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Una tecnica di nanofabbricazione raddoppia la capacità del disco rigido
Ricercatori presso HGST , un importante produttore di dischi rigidi, hanno dimostrato che una tecnologia di fabbricazione emergente chiamata nano-imprinting potrebbe essere utilizzata per raddoppiare la capacità di archiviazione dei dati degli attuali dischi rigidi. Dicono che lavoro in attesa di brevetto , realizzato in collaborazione con una società denominata Impronte molecolari , potrebbe portare a un processo produttivo conveniente entro la fine del decennio.
Le unità disco rigido memorizzano i dati in materiale magnetico sulla superficie di un disco rotante. Durante la produzione, questo materiale si deposita come un film sottile. Le informazioni vengono quindi scritte sul disco modificando l'orientamento magnetico di distinte unità individuali del materiale, note come grani. Un gruppo di grani insieme costituisce una regione che può memorizzare un singolo bit. Dagli anni '50, quando è stata inventata la tecnologia, i produttori di dischi rigidi hanno continuamente trovato modi per aumentare la capacità di archiviazione dei dati riducendo l'area necessaria per archiviare un po', più recentemente utilizzando sempre meno grani cluster per ciascuno.
Punti dati: I ricercatori dell'HGST hanno creato il modello sopra, che contiene isole magnetiche per l'archiviazione dei dati, utilizzando una tecnica emergente chiamata nanoimprinting.
Ora l'industria sta incontrando limiti a questa strategia, in parte perché il magnetismo delle particelle diventa meno stabile quando sono molto piccole, un fenomeno noto come superparamagnetismo. Se prendo un magnete permanente e lo faccio abbastanza piccolo, diventa non magnetico, spiega Currie Munce , vicepresidente di HGST Research.
Ci sono anche limiti fisici su quanto piccole possono essere le regioni di registrazione. Se continui a provare a spingere queste aree magnetizzate sempre più vicine, alla fine raggiungono un punto in cui possono sentire i loro vicini a tal punto che hanno la tendenza a capovolgersi, spiega Grant Willson , professore di scienze dei materiali presso l'Università del Texas ad Austin. Ciò causa la perdita di dati. Willson è un cofondatore di Molecular Imprints, sebbene non sia stato coinvolto in questa ricerca.
I ricercatori sanno da anni che modellare un disco con punti magnetici nanoscopici fisicamente isolati consente di raccogliere più informazioni rispetto all'applicazione del materiale come una pellicola continua. La sfida è stata lo sviluppo di un modo economico per produrre dischi con precisi modelli nanoscopici nelle piste circolari necessarie affinché la testina di registrazione svolga il suo lavoro.
I ricercatori dell'HGST hanno annunciato al meeting sulla litografia avanzata dello SPIE del mese scorso di aver utilizzato il loro processo di nano-imprinting proprietario per modellare un substrato di disco con punti larghi 10 nanometri, ravvicinati e in tracce circolari. Hanno dimostrato che una testina di registrazione può leggere e scrivere informazioni da questi punti e hanno riferito che il loro processo potrebbe stampare 1,2 trilioni di isole magnetiche per pollice quadrato, sufficienti per memorizzare circa un terabyte su un disco da 2,5 pollici, che è il doppio della capacità di dispositivi di oggi. (L'unità più spaziosa attualmente venduta da HGST può memorizzare quattro terabyte di dati.) Poiché i punti possono essere resi ancora più piccoli, il metodo in teoria consentirebbe diverse generazioni di guadagni di capacità.
Il nano-imprinting, una tecnica emersa per la prima volta a metà degli anni '90, consiste nell'applicare un materiale morbido su una superficie e poi stamparlo con un materiale duro ricoperto di motivi specifici. Le impronte risultanti guidano quindi la modifica della superficie, come l'incisione o la deposizione di materiale aggiuntivo. Il materiale morbido viene quindi rimosso, lasciando solo i nuovi disegni sulla superficie originale. Le industrie della registrazione magnetica e dei semiconduttori vedono entrambe la tecnica come una soluzione promettente al puzzle di come produrre in modo affidabile strutture e modelli più piccoli di circa 20 o 30 nanometri.
Per progettare il loro timbro, i ricercatori dell'HGST hanno utilizzato molecole chiamate copolimeri a blocchi, che possono essere progettate per allinearsi in modelli ripetuti su una superficie trattata, una tecnica chiamata autoassemblaggio diretto. Pensiamo di poter implementare [il processo] nella produzione, afferma Munce.
Gli ingegneri di HGST si concentreranno anche sul rendere i punti più piccoli fisicamente possibile (vedi il trucco di fabbricazione offre un salto di cinque volte nella capacità del disco rigido). Munce dice che circa 15 o 20 anni da oggi incontreranno un altro limite di dimensione. Per allora, dice, a condizione di ulteriori perfezionamenti alla tecnologia, potrei essermi comprato un altro fattore di 20 in guadagni di capacità.