22.05.2010
Следующее поколение магнитных жестких дисков сможет хранить 10 терабит на квадратный дюйм
На рис: Запись даны с помощью TAR и BPR: a - схема записи и волнового фронта, b, с - изображение (HR-MFM) трека с 60 островками с разным разрешением (белая полоска - 1um и 500nm, соответственно). Image credit Nature Photonics, doi:10.1038/nphoton.2010.90.
Большинство современных жестких дисков используют перпендикулярную запись, а это означает, что плотность их записи ограничена несколькими сотнями гигабайт на квадратный дюйм. Некоторое время ученые пытались найти пути увеличения этого предела, и предложен новый метод, который может довести этот предел до десяти терабит на квадратный дюйм.
Исследование, опубликованное в Nature Photonics, рассказывает о методе, который объединяет две процедуры записи для хранения данных на жестких дисках. Каждая из них записывает плотно упакованные данные без воздействия на биты, их окружающие, избегая обычную процедуру упаковки данных, при которой тепло, производимое в записывающей головке, может создавать суперпарамагнетные эффекты и воздействовать на намагниченность соседних битов (меняя 0 на 1 и обратно).
Одна из использованных процедур запись битового массива (bit-patterned recording - BPR), когда литографическим способом на поверхности диска создают «магнитные островки», и бит информации хранится в одной ячейке-домене, а не в массиве доменов, что позволяет предотвратить суперпарамагнитные эффекты.
Другой способ записи – TAR (thermally-assisted magnetic recording), когда крошечные области на поверхности подогреваются при записи данных, а затем охлаждаются. Нагрев способствует быстрому намагничиванию, а дизайн магнитной пластины также препятствует возникновению эффекта суперпарамагнетизма.
Оба метода имеют недостатки: BPR имеет ограничения, связанные с необходимостью подбирать записывающую головку точно по размеру магнитных островков, а при TAR сложно контролировать область нагревания и подобрать подходящий мелкогранулированный материал, переносящий нагрев и охлаждение. Когда ученые использовали оба метода, они смогли решить эти проблемы. Магнитные островки BPR устраняют необходимость в мелкогранулированном материале, а TAR записывает только нагретые биты, поэтому размер записывающей головки не так важен. При использовании обоих методов отсутствует воздействие на соседние биты, данные можно плотно упаковывать на менее дорогой поверхности.
Нова система была разработана Барри Стайпом (Barry C. Stipe) из Калифорнии и японскими исследователями из Hitachi с помощью плазмонной нано-антенны. Ученые записали данные, направив луч лазера по волноводу на антенну, где он преобразовался в заряд. У антенны, формой напоминающей букву «E», средняя перекладина в 20-25 нанометров служит излучателем, на небольшой области которой концентрируется заряд.
Скорость записи, полученная исследователями, достигла 250 мегабит в секунду при незначительном уровне ошибок. При этом плотность записи данных высоко качества составила один терабит на квадратный дюйм. По мнению авторов, эту цифру можно теоретически увеличить на порядок.
Magnetic recording at 1.5 Pb m^(−2) using an integrated plasmonic antenna, Barry C. Stipe et al., Nature Photonics, Published online: 2 May 2010. doi:10.1038/nphoton.2010.90
http://www.physorg.com/news192693274.html
