Демонстрация принципа работы 3D-магнитной записи может привести к созданию более совершенных жестких

Исследовательские группы из NIMS, Seagate Technology и Университета Тохоку совершили прорыв в области жестких дисков (HDD), продемонстрировав возможность многоуровневой записи с использованием трехмерного магнитного носителя для хранения цифровой информации.

Исследовательские группы показали, что эта технология может быть использована для увеличения емкости жестких дисков, что в будущем может привести к созданию более эффективных и экономичных решений для хранения данных.

Центры обработки данных все чаще хранят огромные объемы данных на жестких дисках (HDD), которые используют перпендикулярную магнитную запись (PMR) для хранения информации с поверхностной плотностью около 1,5 Тбит/дюйм2. Однако для перехода к более высоким площадным плотностям требуется магнитная записывающая среда с высокой анизотропией, состоящая из зерен FePt, в сочетании с лазерной записью с тепловым ускорением.

Этот метод, известный как магнитная запись с тепловым ускорением (HAMR), способен поддерживать плотность записи до 10 Тбит/дюйм2. Кроме того, возможна плотность более 10 Тбит/дюйм2, основанная на новом принципе, продемонстрированном при сохранении нескольких уровней записи, равных 3 или 4, по сравнению с двоичным уровнем, используемым в технологии жестких дисков.

В исследовании, опубликованном в Acta Materiala, команде удалось расположить записывающие слои FePt трехмерно, изготовив многослойные пленки FePt/Ru/FePt с согласованной решеткой, с Ru в качестве разделительного слоя.

Измерения намагниченности показывают, что два слоя FePt имеют разную температуру Кюри. Это означает, что трехмерная запись становится возможной благодаря регулировке мощности лазера при записи.

Кроме того, исследователи продемонстрировали принцип 3D-записи с помощью моделирования записи, используя модель носителя, которая имитирует микроструктуру и магнитные свойства изготовленного носителя.

Метод трехмерной магнитной записи может увеличить производительность записи за счет наложения слоев записи в трех измерениях. Это означает, что на меньшем количестве жестких дисков можно хранить больше цифровой информации, что приводит к экономии энергии в центрах обработки данных.

В будущем исследователи планируют разработать процессы, позволяющие уменьшить размер зерен FePt, улучшить ориентацию и магнитную анизотропию, а также увеличить количество слоев FePt для создания структуры носителя, пригодной для практического использования в качестве жесткого диска высокой плотности.

Описание к фото. Схематический вид (вверху) используемых в настоящее время систем трехмерной магнитной записи HAMR и (внизу). В системе трехмерной магнитной записи температура Кюри каждого слоя записи отличается примерно на 100 К, и данные записываются на каждый слой путем регулировки мощности лазера. Фото: Acta Materialia (2024).