用于热辅助磁记录的过渡曲率改进的系统

技术领域

本发明涉及热辅助磁记录领域更具体地，涉及用于热辅助磁记录的过渡曲率改进的系统。

背景技术

最近，热辅助磁记录(thermally assisted magnetic recording，TAMR；在本领域中也被称为heat assisted magnetic recording，HAMR)在技术竞争中变得越来越重要。热辅助磁记录的传统主磁极是由单一类型的材料制成的，因此，从主磁极生成的磁场在主磁极内将是相似的。在热辅助磁记录上写入的情况下，由于热区是圆形形状以及沿着主磁极水平方向的磁场强度是均匀的，热辅助磁记录的写入位置是沿着热区的。这样就会产生圆形形状过渡曲率，圆形形状过渡曲率属于较差的过渡曲率。

因此，长期以来亟需一种改进热辅助磁记录过渡曲率的系统，这将增加位密度和面密度容量。

发明内容

提供本发明内容是为了介绍与用于热辅助磁记录的过渡曲率改进的系统相关的概念，并且在下面的具体实施方式中进一步描述该概念。本发明内容不旨在确定要求保护的主题的本质特征，也不旨在用于确定或限制要求保护的主题的范围。

在一个实施方式中，公开了用于热辅助磁记录的过渡曲率改进的系统。该系统可以包括：诸如激光器的能量源、热辅助磁记录介质、热辅助磁记录头，该热辅助磁记录头还包括波导、主磁极和包括钉状件(peg，桩状件)的平面等离子体发生器(planar plasmongenerator，PPG)。主磁极可以促进热辅助磁记录介质的写入。波导可以促进引导能量。平面等离子体发生器(PPG)可以与波导相邻并且促进将能量转换成表面等离子体，该表面等离子体沿着钉状件行进以加热热辅助磁记录介质。主磁极可以包括：第一部分，该第一部分能够产生第一磁场强度；以及至少一个附加部分，该至少一个附加部分能够产生比第一磁场强度强的磁场强度。当在热辅助磁记录介质上进行写入时，主磁极的沿着其水平方向的磁场能够生成基本上直的过渡曲线。

附图说明

参考所附附图描述具体实施方式。在附图中，附图标记的最左边的数字标识附图标记在其中首次出现的图。在整个附图中使用相同的数字来表示相同的特征和部件。

图1(a)和图1(b)例示了传统主磁极和该传统主磁极的过渡曲线。

图2(a)和图2(b)例示了根据本申请的实施方式的混合材料主磁极和该混合材料主磁极的过渡曲线。

图3(a)和图3(b)例示了根据本申请的实施方式的凹口主磁极和该凹口主磁极的过渡曲线。

图4(a)、图4(b)、图4(c)、图4(d)、图4(e)、图4(f)和图4(g)、图4(h)、图4(i)例示了根据本申请的实施方式的热辅助磁记录头的主磁极的二矩形结构变型。

图5(a)、图5(b)、图5(c)、图5(d)、图5(e)、图5(f)和图5(g)、图5(h)、图5(i)例示了根据本申请的实施方式的热辅助磁记录头的主磁极的n-矩形结构变型。

图6(a)、图6(b)、图6(c)、图6(d)、图6(e)、图6(f)和图6(g)、图6(h)、图6(i)例示了根据本申请的实施方式的热辅助磁记录头的主磁极的三角形形状的面向介质的表面结构变型。

图7(a)、图7(b)、图7(c)、图7(d)、图7(e)、图7(f)和图7(g)、图7(h)、图7(i)例示了根据本申请的实施方式的热辅助磁记录头的主磁极的凹口/弯曲形状的面向介质的表面结构变型。

图8例示了用于热辅助磁记录头的过渡曲率改进的系统。

图9例示了根据本申请的实施方式的描绘“跨轨道(track，磁道、轨迹)修整的PW50”的图。

图10(a)和图10(b)例示了根据本申请的实施方式的描绘ADC与二次因子的图。

具体实施方式

整个说明书中对“各种实施方式”、“一些实施方式”、“一个实施方式”或“实施方式”的参考意味着结合该实施方式描述的特别的特征、结构或特点被包括在至少一个实施方式中。因此，在整个说明书中出现的短语“在各种实施方式中”、“在一些实施方式中”、“在一个实施方式中”或“在实施方式中”不一定都参考同一实施方式。此外，这些特别的特征、结构或特点可以在一个或多个实施方式中以任何适合的方式进行组合。

参考图1(a)和图1(b)，例示了传统热辅助磁记录头100的主要部分以及获得的用于该传统热辅助磁记录头100的过渡曲线103。传统热辅助磁记录头100的主要部分包括用于在记录介质上写入的磁极101(在下文中也可互换地称为主磁极101)以及用于加热记录介质上的精确点的钉状件102。主磁极101(如在图1(a)中示出的)可以由单一类型的材料制成。因此，从主磁极101生成的磁场在整个主磁极101内将是相似的。在热辅助磁记录(TAMR)上写入的情况下，热辅助磁记录(TAMR)的写入位置可能是沿着热区的。这可能是由于热区是圆形形状以及沿着主磁极101的水平方向的均匀的磁场强度引起的。这样会导致圆形形状过渡曲率(如在图1(b)中示出的)，圆形形状过渡曲率属于较差的过渡曲率103，因此期望改进主磁极的过渡曲率。

参考图2(a)和图2(b)，例示了根据本申请的实施方式的热辅助磁记录头200的主要部分以及获得的用于该热辅助磁记录头200的过渡曲线203。热辅助磁记录头200可以克服传统热辅助磁记录头100的局限性。热辅助磁记录头200的主要部分包括用于在记录介质上写入的主磁极101和用于加热在记录介质上的精确点的钉状件102。混合材料类型的主磁极101可以生成沿着主磁极101的水平方向的不同的场强，这使得过渡曲率能够改进，由此增加位密度和面密度容量。混合材料类型的主磁极101可以包括在主磁极101的外侧的高饱和磁通密度材料201以及在主磁极101的中心的低饱和磁通密度材料或非磁性材料202。混合材料主磁极101可以在主磁极101的与较低介质温度区域相结合的外侧生成大磁头场强。混合材料主磁极101还可以在主磁极101的与较高介质温度区域相结合的中心生成较小的磁头场强。在一个实施方式中，混合材料热辅助磁记录头200可以使得热辅助磁记录的整体写入位置能够根据对应的所需介质温度来进行优化，从而可以进一步促进获得沿着水平方向的线性的过渡曲率203。

参考图3(a)和图3(b)，例示了根据本申请的实施方式的凹口热辅助磁记录头300及其相应的过渡曲线。在一个实施方式中，凹口热辅助磁记录头300可以包括具有凹口形状的曲线301的主磁极101。凹口形状的曲线301可以促进热辅助磁记录的过渡曲率改进。凹口主磁极是实现主磁极101上沿水平方向的不同磁场的另一种方法。

参考图4(a)、图4(b)、图4(c)、图4(d)、图4(e)、图4(f)、图4(g)、图4(h)、图4(i)，例示了根据本申请的实施方式的热辅助磁记录头400的主磁极101的促进热辅助磁记录的过渡曲率改进的二矩形结构变型。在一个实施方式中，热辅助磁记录头400可以包括主磁极101、钉状件102和波导401。主磁极101可以包括在主磁极101的外侧(a2)的高饱和磁通密度材料201以及在主磁极101的中心(a1)处的低饱和磁通密度材料或非磁性材料202。

图4(a)、图4(b)和图4(c)、图4(d)、图4(e)、图4(f)、图4(g)、图4(h)、图4(i)例示了在主磁极101的中心(a1)处的低饱和磁通密度材料或非磁性材料202以及在主磁极101的外侧(a2)的高饱和磁通密度材料201的各种形状和配置。在外侧(a2)和(a3)(图4(b)所示)的高饱和磁通密度材料201的饱和磁通密度可以大于在中心(a1)处的低饱和磁通密度材料或非磁性材料202，并且高饱和磁通密度材料(a2)和(a3)可以由不同的材料制成，但具有相同的饱和磁通密度。因此，(a2)和(a3)的饱和磁通密度的值相同并且大于(a1)的饱和磁通密度的值。

参考图4(a)和图4(b)，在一个实施方式中，第一部分(a1)可以放置在主磁极101的中心，并且至少一个附加部分包括沿着主磁极101的水平方向分别放置在第一部分(a1)的两侧上的两个第二部分(a2或a3)，每个第二部分(a2或a3)由具有比第一饱和磁通密度大的第二饱和磁通密度的材料制成。在一个实施方式中，第二部分(a2)和(a3)可以由不同的材料制成，但具有相同的饱和磁通密度。因此，(a2)和(a3)的饱和磁通密度的值相同并且大于第一部分(a1)的饱和磁通密度的值。第一部分(a1)的截面的形状和两个第二部分(a2或a3)的截面的形状可以是矩形，其中，第一部分(a1)和两个第二部分(a2或a3)的高度可以是相同的。在一个实施方式中，主磁极101可以具有凹口形状的、或平面的、或三角形形状的面向介质的表面。

图5(a)、图5(b)、图5(c)、图5(d)、图5(e)、图5(f)、图5(g)、图5(h)、图5(i)、图6(a)、图6(b)、图6(c)、图6(d)、图6(e)、图6(f)、图6(g)、图6(h)、图6(i)、图7(a)、图7(b)、图7(c)、图7(d)、图7(e)、图7(f)、图7(g)、图7(h)和图7(i)例示了高饱和磁通密度材料201的各种水平(level，层级)a(n)，a(n+1)......，以及主磁极101的不同的面向介质的表面结构变型。在一个实施方式中，高饱和磁通密度材料a(n+1)的磁通密度大于另一高饱和磁通密度材料a(n)的磁通密度，其中，‘n’是正整数。与a(n)和a(n+1)相比，在中心(a1)处的低饱和磁通密度材料或非磁性材料202的磁通密度可以是最小的。因此，高饱和磁通密度材料201的水平a(n)的磁通密度可以总是大于a1的饱和磁通密度。图5(a)至图5(i)例示了主磁极101的具有平面形状的面向介质的表面的n-矩形结构变型。此外，图6(a)至图6(b)例示了主磁极101的三角形形状的面向介质的表面结构变型。图7(a)至图7(b)例示了主磁极101的凹口/弯曲形状的面向介质的表面结构变型。

参考图5(c)，在一个实施方式中，至少一个附加部分可以包括沿着主磁极的水平方向将第二部分诸如a(n)夹于之间的第三部分诸如a(n+1)。第三部分可以由具有比第二饱和磁通密度大的第三饱和磁通密度的材料制成。参考图5(a)和图5(b)，在另一实施方式中，至少一个附加部分可以包括沿着主磁极101的水平方向分别放置在两个第二部分诸如a(n)或者(a2)与(a4)的外侧上的两个第三部分，诸如a(n+1)或者(a3)与(a5)。第一部分(a1)的截面的形状、两个第二部分a(n)或者(a2)与(a4)的截面的形状、以及两个第三部分a(n+1)或者(a3)与(a5)的截面的形状可以是矩形。在一个实施方式中，两个第三部分a(n+1)或者(a3)与(a5)可以由不同的材料制成，但具有相同的饱和磁通密度。第一部分、两个第二部分和两个第三部分的高度可以相同。在与图5(a)和图5(b)的实施方式相似的替代性实施方式中，主磁极可以具有凹口形状的面向介质的表面、或平面的面向介质的表面、或三角形形状的面向介质的表面，如相应地在图6(a)、图6(b)、以及图7(a)和图7(b)中示出的。

参考图4(d)至图4(i)，在一个实施方式中，第一部分(a1)可以放置在主磁极101的中心，并且至少一个附加部分可以包括沿着主磁极101的水平方向将第一部分(a1)夹于之间的第二部分(a2)。第二部分可以由具有比第一饱和磁通密度大的第二饱和磁通密度的材料制成。第一部分的截面的形状可以是矩形或半圆形。主磁极可以具有凹口形状的面向介质的表面、或平面的面向介质的表面、或三角形形状的面向介质的表面。参考图5(d)和图5(e)，在一个实施方式中，至少一个附加部分还包括沿着主磁极101的水平方向分别放置在第二部分诸如a(n)的两侧的两个第三部分诸如a(n+1)，其中，每个第三部分可以由具有比第二饱和磁通密度大的第三饱和磁通密度的材料制成。此外，参考图5(f)至图5(i)，在一个实施方式中，至少一个附加部分还包括沿着主磁极的水平方向将第二部分诸如(a2)与(a3)、或者a(n)夹于之间的第三部分诸如(a4)或a(n+1)，其中，第三部分可以由具有比第二饱和磁通密度大的第三饱和磁通密度的材料制成。第一部分的截面的形状可以是矩形或半圆形。在与图5(c)至图5(i)的实施方式相似的替代性实施方式中，主磁极可以具有凹口形状的面向介质的表面、或平面的面向介质的表面、或三角形形状的面向介质的表面，如在图6(c)至图6(i)以及图7(c)至图7(i)中示出的。

在一个实施方式中，钉状件102可以放置成面向主磁极101的线性水平方向。此外，波导401可以放置在钉状件102的前面。高饱和磁通密度材料201可以放置在主磁极101的外侧，并且低饱和磁通密度材料202可以放置在主磁极101的中心，使得能够生成从主磁极100的外侧朝向其中心的在线性水平方向上的磁场。热辅助磁记录头400的这种结构使得能够在主磁极101的中心(a1)产生较弱的磁头场，并且在主磁极101的外侧a(n+1)产生较强的磁头场。主磁极101可以促进热辅助磁记录介质的写入。波导401可以促进引导能量。平面等离子体发生器(PPG)(未示出在图4(a)至图7(i)中)可以与波导401相邻并且促进将能量转换成表面等离子体，该表面等离子体沿着钉状件102行进以加热热辅助磁记录介质。主磁极101可以包括：第一部分，该第一部分能够产生第一磁场强度；以及至少一个附加部分，该至少一个附加部分能够产生比第一磁场强度强的磁场强度。当在热辅助磁记录介质上进行写入时，主磁极101的沿着其水平方向的磁场使得能够生成基本上直的过渡曲线。

在一个实施方式中，从外侧a(n)到中心(a1)并且然后从中心(a1)到外侧a(n)生成的磁场可以沿着主磁极101的水平方向逐渐改变。热辅助磁记录头400的结构可以使得能够通过线性密度或者通过数据速率的增加来获得线性过渡曲率203。可以使侧读取效果和过渡侧擦除最小化。另外，可以释放读取器宽度，使得可以改进读取器的可靠性和性能。

参考图8，例示了根据本主题的实施方式的用于热辅助磁记录的过渡曲率改进的系统800。在一个实施方式中，系统800可以包括诸如激光器的能量源801、热辅助磁记录介质802、热辅助磁记录头400，该热辅助磁记录头还包括主磁极101、波导401、以及平面等离子体发生器803，该平面等离子体发生器与波导401相邻并且包括具有与记录介质802接近的前侧的钉状件102。在一个实施方式中，波导401可以将来自激光器801的光传送到平面等离子体发生器(PPG)803。也就是说，由激光器801产生的能量可以由波导401引导到平面等离子体发生器803。平面等离子体发生器803可以吸收能量并将其转换成表面等离子体。表面等离子体可以沿着PPG 803的外边缘并沿着钉状件102行进，该钉状件聚集表面等离子体并加热记录介质802上的精确点。钉状件102的宽度可以是记录介质802上的热区的宽度。平面等离子体发生器(PPG)803可以被集成到记录头中。钉状件102可以是矩形形状或梯形形状。

参考图9，例示了根据本申请的实施方式的描绘跨轨道修整的PW50的图。修整的PW50可以源自用于通过二次因子确定过渡曲率为多大程度的STX。可以在偏移位置的两侧修整被写入的轨道，其中，对于修整轨道(n-1)具有偏移[偏移-磁写入宽度/2*修整深度％]，并且对于修整轨道(n+1)具有偏移[偏移+磁写入宽度/2*修整深度％]，同时修整深度％可以是75％。经修整的轨道宽度可以比读取器窄得多，并且读取器可以测量该经修整的轨道的PW50。然后在相同的位置对被写入的轨道再次进行写入，并且然后在另一偏移位置的两侧进行修整并再次测量PW50。最后，将与对应PW50值相关联的不同的偏移位置组合，可以使过渡曲率可视化。通过在偏移位置与对应PW50的数据集上拟合二次方程，可以将X

参考图10(a)和图10(b)，描绘了根据本申请的实施方式的ADC与二次因子。图10(a)示出了ADC与具有对应的过渡曲率曲线的二次因子的相关性。二次因子越小(较小程度的过渡曲率)，ADC越大。所以，过渡曲率的改进可以直接改进ADC。图10(b)绘制了收缩％与二次因子以及ADC与二次因子的相关性。对于较大程度的过渡曲率(较大的二次因子值)，由于轨道边缘从先前的过渡到下一过渡重叠，所以轨道的收缩可以是较大的。然后，轨道边缘信号可以变得更小或者被擦除。100％收缩表示轨道上没有收缩效果。收缩％越小，轨道上的收缩效果越大。所以，二次因子越小，收缩％将越接近100％(无收缩效果)。当二次因子变得较小以产生较好的收缩％时，能够增加数据速率，并且能够释放读取器宽度(在较宽读取器的情况下，轨道性能较好，并且可靠性较好)，从而可以观察到ADC增益。

尽管已经用特定于结构特征和/或方法的语言描述了用于热辅助磁记录头400的过渡曲率改进的系统800的实现，但是要理解的是，所附权利要求不一定限于所描述的特定的特征或方法。而是，特定的特征和方法被公开作为用于热辅助磁记录头400的过渡曲率改进的系统800的实现的示例。