effect is particularly strong due to the interaction (multiple interference) between the tip of the protrusion 13 of the recording element 5 and the magnetic sensor electrode layer 6a. .

なお、本発明は、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で設計変更できるものであり、上記実施形態や実施例に限定されるものではない。例えば、第1および第2実施形態における略円柱形状の狭窄部5a、45aをそれぞれ有する記録素子5、45に代えて、図13(a)に示す記録素子500又は図13(b)に示す記録素子500のように、断面が略V型柱形状の狭窄部を有する記録素子を用いてもよい。記録素子500は、第1および第2実施形態における記録素子5に対し、突起部501と窪み部502とがともに鋭角に形成されているものである。記録素子500は、第1および第2実施形態における記録素子5に対し、突起部601のみが鋭角に形成され、窪み部602は記録素子5と同様の形状である。   The present invention can be changed in design without departing from the scope of the claims, and is not limited to the above-described embodiments and examples. For example, the recording element 500 shown in FIG. 13A or the recording shown in FIG. 13B instead of the recording elements 5 and 45 each having the substantially cylindrical constricted portions 5a and 45a in the first and second embodiments. As in the element 500, a recording element having a constricted portion having a substantially V-shaped column shape in cross section may be used. In the recording element 500, the protrusion 501 and the recess 502 are both formed at an acute angle with respect to the recording element 5 in the first and second embodiments. In the recording element 500, only the protrusion 601 is formed at an acute angle with respect to the recording element 5 in the first and second embodiments, and the recess 602 has the same shape as the recording element 5.

また、第1および第2実施形態において、スライダ基体上にレーザー光源を形成する磁気記録再生ヘッドについて示したが、スライダと、レーザー光源が形成された基板とを貼り付けて磁気記録再生ヘッドを製造しても構わない。すなわち、例えばアルチック(Al・TiC)からなるスライダに、レーザー光源が形成されたAlやGaN、GaAsから成る基板を貼り付けても良い。このとき、スライダ上に形成されるレーザー光源以外の部材は、スライダ上に形成してもよいし、レーザー光源とともに基板上に形成しても構わない。ここで、レーザー光源以外の部材をレーザー光源とともに基板上に形成する場合には、スライダと基板との張り合わせに伴う位置ずれ(特に磁気記録媒体との対向面が一致しなくなるずれ)を防ぐために、スライダと基板を予め接合した上で、ラッピングを行って、磁気記録媒体との対向面をスライダと基板とで一致させ、その上で、スライダにテーパー部とABS面加工形状を形成し、基板上に記録素子、磁気センサー、およびレーザー光源を形成する手順を用いてもよい。 In the first and second embodiments, the magnetic recording / reproducing head in which the laser light source is formed on the slider base has been described. However, the magnetic recording / reproducing head is manufactured by attaching the slider and the substrate on which the laser light source is formed. It doesn't matter. That is, for example, a substrate made of Al 2 O 3 on which a laser light source is formed, GaN, or GaAs may be attached to a slider made of AlTiC (Al 2 O 3 .TiC). At this time, the members other than the laser light source formed on the slider may be formed on the slider or may be formed on the substrate together with the laser light source. Here, when a member other than the laser light source is formed on the substrate together with the laser light source, in order to prevent a positional shift (particularly a shift in which the facing surface with the magnetic recording medium does not match) due to the bonding between the slider and the substrate, After the slider and the substrate are bonded in advance, lapping is performed so that the surface facing the magnetic recording medium is matched between the slider and the substrate, and then a tapered portion and an ABS surface processed shape are formed on the slider, In addition, a procedure for forming a recording element, a magnetic sensor, and a laser light source may be used.

また、第1、第2実施形態において、レーザー光源は必ずしも磁気記録再生ヘッドの内部に形成される必要はなく、磁気記録再生ヘッドの外部にあっても構わない。例えば、磁気記録再生ヘッドを支持するサスペンションアーム上にレーザー光源を配置し、光導波路を用いて磁気記録再生ヘッドにレーザー光を引き込む形態であっても構わない。   In the first and second embodiments, the laser light source is not necessarily formed inside the magnetic recording / reproducing head, and may be outside the magnetic recording / reproducing head. For example, a laser light source may be disposed on a suspension arm that supports the magnetic recording / reproducing head, and laser light may be drawn into the magnetic recording / reproducing head using an optical waveguide.

第1、2実施形態において、磁気センサー用電極層の一部または全体が磁気シールド効果を有する高透磁率材料で形成されていても構わない。例えばNiFeやNiFeTaを含む材料で形成されても構わない。このようにすれば、ノイズ源となる周囲の浮遊磁界の影響や、再生しようとする磁気ビット以外の領域からの磁界を打ち消す効果がより高い磁気記録再生ヘッドを提供できる。   In the first and second embodiments, part or all of the magnetic sensor electrode layer may be formed of a high permeability material having a magnetic shielding effect. For example, it may be formed of a material containing NiFe or NiFeTa. In this way, it is possible to provide a magnetic recording / reproducing head having a higher effect of canceling out the magnetic field from the region other than the magnetic bit to be reproduced and the influence of the surrounding stray magnetic field that becomes a noise source.

また、第1、2実施形態において、磁気センサーにおいて、磁気センサー用電極層を形成せずに、磁気シールドを電極として兼用しても構わない。なお、第1、第2実施形態において、本発明の磁気記録再生ヘッドは、必ずしも本実施形態の製造方法で製造される必要は無く、本実施形態と同様の構成が得られるものであればどのような製造方法でもよい。また、磁気記録再生ヘッドの磁気記録媒体との対向面には、磁気記録媒体との接触による損傷を防ぐ目的で潤滑剤が塗布または成膜されていても構わない。   In the first and second embodiments, in the magnetic sensor, the magnetic shield may be used as an electrode without forming the magnetic sensor electrode layer. In the first and second embodiments, the magnetic recording / reproducing head of the present invention does not necessarily have to be manufactured by the manufacturing method of the present embodiment, and any structure can be used as long as the same configuration as that of the present embodiment can be obtained. Such a manufacturing method may be used. In addition, a lubricant may be applied or formed on the surface of the magnetic recording / reproducing head facing the magnetic recording medium in order to prevent damage due to contact with the magnetic recording medium.

(a)が本発明の第1実施形態に係る磁気記録再生ヘッドの側断面図、(b)が(a)の磁気記録再生ヘッドの媒体対向面を示す図である。2A is a side sectional view of the magnetic recording / reproducing head according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a diagram showing a medium facing surface of the magnetic recording / reproducing head of FIG. 図1の磁気記録再生ヘッドの主要部を示す図であって、一部透明化された斜視図である。It is a figure which shows the principal part of the magnetic recording / reproducing head of FIG. 1, Comprising: It is the perspective view partially transparentized. 図1の磁気記録再生ヘッドにおける記録素子を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a recording element in the magnetic recording / reproducing head of FIG. 1. 図1の磁気記録再生ヘッドにおける磁気センサーと磁気シールドとを示す図であって、(a)が媒体対向面付近部分の側断面図、(b)が媒体対向面を示す図である。2A and 2B are diagrams illustrating a magnetic sensor and a magnetic shield in the magnetic recording / reproducing head of FIG. 1, in which FIG. 2A is a side sectional view of a portion near a medium facing surface, and FIG. 図1の磁気記録再生ヘッドの製造工程を順に示す図である。FIG. 3 is a diagram sequentially illustrating manufacturing steps of the magnetic recording / reproducing head of FIG. 1. 図1の磁気記録再生ヘッドの記録素子の製造工程を順に示す図である。FIG. 3 is a diagram sequentially illustrating manufacturing steps of a recording element of the magnetic recording / reproducing head of FIG. 1. 本発明の第1実施形態の変形例に係る磁気記録再生ヘッドの主要部を示す図であって、一部透明化された斜視図である。It is a figure which shows the principal part of the magnetic recording / reproducing head which concerns on the modification of 1st Embodiment of this invention, Comprising: It is a perspective view partially transparentized. 図7の磁気記録再生ヘッドの製造工程を順に示す図である。FIG. 8 is a diagram sequentially illustrating manufacturing steps of the magnetic recording / reproducing head of FIG. 7. 本発明の第2実施形態に係る磁気記録再生ヘッドの側断面図の主要部を示す図である。It is a figure which shows the principal part of the side sectional view of the magnetic recording / reproducing head concerning 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る磁気記録再生装置の摸式構成図である。It is a model block diagram of the magnetic recording / reproducing apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の実施例1に係る磁気記録再生ヘッドの媒体対向面における電場強度シミュレーションの結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the electric field intensity | strength simulation in the medium opposing surface of the magnetic recording / reproducing head based on Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係る磁気センサー素子のシミュレーション結果を示すグラフ図である。It is a graph which shows the simulation result of the magnetic sensor element which concerns on Example 2 of this invention. 第1及び第2実施形態における記録素子の変形例を示す図であって、(a)が突起部と窪み部とがともに鋭角に形成されている記録素子を示す図、(b)が突起部のみが鋭角に形成されている記録素子を示す図である。6A and 6B are diagrams showing a modification of the recording element in the first and second embodiments, in which FIG. 5A is a diagram showing a recording element in which both a protrusion and a recess are formed at an acute angle, and FIG. FIG. 2 is a diagram showing a recording element in which only a sharp angle is formed.

符号の説明Explanation of symbols

1、21、41 スライダ基体
1a テーパー部
2、22、42 レーザー光源
3a、3b、23a、23b、43a、43b 磁気シールド
3a、3b、23a、23b レーザー光源電極
4a、4b、24a、24b、44a、44b 誘電体層
5、25、45、500、600 記録素子
5a、25a、45a、500a、600a 狭窄部
5b、25b、45b、500b、600b 電極
6a、6b、26a、26b、46a、46b 磁気センサー用電極層
7、27、47 磁気センサー
7a 磁化自由層
7b 非磁性中間層
7c 磁化固定層
8、28、48 保護膜
9a、9b バイアス層
10 ABS面加工形状
11、31、51 レーザー光
12、52 近接場光
13、601、701 突起部
14、602、702 窪み部
15a、15b 非磁性体層
56 遮光体
100、200、300、401 磁気記録再生ヘッド
400 磁気記録再生装置
402 磁気記録媒体
403 スピンドル
404 サスペンションアーム
405 ボイスコイルモーター
406 制御回路
407 回転駆動装置
408 信号処理装置
409 出力制御装置
410 メモリ装置
1, 21, 41 Slider base 1a Tapered portion 2, 22, 42 Laser light source 3a, 3b, 23a, 23b, 43a, 43b Magnetic shield 3a, 3b, 23a, 23b Laser light source electrode 4a, 4b, 24a, 24b, 44a, 44b Dielectric layer 5, 25, 45, 500, 600 Recording element 5a, 25a, 45a, 500a, 600a Narrowed portion 5b, 25b, 45b, 500b, 600b Electrode 6a, 6b, 26a, 26b, 46a, 46b For magnetic sensor Electrode layer 7, 27, 47 Magnetic sensor 7a Magnetization free layer 7b Nonmagnetic intermediate layer 7c Magnetization fixed layer 8, 28, 48 Protective film 9a, 9b Bias layer 10 ABS surface processed shape 11, 31, 51 Laser light 12, 52 Proximity Field light 13, 601, 701 Protrusion 14, 602, 702 Depression 15a, 15b Non-magnetic layer 56 Light Shield 100, 200, 300, 401 Magnetic Recording / Reproducing Head 400 Magnetic Recording / Reproducing Device 402 Magnetic Recording Medium 403 Spindle 404 Suspension Arm 405 Voice Coil Motor 406 Control Circuit 407 Rotation Drive Device 408 Signal Processing Device 409 Output Control Device 410 Memory Device

Claims (17)

記録磁界を印加しつつ近接場光を用いて磁気記録媒体を昇温して磁気記録媒体に磁気情報を記録し、近接場光を用いて磁気記録媒体を昇温して磁気記録媒体に記録された記録情報を再生する光アシスト磁気記録再生方式に用いる磁気記録再生ヘッドであって、
非磁性体からなり、一対の電極、及び、前記一対の電極のそれぞれと電気的に接続された導電性の狭窄部を有する記録素子と、
磁気記録媒体に記録された記録情報を再生する磁気センサーとを備え、
前記狭窄部にレーザー光が照射されたときに前記狭窄部に形成された局所形状変化部を発生源とした近接場光が発生し、前記一対の電極間に電流が流れると前記狭窄部を発生源とした磁界が発生し、
前記狭窄部及び前記磁気センサーを挟む位置に設けられた一対の磁気シールド層をさらに備えていることを特徴とする磁気記録再生ヘッド。
While applying a recording magnetic field, the magnetic recording medium is heated using near-field light to record magnetic information on the magnetic recording medium, and the magnetic recording medium is heated using near-field light to be recorded on the magnetic recording medium. A magnetic recording / reproducing head used in an optically assisted magnetic recording / reproducing system for reproducing recorded information,
A recording element comprising a non-magnetic material, a pair of electrodes, and a conductive constriction portion electrically connected to each of the pair of electrodes;
A magnetic sensor for reproducing recorded information recorded on the magnetic recording medium,
When the constricted part is irradiated with laser light, near-field light is generated from a local shape change part formed in the constricted part, and the constricted part is generated when a current flows between the pair of electrodes. A magnetic field is generated as a source,
A magnetic recording / reproducing head, further comprising a pair of magnetic shield layers provided at positions sandwiching the narrow portion and the magnetic sensor.
前記記録素子と前記磁気センサーとの間に誘電体層が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の磁気記録再生ヘッド。   The magnetic recording / reproducing head according to claim 1, wherein a dielectric layer is formed between the recording element and the magnetic sensor. 前記磁気センサーを挟み込むように第1の磁気センサー用電極層と第2の磁気センサー用電極層とが形成されており、
前記第1の磁気センサー用電極層が、前記局所形状変化部との間に前記誘電体層を挟み込むように形成されていることを特徴とする請求項2に記載の磁気記録再生ヘッド。
A first magnetic sensor electrode layer and a second magnetic sensor electrode layer are formed so as to sandwich the magnetic sensor;
3. The magnetic recording / reproducing head according to claim 2, wherein the first magnetic sensor electrode layer is formed so that the dielectric layer is sandwiched between the first magnetic sensor electrode layer and the local shape changing portion.
前記局所形状変化部が、前記一対の電極同士を接続する狭窄部内において、前記一対の電極よりも前記磁気センサーに近い位置に設けられた凸形状に湾曲した個所に形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の磁気記録再生ヘッド。   The local shape changing portion is formed in a curved portion provided in a convex shape provided at a position closer to the magnetic sensor than the pair of electrodes in the constriction portion connecting the pair of electrodes. The magnetic recording / reproducing head according to claim 1. 前記近接場光の磁気記録媒体の表面と平行な方向における領域の最大幅が、前記突起部の曲率半径よりも小さいことを特徴とする請求項4に記載の磁気記録再生ヘッド。   5. The magnetic recording / reproducing head according to claim 4, wherein a maximum width of a region of the near-field light in a direction parallel to the surface of the magnetic recording medium is smaller than a radius of curvature of the protrusion. 前記局所形状変化部と前記第1の磁気センサー用電極層との距離が5nm以上100nm以下であることを特徴とする請求項3から5に記載の磁気記録再生ヘッド。   6. The magnetic recording / reproducing head according to claim 3, wherein a distance between the local shape changing portion and the first magnetic sensor electrode layer is 5 nm or more and 100 nm or less. 前記局所形状変化部と前記第1の磁気センサー用電極層との距離が10nm以上50nm以下であることを特徴とする請求項3から5に記載の磁気記録再生ヘッド。   6. The magnetic recording / reproducing head according to claim 3, wherein a distance between the local shape changing portion and the first magnetic sensor electrode layer is 10 nm or more and 50 nm or less. 前記第1の磁気センサー用電極層の少なくとも一部がAu,Ag,Alを主体とする金属で形成されていることを特徴とする請求項3〜9のいずれか1項に記載の磁気記録再生ヘッド。   10. The magnetic recording / reproducing method according to claim 3, wherein at least a part of the first magnetic sensor electrode layer is formed of a metal mainly composed of Au, Ag, and Al. 11. head. 前記磁気センサーが、非磁性層、磁化固定層、及び、前記磁化固定層との間で前記非磁性層を挟む磁化自由層を含むスピンバルブ型の磁気抵抗効果素子であり、
前記磁化自由層が前記磁化固定層よりも前記記録素子に近い位置に形成されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の磁気記録再生ヘッド。
The magnetic sensor is a spin valve magnetoresistive element including a nonmagnetic layer, a magnetization fixed layer, and a magnetization free layer sandwiching the nonmagnetic layer between the magnetization fixed layer,
The magnetic recording / reproducing head according to claim 1, wherein the magnetization free layer is formed closer to the recording element than the magnetization fixed layer.
前記記録素子と前記磁気センサーと前記レーザー光源とが同一の基体上に形成されていることを特徴とする請求項1〜9に記載の磁気記録再生ヘッド。   10. The magnetic recording / reproducing head according to claim 1, wherein the recording element, the magnetic sensor, and the laser light source are formed on the same substrate. 前記局所形状変化部に鋭角が形成されていることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の磁気記録再生ヘッド。   The magnetic recording / reproducing head according to claim 1, wherein an acute angle is formed in the local shape changing portion. 前記一対の磁気シールドのうち1つが、磁気記録媒体の対向面に沿って突出し、前記記録素子の一対の電極における磁気記録媒体側の面の少なくとも一部を覆っている突起部を備えていることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載の磁気記録再生ヘッド。   One of the pair of magnetic shields includes a protrusion that protrudes along the opposing surface of the magnetic recording medium and covers at least a part of the surface on the magnetic recording medium side of the pair of electrodes of the recording element. The magnetic recording / reproducing head according to claim 1, wherein: 前記磁気センサーにレーザー光が照射されることを防ぐための遮光体をさらに備えていることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の磁気記録再生ヘッド。   The magnetic recording / reproducing head according to claim 1, further comprising a light blocking body for preventing the magnetic sensor from being irradiated with laser light. 請求項1〜13のいずれか1項に記載の磁気記録再生ヘッドと、
前記磁気記録再生ヘッドによって磁気記録再生が行われる磁気記録媒体とを備えている磁気記録再生装置。
A magnetic recording / reproducing head according to any one of claims 1 to 13,
A magnetic recording / reproducing apparatus comprising: a magnetic recording medium on which magnetic recording / reproducing is performed by the magnetic recording / reproducing head.
前記磁気記録再生ヘッドにおける磁気センサーが、前記磁気記録再生ヘッドにおける記録素子よりも前記磁気記録媒体の移動方向の後方に配設されていることを特徴とする請求項14に記載の磁気記録再生装置。   15. The magnetic recording / reproducing apparatus according to claim 14, wherein the magnetic sensor in the magnetic recording / reproducing head is disposed behind the recording element in the magnetic recording / reproducing head in the moving direction of the magnetic recording medium. . 磁気情報記録の際には、磁気記録媒体上に請求項1〜13のいずれか1項に記載の前記磁気記録再生ヘッドの近接場光源から近接場光を照射して磁気記録媒体を加熱するとともに磁界を印加して磁気情報を記録し、
磁気情報再生の際には、前記磁気情報記録の際と同一の近接場光源から発する近接場光を磁気記録媒体上に照射して磁気記録媒体を前記磁気情報記録の際よりも低い温度に加熱し、磁気情報を読み出すことを特徴とする磁気情報記録再生方法。
When recording magnetic information, the magnetic recording medium is heated by irradiating the near-field light from the near-field light source of the magnetic recording / reproducing head according to any one of claims 1 to 13 on the magnetic recording medium. Recording magnetic information by applying a magnetic field,
When reproducing magnetic information, the magnetic recording medium is irradiated with near-field light emitted from the same near-field light source as in the magnetic information recording to heat the magnetic recording medium to a temperature lower than that during the magnetic information recording. And reading out the magnetic information.
磁気情報記録の際には、磁気記録媒体上に請求項14又は15に記載の磁気記録再生装置における磁気記録再生ヘッドの近接場光源から近接場光を照射して磁気記録媒体を加熱するとともに磁界を印加して磁気情報を記録し、
磁気情報再生の際には、前記磁気情報記録の際と同一の近接場光源から発する近接場光を磁気記録媒体上に照射して磁気記録媒体を前記磁気情報記録の際よりも低い温度に加熱し、磁気情報を読み出すことを特徴とする磁気情報記録再生方法。
16. When recording magnetic information, the magnetic recording medium is heated and irradiated with a near-field light from a near-field light source of a magnetic recording / reproducing head in the magnetic recording / reproducing apparatus according to claim 14 or 15 on the magnetic recording medium. To record magnetic information,
When reproducing magnetic information, the magnetic recording medium is irradiated with near-field light emitted from the same near-field light source as in the magnetic information recording to heat the magnetic recording medium to a temperature lower than that during the magnetic information recording. And reading out the magnetic information.
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