Auf dem Weg zu 100-TByte-Festplatten: Graphen-Schicht für Magnetscheiben

Ein neues Material zur Beschichtung von Magnetscheiben könnte künftig helfen, die Speicherkapazität von Festplatten zu erhöhen. Ein Forschungsteam der University of Cambridge hat getestet, wie sich eine hauchdünne Beschichtung von Graphen auf Plattern verhält und kam zum Ergebnis, dass die Kombination mit anderen Techniken wie Heat Assisted Magnetic Recording (HAMR) zu einer Verzehnfachung der Speicherdichte führen könnte. So wären HDDs mit mehr als 100 TByte Kapazität denkbar.

Die Beschichtung der Magnetscheiben dient unter anderem zum Schutz vor mechanischen Schäden. Bisher kommt typischerweise Kohlenstoff mit einer Dicke von 2,5 bis 3 Nanometern zum Einsatz. Graphen reduziert die Schicht auf rund 1 nm, schreibt das Forschungsteam im eigenen Paper.

Da der Lese- und Schreibkopf so näher an die Magnetscheibe gelangt, erreicht man eine höhere Magnetfeldstärke und kann magnetisch stabileres Material beschreiben. Folglich genügen weniger Magnetpartikel, wodurch sich die Aufzeichnungsdichte erhöhen lässt, wenn die restliche Technik mitmacht.

Hohe Kompatibilität

Graphen soll sich gut für die Kombination mit energiebasierten Aufnahmetechniken wie HAMR eignen. Dabei werden die Magnetpartikel vor dem Schreiben durch einen im Schreibkopf integrierten Laser punktuell knapp unter ihre Curie-Temperatur von rund 450 °C aufgeheizt. Dadurch sinkt die zum Schreiben notwendige Magnetfeldstärke und damit die benötigte Größe der Schreibköpfe – die Bits können weiter schrumpfen.

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Eine noch höhere Speicherdichte bringt sogenanntes Bit-Patterned Magnetic Recording (BPMR), das die Bits mit nicht magnetischen Vertiefungen in wenige Nanometer große Inseln zwingt. Eine Kombination der Techniken soll Speicherdichten von 10 Terabit pro Quadratzoll ermöglichen – die Magnetscheiben heutiger Festplatten kommen auf ein Zehntel.

Das Forschungsteam hat HDDs mit Graphenbeschichtung bereits im Labor getestet und beschreibt grob einen möglichen Produktionsprozess. Bis solche Neuerungen ihren Weg in Serienprodukte finden, vergehen allerdings üblicherweise Jahre.

(mma)