[发明专利]一种磁记录设备、多态磁盘及读写方法

说明书

本发明公开了一种磁记录设备、多态磁盘及读写方法，属于磁存储领域，磁记录设备包括：衬底，以及衬底之上的磁记录薄膜，磁记录薄膜为圆形，且包括由两层非磁性中间层间隔的三层铁磁层，三层铁磁层的易磁化方向分别沿x、y、z方向，z方向为垂直方向，x、y方向为面内方向且分别沿径向和切向；多态磁盘包括磁记录设备、读磁头、写磁头以及读磁头两侧的磁屏蔽层；写磁头包括垂直磁极和两个水平磁极对，以及缠绕于各磁极上的线圈；读磁头包括自旋流生成层，和膜层结构(磁隧道结、自旋阀或Hall bar)。本发明能够提高磁记录设备的存储密度，从而大幅提高基于该磁记录设备的磁盘的存储密度。

技术领域

本发明属于磁存储领域，更具体地，涉及一种磁记录设备、多态磁盘及读写方法。

背景技术

以硬盘驱动器为代表的磁存储设备是拓展计算机数据存储能力的重要工具。随着计算机处理数据量的迅速增加，需要提高磁记录介质的存储密度，以提高计算机的功能和能力。

现有磁盘存储器由于读磁头的空间分辨率不足，且只能用于探测单一方向的磁场，所以大多采用具有垂直(或者面内)磁各向异性的单层磁记录介质，这种磁记录介质只有磁化方向垂直向上(水平向左)或者垂直向下(水平向右)两种稳态，使得磁盘存储器的单个存储单元只能存储一个二进制信息，存储密度较低，无法很好地满足日益增长的数据存储需求。

为了实现磁记录介质的更高记录密度，目前所采用的方法是使写磁道的宽度和间距变窄，从而使每个写磁道中编码的对应磁记录位变窄。目前主流的增加磁记录密度的方法具体包括叠瓦式磁记录(SMR)、热辅助磁记录(HAMR)、微波辅助磁记录(MAMR)、声辅助磁记录(AAMR)等。然而，磁记录位的缩小会降低磁晶粒的能量势垒，从而缩短磁记录位的保持时间，影响磁盘的稳定性和使用寿命。此外，磁记录位的缩小还要求有更高写入精度和更低轨间串扰的写磁头，以及有更高空间分辨率和更强抗噪能力的读磁头。这些问题极大地限制了磁盘存储密度和存储容量的进一步提高。

总的来说，如何提高磁盘的存储密度、拓展磁盘的存储容量，仍然是一个亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种磁记录设备、多态磁盘及读写方法，其目的在于，提高磁记录设备的存储密度，从而大幅提高基于该磁记录设备的磁盘的存储密度。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种磁记录设备，包括：衬底，以及衬底之上的磁记录薄膜；

磁记录薄膜为圆形，且包括：依次堆叠的第一铁磁层、第一中间层、第二铁磁层、第二中间层和第三铁磁层；

三个铁磁层的易磁化方向分别沿x方向、y方向和z方向；z方向垂直于磁记录薄膜的表面，x方向平行于磁记录薄膜的表面且沿径向，y方向平行于磁记录薄膜的表面且沿切向；

第一中间层和第二中间层均由非磁性材料制成。

进一步地，在衬底和磁记录薄膜之间还包括：软磁层。

按照本发明的又一个方面，提供了一种包括本发明提供的上述磁记录设备的多态磁盘，还包括：读磁头、写磁头，以及位于读磁头两侧的磁屏蔽层；

读磁头包括：自旋流生成层和膜层结构；自旋流生成层呈十字形，具有两个相互垂直且分别沿x、y方向的导电通道；膜层结构为磁隧道结、自旋阀或Hall bar；读磁头中的各膜层均平行于磁记录薄膜，且膜层结构面向磁记录薄膜；

写磁头包括：垂直磁极，两个第一水平磁极，两个第二水平磁极，以及缠绕于各个磁极上的线圈；四个水平磁极均匀分布于以垂直磁极为圆心的圆周上，且两个第二水平磁极的连线垂直于两个第一水平磁极的连线；

两个第一水平磁极的连线沿x方向，或者，两个第一水平磁极的连线与x方向存在45°夹角；多态磁盘旋转时，读磁头和写磁头相对于盘面沿y方向移动。