Harddiske med ultrahøj tæthed lavet med grafen lagrer ti gange mere data

Grafen kan bruges til harddiske med ultrahøj tæthed (HDD), med op til et tidobling i forhold til nuværende teknologier, har forskere ved Cambridge Graphene Center vist.

Studiet, udgivet i Naturkommunikation , blev udført i samarbejde med teams ved University of Exeter, Indien, Schweiz, Singapore, og USA.

HDD'er dukkede første gang op i 1950'erne, men deres brug som lagerenheder i personlige computere tog først fart fra midten af ​​1980'erne. De er blevet stadig mindre i størrelse, og tættere i forhold til antallet af lagrede bytes. Mens solid state-drev er populære til mobile enheder, HDD'er bliver fortsat brugt til at gemme filer på stationære computere, hovedsagelig på grund af deres gunstige omkostninger at producere og købe.

HDD'er indeholder to hovedkomponenter:plader og et hoved. Data skrives på pladerne ved hjælp af et magnetisk hoved, som bevæger sig hurtigt over dem, mens de snurrer. Mellemrummet mellem hoved og tallerken bliver konstant mindre for at muliggøre højere tætheder.

I øjeblikket, kulstofbaserede overfrakker (COC'er) - lag, der bruges til at beskytte fade mod mekaniske skader og korrosion - optager en betydelig del af denne afstand. Datatætheden på HDD'er er firedoblet siden 1990, og COC-tykkelsen er reduceret fra 12,5 nm til omkring 3 nm, hvilket svarer til en terabyte pr. kvadrattomme. Nu, grafen har gjort det muligt for forskere at gange dette med ti.

Cambridge-forskerne har erstattet kommercielle COC'er med et til fire lag grafen, og testet friktion, have på, korrosion, termisk stabilitet, og smøremiddelkompatibilitet. Ud over dens uovertrufne tyndhed, grafen opfylder alle de ideelle egenskaber for en HDD-overfrakke med hensyn til korrosionsbeskyttelse, lav friktion, Modstandsdygtighed, hårdhed, smøremiddelkompatibilitet, og overfladeglathed.

Grafen muliggør dobbelt reduktion af friktion og giver bedre korrosion og slid end avancerede løsninger. Faktisk, et enkelt grafenlag reducerer korrosion med 2,5 gange.

Cambridge-forskere overførte grafen til harddiske lavet af jern-platin som det magnetiske optagelseslag, og testet Heat-Assisted Magnetic Recording (HAMR) – en ny teknologi, der muliggør en forøgelse af lagertætheden ved at opvarme optagelaget til høje temperaturer. De nuværende COC'er fungerer ikke ved disse høje temperaturer, men det gør grafen. Dermed, grafen, kombineret med HAMR, kan overgå nuværende HDD'er, giver en hidtil uset datatæthed, højere end 10 terabyte pr. kvadrattomme.

"At demonstrere, at grafen kan tjene som beskyttende belægning for konventionelle harddiske, og at det er i stand til at modstå HAMR-forhold, er et meget vigtigt resultat. Dette vil yderligere skubbe udviklingen af ​​nye harddiske med høj arealdensitet, " sagde Dr. Anna Ott fra Cambridge Graphene Center, en af ​​medforfatterne til denne undersøgelse.

Et spring i HDD'ers datatæthed med en faktor ti og en betydelig reduktion i slidhastighed er afgørende for at opnå mere bæredygtig og holdbar magnetisk dataregistrering. Grafenbaserede teknologiske udviklinger skrider frem ad den rigtige vej mod en mere bæredygtig verden.

Professor Andrea C. Ferrari, direktør for Cambridge Graphene Center, tilføjede:"Dette værk viser den fremragende mekaniske, korrosions- og slidstyrkeegenskaber af grafen til magnetiske medier med ultrahøj lagertæthed. I betragtning af, at i 2020, omkring 1 milliard terabyte frisk HDD-lagring blev produceret, disse resultater indikerer en rute for masseanvendelse af grafen i banebrydende teknologier."