211service.com
Technika nanoprodukcji podwaja pojemność dysku twardego
Badacze w HGST , główny producent dysków twardych, wykazali, że rozwijająca się technologia produkcji zwana nanodrukowaniem może zostać wykorzystana do podwojenia pojemności przechowywania danych w porównaniu do dzisiejszych dysków twardych. Mówią, że praca zgłoszona do opatentowania , wykonane we współpracy z firmą o nazwie Odciski molekularne , może doprowadzić do powstania opłacalnego procesu produkcyjnego do końca dekady.
Dyski twarde przechowują dane w materiale magnetycznym na powierzchni wirującego dysku. Podczas produkcji materiał ten jest osadzany w postaci cienkiej warstwy. Informacje są następnie zapisywane na dysku poprzez zmianę orientacji magnetycznej poszczególnych jednostek materiału, zwanych ziarnami. Grupa ziaren razem tworzy region, który może przechowywać jeden bit. Od lat 50. XX wieku, kiedy wynaleziono tę technologię, producenci dysków twardych nieustannie znajdowali sposoby na zwiększenie pojemności przechowywania danych poprzez zmniejszanie obszaru wymaganego do przechowywania bitów, a ostatnio przez stosowanie coraz mniejszej liczby zgrupowanych ziaren dla każdego z nich.
Kropki danych: Naukowcy z HGST stworzyli powyższy wzór, który zawiera wyspy magnetyczne do przechowywania danych, wykorzystując nową technikę zwaną nanoimprintingiem.
Teraz przemysł napotyka ograniczenia w tej strategii, częściowo dlatego, że magnetyzm cząstek staje się mniej stabilny, gdy są one bardzo małe, zjawisko znane jako superparamagnetyzm. Jeśli wezmę magnes trwały i zrobię go wystarczająco mały, stanie się niemagnetyczny, wyjaśnia Currie Munce , wiceprezes HGST Research.
Istnieją również fizyczne ograniczenia, jak małe mogą być regiony nagrywania. Jeśli nadal będziesz próbował zsuwać te namagnesowane obszary coraz bliżej siebie, w końcu osiągną punkt, w którym mogą wyczuć swoich sąsiadów do tego stopnia, że mają tendencję do przewracania się, wyjaśnia Grant Willson , profesor materiałoznawstwa na University of Texas w Austin. To powoduje utratę danych. Willson jest współzałożycielem Molecular Imprints, chociaż nie był zaangażowany w te badania.
Naukowcy od lat wiedzieli, że ułożenie dysku za pomocą fizycznie izolowanych, nanoskopowych punktów magnetycznych umożliwia upakowanie większej ilości informacji niż nakładanie materiału w postaci ciągłej warstwy. Wyzwanie polegało na opracowaniu ekonomicznego sposobu wytwarzania dysków z precyzyjnymi nanoskopowymi wzorami w kołowych ścieżkach potrzebnych do pracy głowicy nagrywającej.
Naukowcy z HGST ogłosili na zeszłomiesięcznym spotkaniu poświęconym zaawansowanej litografii SPIE, że wykorzystali swój opatentowany proces nanodrukowania, aby utworzyć wzór podłoża dysku za pomocą kropek o szerokości 10 nanometrów, ciasno upakowanych i kołowych. Wykazali, że głowica zapisująca może odczytywać i zapisywać informacje z tych kropek, i poinformowali, że ich proces może wydrukować 1,2 biliona wysp magnetycznych na cal kwadratowy — co wystarczy, aby przechować około terabajta na dysku 2,5 cala, który jest dwukrotnie większy od pojemności dzisiejsze urządzenia. (Najbardziej pojemny dysk obecnie sprzedawany przez HGST może przechowywać cztery terabajty danych.) Ponieważ kropki mogą być jeszcze mniejsze, metoda teoretycznie pozwoliłaby na zwiększenie pojemności o kilka kolejnych generacji.
Nano-wdrukowanie, technika, która pojawiła się po raz pierwszy w połowie lat 90., polega na nakładaniu miękkiego materiału na powierzchnię, a następnie tłoczeniu jej twardym materiałem pokrytym określonymi wzorami. Powstałe odciski kierują następnie modyfikacją powierzchni, taką jak wytrawianie lub osadzanie dodatkowego materiału. Miękki materiał jest następnie usuwany, pozostawiając tylko nowe wzory na oryginalnej powierzchni. Branże zapisu magnetycznego i półprzewodników postrzegają tę technikę jako obiecujące rozwiązanie zagadki, jak niezawodnie wytwarzać struktury i wzory mniejsze niż około 20 lub 30 nanometrów.
Aby zaprojektować swój stempel, naukowcy z HGST wykorzystali molekuły zwane kopolimerami blokowymi, które można skonstruować tak, aby układały się w powtarzające się wzory na obrabianej powierzchni – technika zwana ukierunkowanym samoorganizacją. Uważamy, że możemy wdrożyć [proces] w produkcji, mówi Munce.
Inżynierowie HGST skoncentrują się również na tym, aby kropki były tak małe, jak to możliwe fizycznie (patrz Sztuczka produkcyjna oferująca pięciokrotny skok w pojemności dysku twardego). Munce mówi, że za 15 lub 20 lat napotkają inny limit rozmiaru. Do tego czasu, jak mówi, po kilku dalszych udoskonaleniach technologii, być może kupiłem sobie kolejny 20-krotny wzrost wydajności.