Harddisk boost kommer i lag af jern og kobolt

A*STAR -forskere har skabt et lovende nyt materiale fra tynde lag af jern og kobolt, der kunne muliggøre forstærkning af magnetiske optagelsesteknologier såsom harddiske med mikrobølger.

Zhou Tiejun, Chung Hong Jing og kolleger ved A*STAR Data Storage Institute finjusterede både de magnetiske egenskaber og mikrobølgeresponsen i deres tynde lag, skaber et ideelt materiale til at drive en lille kvante-drevet mikrobølge generator kaldet en spin-moment oscillator.

Teamet havde tidligere undersøgt lag af kobolt og iridium og fundet en overraskende magnetisk uregelmæssighed - materialet foretrak stærkt at have sit magnetfelt justeret i en bestemt retning, en egenskab kendt som magnetisk anisotropi. Med omhyggelig justering af materialet, dens anisotropi ville gøre det lettere at magnetisere og afmagnetisere.

I dette nye værk, holdet fandt ud af, at sandwich kobolt med jern, i stedet for iridium, produceret stærkere magnetisk anisotropi og havde overlegen mikrobølgeydelse.

Mikrobølger genereret af en oscillator med drejningsmoment, der er indlejret i læse-skrivehovedet på en harddisk, ville gøre skrivning af dataene mere energieffektive, Sagde Chung.

"Mikrobølgerne sænker effektivt energibarrieren for at vende retningen af ​​de magnetiske domæner, "siger Chung.

Mikrobølgesignalet ville hjælpe med at skifte den magnetisering, der er nødvendig for at skrive data til en harddisk, ved at sætte atomernes magnetfelter i harddisken, der væver i cirkler, på samme måde som en snurretur vakler i cirkler, en effekt kendt som precession. Kobolt-iridium-stakken mistede mikrobølgeenergien hurtigt, som en top, der snurrer på et tykt tæppe, en effekt kendt som dæmpning. Imidlertid, i kobolt-jern stakken, dæmpningen var meget lavere, som en top, der snurrer på et hårdt poleret gulv.

Gennembruddet kom fra teamets arbejde med separat at konstruere stakkens magnetiske og mikrobølgeegenskaber, sagde Chung.

"Vi er meget omhyggelige med at opnå den ønskede grænsefladekvalitet af lagene. Kontrol på nanometerniveau er yderst vigtig, " han sagde.

Teamet testede mere end 30 kombinationer af materialer, først undersøge effekten af ​​lagtykkelse, udglødningstemperatur og forstøvningshastighed og temperatur. Endelig, de testede dem i en full stack -konfiguration, at afslutte kobolt og jern i lige lag med en tykkelse på 0,625 nanometer var optimal.

Chung siger, at der stadig er meget arbejde, der skal gøres for at bringe denne teknologi ud i livet.

"Det er svært, på grund af kompleksiteten af ​​materialedesignet og udfordringerne ved at integrere spin-moment-oscillatoren i det magnetiske læse-skrive-hoved. "