Биты на шахматной доске
Компьютеры жаждут памяти - чем больше, тем лучше. Чтобы удовлетворить постоянно растущую потребность, физикам приходится придумывать немало идей. Теперь им пришла в голову идея структурировать магнитные слои, подобные тем, которые используются в жестких дисках. Таким образом, исследователи достигли ранее недостижимой плотности хранения. В начале 90-х люди уже гордились тем, что вообще владеют жестким диском. Носители информации, которые в то время были невероятно дорогими, позволяли хранить почти невообразимые объемы данных по сравнению с гибкими дисками. Но программное обеспечение вскоре стало более прожорливым, заняло больше места и потребовало дисков большего размера. Гигабайты заменили мегабайты, и все же диски снаружи заметно уменьшились. Потребность во все больших и больших хранилищах данных продолжает существовать. Неужели не видно конца? Как долго может продолжаться игра?
Бит - наименьшая информационная единица - носителя информации состоит из небольшой области, выделяющейся из окружающей среды благодаря своей намагниченности. Обычно он включает в себя бесчисленные магнитные зерна или домены, которые представляют собой области в материале, в которых все элементарные магниты имеют тенденцию указывать в одном направлении.
В последние годы производители использовали две стратегии для достижения более высокой плотности хранения: с одной стороны, они уменьшили количество магнитных доменов, составляющих бит. Однако это имело серьезный недостаток, заключающийся в ухудшении отношения сигнал-шум, что затрудняло распознавание отдельных битов как таковых.
Во-вторых, уменьшились сами зерна - но сохранили их количество в один бит. Но и у этого подхода есть естественный предел. Поскольку выше определенного размера, так называемого суперпарамагнитного предела, отдельные зерна перестают быть стабильными и спонтанно теряют свою магнитную память - результатом будет потеря данных.
У Дженса Лохау и его коллег из Исследовательского центра IBM Almaden в Сан-Хосе появилась уникальная идея по смягчению этого эффекта. Они структурировали магнитную поверхность слоя кобальта, хрома и платины, как миниатюрную шахматную доску: используя метод сфокусированного ионного луча, они вырезали в материале бороздки шириной двадцать нанометров, оставляя квадратные островки. Исследователи изготовили их с длиной края от 60 до 230 нанометров. Оказалось, что малые островки уже намагничены однородно и поэтому термически стабильны, т. е. не имеют тенденции к изменению своей намагниченности при комнатной температуре.
Используя устройство, имитирующее процессы записи и чтения, команда смогла показать, что благодаря специальной структуре возможна плотность хранения до 100 гигабит на квадратный дюйм - сегодняшние жесткие диски достигают плотности только 20 гигабит на квадратный дюйм. гигабит на квадратный дюйм. Однако по-прежнему не хватает подходящих головок чтения/записи, которые могли бы работать в таких малых масштабах. Так что пройдет некоторое время, прежде чем новая технология найдет применение в наших жестких дисках. В любом случае, это показывает, что для магнитных носителей все еще достаточно возможностей и что многие рекорды по хранению информации наверняка будут побиты, прежде чем будет разработана совершенно новая технология..