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Il trucco di fabbricazione offre un salto di cinque volte nella capacità del disco rigido
Una tecnica che consente di assemblare gli strati con nanomodelli che memorizzano i dati nei dischi rigidi è stata migliorata per adattarsi meglio alla produzione di massa e potrebbe consentire dischi che memorizzano cinque volte più dati rispetto ai più grandi oggi disponibili.
Linee sottili: Le molecole polimeriche si sono assemblate nello schema regolare di corridoi larghi 10 nanometri nella più grande di queste due immagini al microscopio, grazie all'uso di un nuovo rivestimento che aiuta le molecole ad allinearsi correttamente. L'immagine più piccola mostra che senza il rivestimento, i polimeri non formano strutture organizzate.
L'utilizzo dell'autoassemblaggio invece di macchine che stampano o incidono le caratteristiche è stato a lungo considerato una potenziale soluzione a una barriera incombente all'espansione della capacità dei progetti di dischi rigidi. I ricercatori dell'Università del Texas ad Austin hanno ora elaborato una soluzione a un problema che rendeva l'autoassemblaggio incompatibile con le fabbriche esistenti.
I dischi rigidi memorizzano i dati su un disco rotante, scritti in uno schema di regioni magnetizzate su un rivestimento magnetico. Per decenni, i guadagni in termini di capacità del disco rigido sono venuti dall'impacchettare quelle regioni, e quindi i dati, in modo più denso. Ma ora non possono essere posizionati molto più vicini tra loro senza che le interferenze magnetiche mettano a rischio l'affidabilità dell'archiviazione dei dati.
Coprire un piatto del disco con punti fisicamente separati di materiale magnetico invece di un rivestimento continuo consentirebbe uno stoccaggio molto più denso, poiché l'interferenza tra i punti sarebbe impedita dagli spazi tra di loro. Ma i metodi di produzione esistenti non sono in grado di creare in modo affidabile isole discrete distanziate più vicino di circa 30 nanometri, producendo più o meno la stessa densità di dati dei progetti di hard disk convenzionali odierni.
Grant Willson , professore di scienze dei materiali presso UT Austin, che lavora con il professore di chimica UT Austin Christopher Ellis , ha trovato un modo per creare isole magnetiche molto più fitte di quanto gli strumenti di produzione esistenti siano in grado di fare. Questo nuovo metodo utilizza un blocco di copolimeri, molecole a catena lunga costituite da blocchi di polimeri diversi, che possono assemblarsi in schemi ripetuti regolari e molto piccoli. I motivi possono essere guidati scegliendo la giusta combinazione di polimeri e aggiungendo motivi alla superficie su cui vengono applicati. Una volta formato, tale modello può essere utilizzato come modello per creare punti di materiale magnetico su un piatto del disco rigido.
Questo approccio è stato ostacolato dalla sfida di far stendere lunghe molecole di copolimero utilizzando un metodo compatibile con le fabbriche esistenti. Il gruppo UT Austin ha annunciato la scorsa settimana di aver risolto il problema inventando uno strato di finitura, anch'esso un polimero, che mescola i copolimeri nel giusto orientamento.
Basta girare un paio di strati in più del solito e riscaldare la cosa con la piastra calda che è già lì dentro, dice Willson. Quando viene applicato il rivestimento superiore polimerico, è inattivo e legato agli ioni di ammonio. Il riscaldamento elimina l'ammoniaca e trasforma il polimero di finitura in una nuova struttura che interagisce con lo strato di copolimero e lo incoraggia a muoversi nell'orientamento desiderato. Il rivestimento superiore viene quindi lavato via, lasciando dietro di sé i copolimeri e le strutture in cui sono stati assemblati.
Questo processo può essere eseguito in meno di 30 secondi, più velocemente dell'attuale passaggio più lento su una linea di produzione di piatti per dischi rigidi, afferma Willson. Finora, il gruppo ha dimostrato di essere in grado di stabilire modelli con dettagli fino a 10 nanometri. Willson stima che ciò consentirebbe ai dischi rigidi di archiviare dati a cinque volte la loro densità attuale, circa un terabit di informazioni (1.024 gigabyte) per pollice quadrato.
HGST, una società di storage di proprietà di Western Digital, sta studiando come integrare la tecnica nelle linee di produzione esistenti. Willson afferma che anche il suo top coat dovrà essere messo a punto per la produzione da aziende specializzate nella produzione di semiconduttori.
James Watkins , direttore del centro per la produzione gerarchica presso l'Università del Massachusetts, Amherst, afferma che sono necessari miglioramenti anche ai copolimeri stessi prima che il metodo di autoassemblaggio possa essere utilizzato commercialmente. Una sfida è ottenere ordini a lungo raggio utilizzando copolimeri senza difetti su vaste aree, afferma. Con milioni di punti di memorizzazione dei dati sul piatto di un disco, i tassi di errore devono essere molto bassi per evitare che un numero significativo di essi venga posizionato in modo errato.