Кембриджские ученые предлагают повысить емкость HDD в 10 раз за счет использования графена

Ученые из Кембриджского центра исследования графена (Cambridge Graphene Centre), который является подразделением Кембриджского университета, по результатам совместной работы со специалистами из Эксетерского университета, а также коллегами из Индии, Швейцарии, Сингапура и США, опубликовали статью, раскрывающую перспективы использования графена в жестких дисковых накопителях (HDD), емкость которых с помощью этого материала можно повысить в десятки раз. Область потенциально эффективного применения графена в HDD – это углеродсодержащие покрытия (Carbon-based OverCoats, COC), тонкие слои, защищающие пластины диска от механических повреждений и коррозии. И очевидно, что COC-покрытия, располагаясь между пишущей магнитной головкой и пластиной с данными, занимают в HDD значительную часть физического пространства.

Благодаря успешному развитию технологий COC толщину покрытий удалось снизить с 12.5 нм (уровень 1990 года) до примерно 3 нм. В настоящее время использование передовых коммерческих COC-технологий позволяет записывать на один квадратный дюйм HDD около 1 ТБ данных. Кембриджские ученые попробовали применить в качестве COC от одного до четырех слоев графена, и, согласно их результатам, такая замена позволяет повысить емкость HDD более чем в 10 раз.

Десятикратное увеличение емкости HDD – уже отличный результат кропотливой научной работы, но потенциальные преимущества использования графена в COC этим не исчерпываются. Графен уже заслужил репутацию «чудо-материала», но его применение в этих покрытиях включает в себя еще множество положительных аспектов, в числе которых: эффективная защита от коррозии; уменьшение трения; повышение твердости и гладкости поверхности пластины; повышение износостойкости; хорошая совместимость со смазками. По словам ученых, графен, в сравнении с традиционными COC, "позволяет в два раза снизить трение и обеспечивает лучшую стойкость к износу и коррозии, чем другие самые современные материалы. Фактически, одинарный слой графена повышает коррозионную стойкость в 2.5 раза."

Еще одно важное качество графеновых COC – их хорошая совместимость с высокотемпературной технологией магнитной записи HAMR (Heat-Assisted Magnetic Recording). Эта технология, обеспечивающая высокую плотность записи (то есть, по сути, высокую емкость диска), не очень хорошо отражается на COC из традиционных материалов, но графеновые покрытия, по словам кембриджских ученых, отлично переносят воздействие высоких температур HAMR.

Резюмируя все потенциальные преимущества промышленного использования графена в COC-покрытиях, профессор Андреа Феррари (Andrea C. Ferrari), директор Кембриджского центра исследования графена, сказал, что "с учетом общей емкости HDD-накопителей, выпущенных в 2020 году, которая составила около одного миллиарда терабайт, массовое применение графена в передовых технологиях HDD имеет хорошие перспективы."

В феврале 2020 года портал HEXUS сообщил о разработке супертонких магнитных пленок следующего поколения из железно-платинового сплава (Showa Denko, SDK), которые сейчас уже готовы к коммерческому использованию. Пленка SDK в сочетании с технологией HAMR в перспективе позволяют довести плотность записи до 6 ТБ на квадратный дюйм.