Углерод улучшает свойства нанокристаллов для термо-магнитной записи

Дисководы в компьютере используют магнитное поле для изменения физических состояний магнитных доменов. Современные исследования направлены на разработку новых материалов и технологий, которые могут максимально увеличить плотность записи, размещая данные в наименьшем возможном объеме.

Чжаньхон Цэнь (Zhanhong Cen) с сотрудниками из A*STAR Data Storage Institute в Сингапуре экспериментально и теоретически исследовали свойства железо-платиновых (FePt) нанокристаллов для использования в магнитной записи данных со сверхвысокой плотностью. Они показали также, что, обладая соответствующими магнитными характеристиками, оптический отклик FePt подходит для применения в высокопроизводительных устройствах хранения данных, и что использование лазерных импульсов улучшает процесс магнитной записи.

«Уменьшение размеров магнитных доменов приводит к тепловой нестабильности данных из-за эффекта, называемого суперпарамагнетизмом, – объясняет Цэнь. – Наночастицы FePt являются весьма перспективными, так как для этих наночастиц суперпарамагнетизм подавляется при комнатной температуре».

Но наночастицы FePt также имеют недостаток – магнитное поле, необходимое для записи данных, значительно выше, чем для существующих дисководов. В то время как напряженность магнитного поля, необходимая для изменения состояния, может быть потенциально уменьшена при локальном нагреве материала импульсом света – магнитной записи, выполняемой с помощью тепла, – до сих пор мало было известно об оптическом отклике FePt.

Цэнь и команда создала тонкопленочные образцы с помощью процесса, известного как напыление, которое включало бомбардировку пучком частиц сплава FePt, чтобы выбить атомы железа и платины. Атомы осаждались на стеклянную подложку, покрытую слоем оксида магния, где они образовывали кристаллы. Одновременно команда распыляла углерод для получения одиночного слоя нанокристаллов FePt диаметром 15 нм и высотой 9,1 нм, внедренных в пленку углерода.

Для сравнения команда также создала нанокристаллической образец без углерода и исследовала показатели преломления и поглощения двух образцов как в видимом, так и в ближнем инфракрасном свете. Исследователи использовали эти значения в компьютерной модели для определения производительности материала в устройстве магнитной записи с помощью тепла. Образец, легированный углеродом, вышел на первое место.

«Наши расчеты показали, что введение углерода в нанокомпозит FePt может улучшить оптические характеристики, – сказал Цэнь. – В конечном счете, среда записи FePt-углерод будет работать лучше, чем нынешние варианты устройств хранения, потому что будет использовать меньшую оптическую область на носителе и обеспечит более энергоэффективную запись и считывание данных».