Жесткие диски сверхвысокой плотности, сделанные из графена, хранят в десять раз больше данных

Жесткиедискисверхвысокойплотностисделанныеизграфенахранятвдесятьразбольшеданных

Исследование, опубликованное в Nature Communications, было проведено в сотрудничестве с командами из Университета Эксетера, Индии, Швейцарии, Сингапура и США.

Жесткие диски впервые появились в 1950, но их использование в качестве запоминающих устройств на персональных компьютерах только начало расти со среднего уровня 1980 с. Они становятся все меньше по размеру и плотнее по количеству хранимых байтов. Хотя твердотельные накопители популярны для мобильных устройств, жесткие диски по-прежнему используются для хранения файлов на настольных компьютерах, в основном из-за их низкой стоимости производства и покупки.

Жесткие диски содержат два основных компонента: пластины и предстоящий. Данные записываются на пластины с помощью магнитной головки, которая быстро перемещается над ними при их вращении. Пространство между головкой и пластиной постоянно уменьшается, чтобы обеспечить более высокую плотность.

В настоящее время верхние покрытия на углеродной основе (COC) – слои, используемые для защиты пластин от механических повреждений и коррозии, – занимают значительную часть этого пространства. интервал. Плотность данных жестких дисков увеличилась в четыре раза с момента 1990, а толщина COC уменьшилась с 12. От 5 до 3 нм, что соответствует одному терабайту на квадратный дюйм. Теперь графен позволил исследователям умножить это на десять.

Кембриджские исследователи заменили коммерческие COC от одного до четырех слоев графена и проверили трение, износ, коррозию, термическую стабильность и совместимость со смазочными материалами. . Помимо непревзойденной толщины, графен обладает всеми идеальными свойствами внешнего покрытия для жестких дисков с точки зрения защиты от коррозии, низкого трения, износостойкости, твердости, совместимости со смазочными материалами и гладкости поверхности.

Графен обеспечивает двойное снижает трение и обеспечивает лучшую коррозию и износ, чем современные решения. Фактически, один единственный слой графена снижает коррозию в 2,5 раза.

Кембриджские ученые перенесли графен на жесткие диски из железо-платины в качестве слоя магнитной записи и протестировали магнитную запись с подогревом (HAMR). – новая технология, позволяющая увеличить плотность хранения за счет нагрева записывающего слоя до высоких температур. Современные КОК не работают при таких высоких температурах, в отличие от графена. Таким образом, графен в сочетании с HAMR может превзойти существующие жесткие диски, обеспечивая беспрецедентную плотность данных, превышающую 12 терабайт на квадрат. дюймов.

«Демонстрация того, что графен может служить защитным покрытием для обычных жестких дисков и что он способен выдерживать условия HAMR, является очень важным результатом. Это будет способствовать дальнейшему развитию новых жестких дисков с высокой плотностью записи », – сказала д-р Анна Отт из Кембриджского центра графена, одна из соавторов этого исследования.

Скачок в жестких дисках». Плотность данных в десять раз и значительное снижение скорости износа имеют решающее значение для достижения более устойчивой и надежной записи магнитных данных. Технологические разработки на основе графена продвигаются по верному пути к более устойчивому миру.

Профессор Андреа К. Феррари, директор Кембриджского центра графена, добавила: «Эта работа демонстрирует превосходные механические, коррозионные и Износостойкие свойства графена для магнитных носителей сверхвысокой плотности хранения. Учитывая, что в 2020 было произведено около 1 миллиарда терабайт свежего жесткого диска, эти результаты указывают путь для массового применения графена в передовых технологиях. ”

Справка

Dwivedi et al. Графеновые покрытия для магнитных носителей сверхвысокой плотности хранения. Nature Communications 12, 2854 (2021), DOI: 12. 1038 / s 41467 – 021 – 22687 – y.

Адаптировано из релиза Cambridge Graphene Центр.