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一种涉及三维磁记录的新型硬盘技术可以提高存储容量，减少所需硬盘的数量，有望在未来降低成本，提高能源效率。来源:SciTechDaily.com

利用多级磁记录技术实现面密度超过10tbit /in²的超高密度硬盘驱动器的可能性。

NIMS、希捷科技和东北大学的研究小组在硬盘驱动器(HDD)领域取得了突破性进展，证明了利用三维磁性记录介质存储数字信息的多级记录的可行性。研究小组已经证明，这项技术可以用来增加hdd的存储容量，这可能会在未来带来更高效和更具成本效益的数据存储解决方案。

提高数据存储容量

数据中心越来越多地将大量数据存储在硬盘驱动器(hdd)上，这些硬盘驱动器使用垂直磁记录(PMR)以约1.5 tbbit /in²的面密度存储信息。然而，为了过渡到更高的面密度，需要由FePt晶粒组成的高各向异性磁记录介质结合热辅助激光写入。这种方法被称为热辅助磁记录(HAMR)，能够维持高达10 tbbit /in²的面记录密度。此外，与HDD技术中使用的二进制电平相比，存储3或4的多个记录电平的新原理证明，可以实现大于10 Tbit/in²的密度。

(上)目前使用的HAMR和(下)三维磁记录系统的示意图。在三维磁记录系统中，每一记录层的居里温度相差约100 K，通过调节激光功率将数据写入每一记录层。资料来源:Yukiko Takahashi NIMS, Thomas Chang希捷科技，Simon Greaves Tohoku大学

创新的3D磁记录

在这项研究中，我们成功地通过制作晶格匹配的FePt/Ru/FePt多层薄膜，以Ru作为间隔层，实现了FePt记录层的三维排列。磁化强度的测量表明，两层FePt具有不同的居里温度。这意味着在书写时通过调节激光功率可以实现三维记录。此外，我们还利用模拟制备介质的微观结构和磁性质的介质模型，通过记录模拟演示了3D记录的原理。

未来展望及影响

三维磁记录法通过在三维空间上叠加记录层来增加记录容量。这意味着可以用更少的硬盘存储更多的数字信息，从而为数据中心节省能源。在未来，我们计划开发工艺来减小FePt晶粒的尺寸，改善取向和磁各向异性，并堆叠更多的FePt层，以实现适合实际应用的高密度硬盘介质结构。

这项研究发表在2024年3月24日的《材料学报》上。

参考文献:“用于多级热辅助磁记录的双层FePt-C颗粒介质”，作者:P. Tozman, S. Isogami, I. Suzuki, A. Bolyachkin, H. Sepehri-Amin, S.J. Greaves, H. Suto, Y. Sasaki, T.Y. Chang, Y. Kubota, P. Steiner, P. w . Huang, K. Hono和Y.K. Takahashi, 2024年3月24日，材料学报。DOI: 10.1016 / j.actamat.2024.119869

这项研究是由杰出研究员P. Tozman博士、NIMS磁性和自旋电子材料研究中心组长Yukiko Takahashi博士、希捷科技研究员T.Y. Chang博士和日本东北大学S.J. Greaves教授共同完成的。这项工作得到了日本科学技术振兴机构(JST)战略基础研究计划(CREST)“利用信息载体的集成设备和系统”JPMJCR22C3的支持。