2018 Fiscal Year Annual Research Report
Numerical simulations of write head and spin-toque oscillator for microwave-assisted magnetic recording
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16K06321
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| Research Institution | Niigata Institute of Technology |
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Principal Investigator |
金井 靖 新潟工科大学, 工学部, 教授 (00251786)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 高周波アシスト磁気記録 / マイクロマグネティック解析 / スピントルク発振素子 / 記録ヘッド / 垂直記録媒体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
現在市販されている，高周波アシスト（MAMR）用ではない垂直ヘッドは主磁極(MP)およびトレーリングシールド(TS)が，強い記録磁界と急峻な磁界勾配を得るために媒体に対して斜めであり，MP－TSのギャップ（MP-TS gap）も斜めである．よってスピントルク発振素子（STO）も媒体に対して斜めの構造となるのが自然である．この斜め構造を前提に，強い高周波磁界を得るため，高周波発振層（FGL）がヘッド媒体摺動面（ABS）に露出する構造を検討した．この構造のSTOは矩形ではなく，台形であり，矩形STOと比べると体積が小さい．スピン注入層（SIL）が台形の短辺側にある，体積が小さい構造は注入されるスピンが不足し，FGLは安定に発振しないことを見出した（成果）．また，この構造は電流の素子の両端に電圧を加えると，電極の面積が異なるため，素子の中で電流密度が一定ではない．STOの媒体に対しての傾きは，主磁極から発生する磁界強度とトレードオフの関係にあるが，発生する高周波磁界の強度も考えると15度程度の角度が妥当であることを述べた（成果）．平成29年度までは，STO素子のみの孤立モデルおよびSTO素子と記録ヘッドの統合モデルを検討し，媒体の記録シミュレーションは切り離して行ってきた．平成30年度はこれらを一括して取り扱い，シミュレーションの近似度合いを上げて，実際に近いモデルで検討を行った．STOの回転は媒体の存在によりわずかに変化するものの，ほとんど影響がないことを予測した（成果）．しかしながら，計算時間の問題から現状のソフトウェアおよびハードウェアでは媒体信号対雑音比（SNR）などを求めることは不可能であることを示した．申請時の目標としていた 面密度4テラビット／平方インチ，記録周波数2GHzの記録は2次元平面では条件を見出せず，3次元記録の検討が必要であることを述べた．
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