Революционный метод магнитной записи ускорит
работу жестких дисков в сотни раз
Грибков Алексей
Фото University of York
Группа ученых из разных стран, включая Россию и Украину, разработала революционный способ магнитной записи, применение которого позволит ускорить обработку информации жесткими дисками в сотни раз по сравнению с существующими сейчас устройствами
В частности, отмечается, что новый способ позволит записывать на диск информацию объемом до терабайта в секунду, но при этом устройство будет потреблять меньше электроэнергии, а плотность записи возрастет.
До сих пор считалось, что повышение температуры разрушает упорядоченное расположение магнитных доменов и стирает информацию, однако новая работа ученых показала, что локальный и ультрабыстрый нагрев доменных зон способен заранее выбранным образом многократно переключать полярность встроенных в материал «магнитиков».
На рисунке ниже показано, что два наноразмерных островка в материале намагничены в разном направлении (белый и черный цвет). После одного ультракороткого импульса света оба островка меняют свою полярность на противоположную, а после второго импульса возвращаются к исходному состоянию. Это операция может быть произведена многократно.
Фото University of York
Фактически речь идет о том, что информацию можно записывать исключительно при помощи тепла, а не с помощью магнитного поля. Тепло в своем опыте ученые поставляли к образцу материала при помощи лазерных вспышек длительностью в сотые доли пикосекунды.
В новом методе нули и единицы записываются на ферримагнетик при помощи импульсов света, которые направляются на нанометровые участки на поверхности диска и действуют заметно быстрее, чем стандартный способ произвольного перемагничивания доменов.
Статья о работе ученых была опубликована в Nature Communications и показывает, что выявленный 8 лет назад физический предел скорости перемагничивания вполне можно обойти.
Напомним, что тогда американские физики из университета Стэнфорда применили линейный электронный ускоритель длиной 3,2 километра для того, чтобы установить максимальную скорость записи информации магнитным способом.
В своей работе ученые использовали пучок так называемых плотно упакованных электронов, которые летели практически со скоростью света. Это нужно было для того, чтобы произвести несколько коротких импульсов магнитного поля, которые они направляли на специальный магнитный материал.
Каждый такой импульс длился всего 2,3 пикосекунды и имел напряженность в 10 Тесла (в 200 000 раз сильнее магнитного поля нашей планеты).
В результате эксперимента физики надеялись увидеть на фотографиях целевого материала светлые и темные участки, которые бы отражали разнонаправленную намагниченность. Однако атомы отказались изменить их полярность в унисон импульсам, и никакой последовательности выявлено не было.
В результате ученые предположили, что на таких скоростях записи значимыми становятся хаотичные тепловые колебания атомов. И хотя данные скорости перемагничивания намного выше, чем используемые в современных жестких дисках, обозначился некий физический предел, над преодолением которого трудились инженеры.
Что касается новой технологии, то вполне возможно, что когда она будет полностью готова и протестирована, на рынок могут выйти совершенно новые жесткие диски с фемтосекундными лазерами для ведения записи, а магнитный способ переключения уйдет в прошлое.