Noile Tehnologii de Stocare a Datelor pe Hard-Discuri

Aspecte ale noilor tehnologii de stocare a datelor pe harddiscuri

Introducere

Harddiscurile sunt medii de stocare a datelor de mare densitate. Principiul functionÎrii HD este cÎ peste platanele, in rotatie, ce contin înregistrÎri planeazÎ capetele de citire la distante de sub 10nm si acestea nu vin în contact niciodata cu suprafata discurilor. Deoarece scrierile / citirile se fac cu ajutorul cîmpului magnetic se impune ca distanta dintre capetele de citire si suportul magnetic scadÎ deoarece marirea intensitÎtii cîmpului magnetic duce la efecte nedorite. În consecintÎ vom vorbii numai de aspecte legate de producerea platanelor. Pentru o singurÎ fatÎ un platan de harddisc are nevoie de 5 straturi.

Stratul 1 – Lubrifiant

Primul strat este un strat de lubrifiant special cu grosimea aproximativa de 1nm numit perfluoropoliether PFPE cu rol de protectie. Deoarece urmatorul strat este o mixurÎ de oxid de Al si carbide Ti ce prezinta unele defecte, sub numele de aciditate Lewis, care în mare absorb electroni din lantul de PFPE acesta fragmentînduse. În combinatie cu umezeala aceste fragmente formeazÎ un acid care degradeazÎ celelalte straturi. Prin urmare sa dezvoltat o substantÎ X1P (partial fluorinathexaoxidciclotrifosfozen) care este donoare de electroni si care în mixurÎ cu PFPE sintetizeazÎ substanta numita ZDPA care poseda calitati marite de durabilitate si stabilitate chimicÎ.

Acest strat are o importantÎ covîrsitoare în constructia HD deoarece conferÎ robustete si sigurantÎ la uzuri prelungite. Alt efect al acestuia este acvaplanarea necesara capetelor de citire.

Stratul 2 – Protectie

Al doilea strat este o hainÎ, de grosime aproximativ 3- 7 nm, ce îmbracÎ stratul media care stocheazÎ datele. Cresterea densitÎtii de stocare a datelor impune subtierea acestui strat care in momentul actual este dintr-un material carbonic depus prin stropire. Sunt douÎ cÎi pentru imbunÎtÎtirea grosimi si densitÎtii acestuia farÎ a face compromisuri fatÎ de stratul anterior:

Prima cale constÎ în depunerea ionicÎ (IBD) pentru a produce straturi de CNx mai dense (DLC) (diamante like carbon, carbon tare ca diamantul. Spre deosebire de stopire IBD produce un strat cu mai multÎ energie (~100eV) cea ce rezulta o structurÎ mai densÎ si mai durÎ (25+GPa).

A doua cale constÎ în înlocuirea materialelor actuale cu diferite compozitii pe bazÎ de Si cum ar fi: SiNx iar în conditii de stropire speciale stratul protector poate atinge 93% din densitatea Si3N4

Stratul 3 – Stocare a informatiei (media)

Prima cerintÎ a acestui strat este cÎ materalul magnetic trbuie sÎ aibe o granulozitate foarte micÎ. Densitatea de stocare actualÎ este de ordinul 34Gb/inch 2. În timpul folosirii HD la aceastÎ densitate se produc efecte superparamagnetice care afecteazÎ stabilitatea magnetica a datelor. Astfel sa introdus unitatea AFC media. Aceasta unitate (domeniu de date) constÎ in doua straturi magnetice separate printr-un strat de ruthenium gros de 6 Å (echivalent a 3 straturi de atomi) astfel se formeazÎ un domeniu vertical. Prin aceastÎ procedurÎ se obtin densitÎti de pînÎ la 100Gb/inch2.

Conceptul de tipar media

Acest concept este foarte simplu si se aseamÎnÎ cu principiul înregistrÎrii la CD/DVD (pits & lands). Motivele acestei dezvoltÎri sunt scaderea pretului si cresterea capacitatii de stocare a datelor pe unitatea de inch2. SÎ observÎm cÎ pentru o capacitate de 100Gb/inch2 am avea nevoie de insule cu distanta intre centre de 86 nm, ca sÎ obtinem densitati de 1 Tb/inch2 distanta scade la 27nm iar pentru 10 Tb/inch2 distanta devine 9nm. Dar aceste dimensiuni sunt dincolo de capacitÎtile litografiei optice cea care produce mastile la circuitele electronice actuale. Pentru obtinerea acestor tipare media sunt propuse douÎ etape de dezvoltare:

- litografia cu razÎ de electroni

- cresterea prin nanoimprimare