Termens egenskaber kan hjælpe med at øge lagerkapaciteten for magnetisk hukommelse

Varmestrømning i atomtynde materialer er stærkt retningsbestemt, og nu indikerer forskning fra A*STAR, at denne egenskab kan bruges til at forbedre computerens harddiske.

Harddiske gemmer data ved hjælp af magnetfelter til at ændre egenskaberne for en lille sektion af et magnetisk følsomt materiale. Formindskelse af størrelsen på dette afsnit øger drevets kapacitet, men øger også størrelsen på det magnetfelt, der kræves til omskiftning. Desuden, magnetstørrelsens mindste størrelse er begrænset af en effekt kendt som superparamagnetisme, hvor de magnetiske egenskaber på nanometer-skalaen spontant kan ændre sig, mister gemte oplysninger.

En tilgang til at omgå disse problemer er varmeassisteret magnetisk registrering (HAMR). Denne metode bruger en laserstråle til at opvarme lagermediet til en temperatur, ved hvilken magnetfeltstyrken, der kræves til skrivning, er lavere, og superparamagnetisme er mindre udbredt.

En ulempe ved HAMR er, at opvarmningen også kan beskadige det beskyttende overtrækslag, der omgiver den magnetiske film. Denne belægning skal være så tynd som muligt, så det magnetiske skrivehoved kan komme tæt på filmen, men tyndere lag er mere modtagelige for temperaturændringer.

Som en mulig løsning, Shengkai Yu og hans kolleger Peng Yu og Weidong Zhou fra A*STAR Data Storage Institute undersøgte teoretisk grafens termiske ydeevne; verdens tyndeste materiale.

Forskerne studerede varmestrømmen forårsaget af rødt laserlys i forskellige dybder i en flerlags HAMR -enhed lavet af grafen - 0,335 nanometer tyk - på 12 nanometer jernplatinum, et magnetisk materiale, der naturligt dannes til nanoskala korn. Under disse materialer, deres model omfattede lag af titannitrid, chrom ruthenium og tantal alt på et glassubstrat.

"Vores simuleringsundersøgelser viser, at overtrækket af grafen sænker temperaturstigningen i flerlagsstrukturen-sammenlignet med diamantlignende kulstof, som er et mere almindeligt anvendt overcoatmateriale. Dette er ikke godt for HAMR -applikationer, fordi det betyder, at der er brug for mere laserkraft for at opvarme mediet, "siger Yu." Dog, modstanden mellem grafenovercoatlaget og laget derunder kan øge temperaturen mellem lagene, men grafenens termiske ledningsevne kan reducere den lokale temperaturstigning i overmalingslaget og dermed undgå overophedning. "

Det næste trin for teamet er at studere fordelene ved grafen til andre magnetiske hukommelsesmaterialer.