Современные жесткие диски записывают и хранят данные в мельчайших магнитных доменах на вращающемся магнитном диске. По мере того, как магнитные домены становятся меньше, тепловой шум быстро растет, что затрудняет надежную запись данных. HAMR — это многообещающая будущая схема хранения данных, в которой используется более стабильная магнитная среда в сочетании с локальным нагревом для достижения более надежного переключения намагниченности.«HAMR может быть реализован с помощью магнитных зерен размером до 3 нанометров и с более высокой магнитной анизотропией, что позволит хранить магнитную информацию с плотностями записи, превышающими терабайт на квадратный дюйм», — говорит руководитель исследований Юньцзе Чен из Института хранения данных A * STAR. .Теоретическое моделирование продемонстрировало потенциал HAMR, а также возможность ограничивающего плотность электрического шума и проблематичного необращения магнитных доменов в процессе записи.
Команда Чена разработала несколько экспериментов, чтобы исследовать динамику HAMR.«Для практического применения HAMR важно понимать процесс термомагнитного обращения и характеристики записи, включая динамику намагничивания и эффекты, ограничивающие поверхностную плотность», — говорит Чен.
Экспериментальная записывающая система HAMR, разработанная командой Чена, состояла из массива магнитных островков из многослойного кобальта и палладия. Подготовка этого устройства включала распыление нескольких атомных слоев из различных комбинаций элементов, а затем создание рисунка устройства с использованием электронно-лучевой литографии для получения магнитных островков размером около 50 нанометров (см. Изображение). Затем команда использовала лазерный нагрев в дальней зоне с размером теплового пятна около 1,5 микрометра в сочетании с магнитным полем, чтобы смоделировать переключение намагниченности в процессе HAMR.
Они наблюдали полученные картины намагничивания с помощью магнитного силового микроскопа высокого разрешения.Команда Чена показала, что когда материал был нагрет лазером до температуры, близкой к температуре Кюри — температуре, при которой постоянный магнетизм материала преодолевается внешним магнитным полем, — сила магнитного поля, необходимая для индукции полного магнитного переключения, составляла около 13 на цент собственной магнитной «коэрцитивной силы» островов. Однако к удивлению команда обнаружила, что из-за тепловых колебаний оптимальная температура для записи немного ниже температуры Кюри.Чен объясняет, что результаты обеспечивают критические рабочие параметры для практической реализации технологии хранения данных HAMR.
Исследователи, аффилированные с A * STAR, участвуют в этом исследовании из Института хранения данных и Института исследования материалов и инженерии.
