Uma nova tecnologia de HDD que envolva gravação magnética tridimensional poderia melhorar as capacidades de armazenamento e reduzir o número de HDD necessários, prometendo custos futuros e eficiência energética. Crédito: SciTechDaily.com
Possibilidade de unidades de disco rígido de ultra-alta densidade com densidades de área superiores a 10 Tbit/in² usando gravação magnética multinível.
Grupos de pesquisa do NIMS, Seagate Technology e Tohoku University fizeram um avanço no campo de unidades de disco rígido (HDD) ao demonstrar a viabilidade da gravação multinível usando um meio de gravação magnética tridimensional para armazenar informações digitais. Os grupos de investigação demonstraram que esta tecnologia pode ser utilizada para aumentar a capacidade de armazenamento dos HDD, o que poderá levar a soluções de armazenamento de dados mais eficientes e económicas no futuro.
Melhorando a capacidade de armazenamento de dados
Os data centers armazenam cada vez mais grandes quantidades de dados em unidades de disco rígido (HDDs) que usam gravação magnética perpendicular (PMR) para armazenar informações em densidades de área de cerca de 1,5 Tbit/in². No entanto, para fazer a transição para densidades de área mais altas, é necessário um meio de gravação magnética de alta anisotropia, consistindo de grãos FePt combinados com gravação a laser assistida por calor. Este método, conhecido como gravação magnética assistida por calor (HAMR), é capaz de sustentar densidades de gravação de área de até 10 Tbit/in². Além disso, densidades superiores a 10 Tbit/in² são possíveis com base em um novo princípio demonstrado pelo armazenamento de vários níveis de gravação de 3 ou 4 em comparação com o nível binário usado na tecnologia HDD.
Vista esquemática (em cima) dos sistemas de gravação magnética tridimensional (em cima) atualmente usados e (em baixo). No sistema de gravação magnética tridimensional, a temperatura Curie de cada camada de gravação difere em cerca de 100 K e os dados são gravados em cada camada ajustando a potência do laser. Crédito: Yukiko Takahashi NIMS, Thomas Chang Seagate Technology, Simon Greaves Tohoku University
Inovações em gravação magnética 3D
Neste estudo, conseguimos organizar tridimensionalmente as camadas de gravação de FePt, fabricando filmes multicamadas FePt / Ru / FePt com correspondência de rede, com Ru como camada espaçadora. As medições da magnetização mostram que as duas camadas de FePt têm temperaturas Curie diferentes. Isto significa que a gravação tridimensional se torna possível ajustando a potência do laser durante a gravação. Além disso, demonstramos o princípio da gravação 3D através de simulações de gravação, utilizando um modelo de mídia que imita a microestrutura e as propriedades magnéticas da mídia fabricada.
Perspectivas e Implicações Futuras
O método de gravação magnética tridimensional pode aumentar a capacidade de gravação empilhando camadas de gravação em três dimensões. Isto significa que mais informações digitais podem ser armazenadas com menos HDDs, gerando economia de energia para os data centers. No futuro, planejamos desenvolver processos para reduzir o tamanho dos grãos de FePt, melhorar a orientação e a anisotropia magnética e empilhar mais camadas de FePt para obter uma estrutura de mídia adequada para uso prático como HDD de alta densidade.
Esta pesquisa foi publicada em Diário de Materiais em 24 de março de 2024.
referência: “Mídia granular FePt-C de camada dupla para gravação magnética assistida por calor em vários níveis” por P. Tozman, S. Isogami, I. Suzuki, A. Bolyachkin, H. Sepehri-Amin, SJ Greaves, H. Suto , Y. Sasaki, Y. Chang, Y. Kubota, P. Steiner, P. Huang, K. Hono e YK Takahashi, 24 de março de 2024. Diário de Materiais.
DOI: 10.1016/j.actamat.2024.119869
Esta pesquisa foi conduzida pelo Dr. Yukiko Takahashi, líder do grupo do NIMS Center for Magnetic and Spintronics Materials Research, Dr. . Este trabalho foi apoiado pelos Programas Estratégicos de Pesquisa Básica (CREST) da Agência de Ciência e Tecnologia do Japão (JST) “Dispositivos e Sistemas Integrados Utilizando Portadores de Informação” JPMJCR22C3.
