Подробности исследования были опубликованы в Журнале прикладной физики 6 октября и представлены на 44-й ежегодной конференции по магнетизму в Японии 14 декабря.
International Data Corporation прогнозирует пятикратное увеличение объема данных, генерируемых во всем мире, за семь лет с 2018 по 2025 год.
Жесткие диски по-прежнему используются в качестве основных устройств хранения данных, и в 2020 году ожидается, что общая годовая емкость поставляемых жестких дисков превысит один зеттабайт (1021 байт), а объем продаж достигнет 20 миллиардов долларов. Обеспечение дальнейшего увеличения емкости жесткого диска и более высокой скорости передачи данных с помощью логической конструкции записывающей головки требует исчерпывающего и точного понимания операций записывающей головки.
Однако на пути к этому существуют высокие препятствия: современные пишущие головки имеют очень тонкую структуру с размерами менее 100 нанометров. Перемагничивание происходит менее чем за наносекунду, что затрудняет экспериментальное наблюдение динамики пишущей головки.
Вместо этого анализ записывающей головки проводился путем моделирования динамики намагничивания или косвенно путем оценки характеристик записи на магнитном носителе записи. Оба подхода имеют свои недостатки, и существует явная потребность в новом методе, способном точно улавливать динамику записывающей головки.
Университет Тохоку, Toshiba и JASRI использовали сканирующий микроскоп с мягким рентгеновским магнитным круговым дихроизмом, установленный на канале BL25SU на SPring-8, для разработки новой технологии анализа для записывающих головок с жесткими дисками.
Новая технология реализует измерения с временным разрешением посредством синхронизированного управления синхронизацией, при котором записывающая головка работает с интервалом в одну десятую цикла периодических рентгеновских импульсов, генерируемых накопительным кольцом SPring-8.
Одновременно сфокусированные рентгеновские лучи сканируют обращенную к среде поверхность пишущей головки, а магнитный круговой дихроизм отображает временные изменения намагниченности. Таким образом достигается временное разрешение 50 пикосекунд и пространственное разрешение 100 нанометров, что позволяет проводить анализ тонких структур и быструю работу записывающей головки. Этот метод может обеспечить еще более высокое разрешение за счет улучшения фокусирующей оптики для рентгеновских лучей.
Команда разработчиков использовала новую технологию для получения временной эволюции изображений намагниченности во время реверсирования записывающей головки.
Визуализация показала, что перемагничивание главного полюса завершается в течение наносекунды и что пространственные паттерны от намагничивания появляются в области экрана в ответ на перемагничивание основного полюса. Никакие предыдущие исследования операций с записывающей головкой не позволили достичь такого высокого пространственного и временного разрешения, и ожидается, что использование этого подхода поддержит высокоточный анализ операций записывающей головки, что будет способствовать разработке записывающих головок следующего поколения и дальнейшим улучшениям. в производительности HDD.
В настоящее время Toshiba разрабатывает технологии магнитной записи с усилением энергии для жестких дисков следующего поколения и стремится применить разработанный метод анализа и знания, полученные о работе записывающей головки, при разработке записывающей головки для магнитной записи с усилением энергии.