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Enregistrement magnétique 3D : une densité de stockage sur disque dur sans précédent débloquée

SciTechDaily

Une nouvelle technologie de disque dur impliquant un enregistrement magnétique tridimensionnel pourrait améliorer les capacités de stockage et réduire le nombre de disques durs nécessaires, ce qui promettrait des économies futures en matière de coûts et d'énergie. Crédit : Issues.fr.com

Possibilité de disques durs ultra haute densité avec des densités surfaciques supérieures à 10 Tbit/in² utilisant l'enregistrement magnétique multi-niveaux.

Des groupes de recherche du NIMS, de Seagate Technology et de l'Université de Tohoku ont réalisé une percée dans le domaine des disques durs (HDD) en démontrant la faisabilité d'un enregistrement multiniveau utilisant un support d'enregistrement magnétique tridimensionnel pour stocker des informations numériques. Les groupes de recherche ont montré que cette technologie peut être utilisée pour augmenter la capacité de stockage des disques durs, ce qui pourrait conduire à l'avenir à des solutions de stockage de données plus efficaces et plus rentables.

Améliorer la capacité de stockage des données

Les centres de données stockent de plus en plus de grandes quantités de données sur des disques durs (HDD) qui utilisent l'enregistrement magnétique perpendiculaire (PMR) pour stocker les informations à des densités surfaciques d'environ 1,5 Tbit/in². Cependant, pour passer à des densités surfaciques plus élevées, un support d'enregistrement magnétique à forte anisotropie constitué de grains de FePt combinés à une écriture laser assistée par la chaleur est nécessaire. Cette méthode, connue sous le nom d'enregistrement magnétique assisté par chaleur (HAMR), est capable de maintenir des densités d'enregistrement surfaciques allant jusqu'à 10 Tbit/in². De plus, des densités supérieures à 10 Tbit/in² sont possibles sur la base d'un nouveau principe démontré par le stockage de plusieurs niveaux d'enregistrement de 3 ou 4 par rapport au niveau binaire utilisé dans la technologie HDD.

HAMR et systèmes d'enregistrement magnétique tridimensionnel

Vue schématique (en haut) des systèmes d'enregistrement magnétique tridimensionnels HAMR actuellement utilisés et (en bas). Dans le système d'enregistrement magnétique tridimensionnel, la température de Curie de chaque couche d'enregistrement diffère d'environ 100 K et les données sont écrites sur chaque couche en ajustant la puissance du laser. Crédit : Yukiko Takahashi NIMS, Thomas Chang Seagate Technology, Université Simon Greaves Tohoku

Innovations dans l'enregistrement magnétique 3D

Dans cette étude, nous avons réussi à disposer les couches d'enregistrement FePt de manière tridimensionnelle, en fabriquant des films multicouches FePt/Ru/FePt adaptés au réseau, avec Ru comme couche d'espacement. Les mesures de magnétisation montrent que les deux couches de FePt ont des températures de Curie différentes. Cela signifie que l'enregistrement tridimensionnel devient possible en ajustant la puissance du laser lors de l'écriture. De plus, nous avons démontré le principe de l'enregistrement 3D grâce à des simulations d'enregistrement, en utilisant un modèle de support qui imite la microstructure et les propriétés magnétiques du support fabriqué.

Perspectives futures et implications

Le procédé d'enregistrement magnétique tridimensionnel peut augmenter la capacité d'enregistrement en empilant des couches d'enregistrement en trois dimensions. Cela signifie que davantage d'informations numériques peuvent être stockées avec moins de disques durs, ce qui entraîne des économies d'énergie pour les centres de données. À l'avenir, nous prévoyons de développer des procédés permettant de réduire la taille des grains de FePt, d'améliorer l'orientation et l'anisotropie magnétique, et d'empiler davantage de couches de FePt pour réaliser une structure de support adaptée à une utilisation pratique en tant que disque dur haute densité.

Cette recherche a été publiée dans Actes matériels le 24 mars 2024.

Cette recherche a été menée par le Dr P. Tozman, chercheur émérite, et le Dr Yukiko Takahashi, chef de groupe du Centre NIMS de recherche sur les matériaux magnétiques et spintroniques, le Dr TY Chang, chercheur à Seagate Technology, et le professeur SJ Greaves de l'Université de Tohoku. . Ce travail a été soutenu par les programmes de recherche fondamentale stratégique (CREST) ​​de l'Agence japonaise pour la science et la technologie (JST) « Dispositifs et systèmes intégrés utilisant des supports d'informations » JPMJCR22C3.

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