10 Тb на квадратный дюйм — насколько это реально?

Судя по последним анонсам, проблема повышения плотности записи на магнитные носители становится все более и более актуальной. Решить ее пытаются по-разному.

Разработки, о которых объявлено на сегодняшний день, представленные главным образом ведушими производителями жестких дисков, по сути лишь расширяют рамки нынешней технологии магнитных накопителей, и назвать их революционными вряд ли можно. По словам многих специалистов, подобные решения просто позволяют отодвинуть (пусть и очень далеко) тот день, когда, скажем так, традиционный подход себя исчерпает. В то же время целый ряд исследовательских групп занят поиском радикально новых путей преодоления суперпарамагнитного предела. (Впрочем, кто знает, очень вероятно, что аналогичные исследования ведутся и в крупнейших мировых компаниях, просто о них пока никто ничего не говорит.)

Примером, не относящимся к числу «временных мер», является использование специально подготовленных пленок, в которых картина расположения магнитных доменов заранее задается методом литографии. Как считают эксперты, этот метод позволяет достичь очень большой плотности записи информации, однако на сегодняшний день пока не удалось решить проблему массового производства, а также найти подходящую схему механизма чтения/записи данных.

Другое направление исследований -пленки с нанесенными на них намагниченными микрочастицами (называемыми еще «зернами»), каждая из которых снабжена немагнитной оболочкой, обеспечивающей значительное уменьшение интенсивности взаимодействия частиц друг с другом.

К настоящему времени разработано несколько методов получения намагниченных микрочастиц. Один из них предполагает использование дугового разряда: с его помощью можно подучить кобальтовые частицы с углеродной оболочкой, однако недостаток данного метода состоит в том, что в его рамках крайне сложно добиться монодисперсности частиц. Основа другого метода — химический синтез. В этом случае обеспечить монодисперсность довольно просто, однако возникает другая проблема — недостаточная химическая устойчивость оболочки при размещении частиц на тонких пленках.

Над технологией, призванной объединить в себе сразу несколько подходов, в настоящее время работает британская фирма NanoMagnetics. По ее утверждениям, она стремится найти решение, не только обеспечивающее высокую емкость носителей,
но и совместимое с нынешними системами хранения данных.

Главная идея NanoMagnetics заключается в том, чтобы формировать магнитные микрочастицы внутри белковой молекулы. Для этой цели используется белок ферригин, который в живых организмах выполняет роль накопителя железа. В числе его свойств отмечается устойчивость к высоким температурам (в течение ограниченного периода времени он способен выдержать до 65 °С без заметных разрушений структуры) и к широким колебаниям рН-фактора.

Молекула ферритина представляет собой сферический клубок диаметром порядка 12 нм, внутри которого имеется полость диаметром 7,5-8 нм. Именно в ней в «природных условиях» и накапливается оксид железа, образуя некое минеральное ядро. Очевидно, что для получения магнитных микрочастиц его необходимо удалить, и делается это методом растворения. Образующаяся в результате такой процедуры структура — апоферритин — применяется к качестве своеобразной формы. Путём химической реакции внутри нее получается магнитное ядро диаметром 8 нм, насчитывающее порядка 4,5 тыс. атомов железа. Сам же белок при этом выполняет роль немагнитной оболочки, причем, что важно, магнитная частица внутри нее неподвижна. Нетрудно видеть, что при использовании описанного подхода монодисперсность «зерен» обеспечивается чуть ли не автоматически.

В настоящее время в NanoMagnetics работают над следующим шагом — поиском оптимальных методов размещении магнитных «зерен» на пленках. Как полагают специалисты компании, очень хорошо подходят инертные силиконовые гели. Ожидается, что в конечном итоге можно будет достичь плотности записи 4,5 ТЬ нл квадратный дюйм, а в более дальней перспективе — до 10 Тb на квадратный дюйм.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365