211service.com
Sztuczka produkcyjna oferuje pięciokrotny skok w pojemności dysku twardego
Technika, która umożliwia łączenie się warstw nanowzorców, które przechowują dane na dyskach twardych, została ulepszona, aby lepiej pasowała do masowej produkcji i może umożliwić przechowywanie dysków, które przechowują pięć razy więcej danych niż największe dostępne obecnie.
Zmarszczki: Cząsteczki polimeru układały się w regularny wzór korytarzy o szerokości 10 nanometrów na większym z tych dwóch obrazów mikroskopowych, dzięki zastosowaniu nowej powłoki, która pomaga molekułom we właściwym ustawieniu. Mniejszy obraz pokazuje, że bez powłoki polimery nie tworzą zorganizowanych struktur.
Korzystanie z samodzielnego montażu zamiast maszyn, które drukują lub wytrawiają elementy, od dawna uważane jest za potencjalne rozwiązanie nadciągającej bariery w zwiększaniu pojemności projektów dysków twardych. Naukowcy z University of Texas w Austin opracowali rozwiązanie problemu, który sprawiał, że samomontaż był niekompatybilny z istniejącymi fabrykami.
Dyski twarde przechowują dane na wirującym dysku, zapisane we wzorze namagnesowanych regionów na magnetycznej powłoce. Przez dziesięciolecia wzrost pojemności dysków twardych wynikał z gęstszego upakowania tych regionów – a tym samym danych. Ale teraz nie można ich umieścić znacznie bliżej siebie bez zakłóceń magnetycznych zagrażających niezawodności przechowywania danych.
Pokrycie talerza dysku fizycznie oddzielnymi punktami materiału magnetycznego zamiast ciągłej powłoki umożliwiłoby znacznie gęstsze przechowywanie, ponieważ interferencja między punktami byłaby zapobiegana przez szczeliny między nimi. Jednak istniejące metody produkcji nie są w stanie niezawodnie tworzyć odrębnych wysp oddalonych od siebie o mniej niż około 30 nanometrów, dając w przybliżeniu taką samą gęstość danych, jak obecnie konwencjonalne konstrukcje dysków twardych.
Grant Willson , profesor materiałoznawstwa na UT Austin, współpracujący z profesorem chemii UT Austin Christopher Ellis , znalazł sposób na tworzenie wysp magnetycznych o wiele ciaśniej upakowanych, niż są w stanie wytworzyć istniejące narzędzia produkcyjne. Ta nowa metoda wykorzystuje blok kopolimerów — długołańcuchowe cząsteczki zbudowane z bloków różnych polimerów — które mogą łączyć się w regularne i bardzo małe, powtarzające się wzory. Wzory można kierować, wybierając odpowiednią kombinację polimerów i dodając wzory do powierzchni, na którą są nakładane. Po uformowaniu taki wzór może służyć jako szablon do tworzenia kropek materiału magnetycznego na talerzu z twardym dyskiem.
Podejście to zostało powstrzymane przez wyzwanie polegające na ułożeniu na płasko długich cząsteczek kopolimeru przy użyciu metody zgodnej z istniejącymi fabrykami. Grupa z UT Austin ogłosiła w zeszłym tygodniu, że rozwiązała problem poprzez wynalezienie warstwy wierzchniej – również polimeru – która tasuje kopolimery we właściwej orientacji.
Po prostu wirujesz kilka warstw więcej niż zwykle i podgrzewasz za pomocą gorącej płyty, która już tam jest, mówi Willson. Po nałożeniu polimerowej powłoki wierzchniej jest ona nieaktywna i wiąże się z jonami amonowymi. Ogrzewanie wypiera amoniak i przekształca polimer powłoki wierzchniej w nową strukturę, która wchodzi w interakcję z warstwą kopolimeru i zachęca go do przejścia do pożądanej orientacji. Powłoka wierzchnia jest następnie zmywana, pozostawiając kopolimery i struktury, w które się składały.
Ten proces można wykonać w mniej niż 30 sekund, szybciej niż obecnie najwolniejszy krok na linii produkcyjnej talerzy z twardym dyskiem, mówi Willson. Jak dotąd grupa wykazała, że potrafi tworzyć wzory o szczegółach tak drobnych, jak 10 nanometrów. Willson szacuje, że umożliwiłoby to przechowywanie danych na dyskach twardych z pięciokrotną gęstością prądu, czyli około 1 terabita informacji (1024 gigabajty) na cal kwadratowy.
HGST, firma magazynowa należąca do Western Digital, bada, w jaki sposób można zintegrować tę technikę z istniejącymi liniami produkcyjnymi. Willson mówi, że jego warstwa wierzchnia również będzie musiała zostać dostrojona do produkcji przez firmy specjalizujące się w produkcji półprzewodników.
Jamesa Watkinsa , dyrektor centrum hierarchicznej produkcji na Uniwersytecie Massachusetts w Amherst, mówi, że konieczne są również ulepszenia samych kopolimerów, zanim metoda samoorganizacji będzie mogła zostać zastosowana komercyjnie. Jednym z wyzwań jest osiągnięcie dalekosiężnego porządku przy użyciu kopolimerów bez defektów na dużych powierzchniach, mówi. Z milionami punktów przechowywania danych na talerzu dysku, współczynniki błędów muszą być bardzo niskie, aby uniknąć nieprawidłowego rozmieszczenia znacznej ich liczby.