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重磅!石墨烯可以使硬盘数据存储量提高10倍
出处:Carbontech  录入日期:2021-06-04  点击数:157

  近日消息,石墨烯旗舰计划合作伙伴英国剑桥大学、瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)、瑞士联邦材料科学与技术实验室以及石墨烯旗舰计划准成员英国埃克塞特大学的研究人员与印度CSIR-先进材料与工艺研究所、新加坡国立大学(NUS)、新加坡A*STAR、伊利诺伊大学和美国阿贡国家实验室的研究人员共同合作,证明石墨烯可用于生产机械硬盘(HDD)。这项技术可能带来超高密度磁性数据存储技术的进步:单位平方英寸数据存储量可以从目前的1Tb提高到10Tb。

  硬盘包含两个主要部件:盘片和磁头。数据是通过磁头写在盘片上的,磁头在盘片旋转时在上面移动。磁头和盘片之间的空间不断缩小,以实现更高的密度。目前,碳基外涂层(COCs)——用于保护盘片免受机械损伤和腐蚀的层——占据了这个空间的很大一部分。自1990年以来,机械硬盘的数据密度已经翻了两番,外涂层的厚度从12.5纳米减少到约3纳米,数据密度可以达到1Tb/in2。然而,要想在数据存储方面有明显的改善,达到10Tb/in2的密度,就必须使COCs的厚度小于1nm。
  由于目前的涂层在2纳米以下就失去了大部分吸引人的特性,研究人员用1至4层石墨烯取代了它们,并测试了涂层的摩擦、磨损、腐蚀、热稳定性和润滑剂兼容性。除了无与伦比的薄度,石墨烯还满足了硬盘外涂层的所有理想特性:防腐蚀、低摩擦、耐磨损、硬度、润滑剂兼容性和表面光滑度。研究人员验证了石墨烯能够使摩擦力减少两倍,并且比最先进的COC涂层更耐腐蚀和磨损。单层石墨烯可减少2.5倍的腐蚀,多层石墨烯显示出优异的性能,磨损率降低了三个数量级。
  1-4层石墨烯是通过化学气相沉积(CVD)生长出来的,并被转移到目前硬盘技术中使用的Co-alloy硬盘基材上。石墨烯旗舰项目的研究人员还将石墨烯转移到由铁铂合金(FePt)制成的硬盘上作为磁记录层,以测试热辅助磁记录(HAMR)--一种新的磁存储技术,通过将记录层加热到高温,使其存储密度比目前的要高很多。目前的COC不能经受住HAMR的高温,但稳定性测试证实,石墨烯可以经受住类似HAMR的条件,而不会发生退化。因此,基于石墨烯的外涂层与创新技术结合使用,如HAMR和比特图案化磁记录(BPM)--一种将磁介质图案化为小柱子的方法,可实现高面积密度--预计将超过目前的HDD,提供前所未有的10Tb/in2或更高的数据密度。
  "证明石墨烯可以作为传统硬盘驱动器的保护层,并且能够承受HAMR条件是一个非常重要的结果。这将进一步推动新型高面积密度硬盘的发展,"剑桥石墨烯中心的安娜-奥特说,她是这项研究的作者之一。
  石墨烯旗舰计划赋能材料负责人Mar García-Hernández说:"硬盘的数据密度跃升10倍,磨损率大幅降低,对于实现更可持续和耐用的磁性数据记录至关重要。基于石墨烯的技术发展正沿着正确的轨道向一个更可持续的世界迈进。"

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