Grafen może zrewolucjonizować dyski twarde. Pozwala zapisać dziesięciokrotnie więcej danych na tej samej powierzchni [DEPESZA]

Naukowcy z centrum grafenowego na University of Cambridge odkryli, że dyski twarde pokryte grafenem mogą mieć nawet 10-krotnie większą pojemność niż stosowane obecnie. Zastąpienie grafenem powłoki węglowej między talerzem a głowicą zmniejsza dwukrotnie tarcie i zwiększa odporność na korozję. Może to doprowadzić do rozwoju magnetycznych pamięci masowych o ultrawysokiej gęstości. – To bardzo ważne odkrycie, które przyspieszy rozwój nowatorskich dysków twardych o dużej gęstości powierzchniowej – podkreśla dr Anna Ott z Cambridge Graphene Centre na University of Cambridge.

– Nasze badania pokazują doskonałe właściwości mechaniczne grafenu, jego odporność na korozję i zużycie w przypadku nośników magnetycznych o ultrawysokiej gęstości przechowywania. Biorąc pod uwagę, że w 2020 roku wyprodukowano około 1 mld terabajtów pamięci masowej HDD, nasze odkrycie wskazuje drogę do masowego zastosowania grafenu w nowatorskich technologiach – wskazuje prof. Andrea C. Ferrari, dyrektor Cambridge Graphene Centre.

Dyski HDD pojawiły się po raz pierwszy w latach 50., ale ich wykorzystanie jako urządzeń pamięci masowej w komputerach osobistych rozpoczęło się dopiero w połowie lat 80. Z biegiem czasu stały się coraz mniejsze, zwiększała się jednak ilość przechowywanych na nich danych. Dyski twarde zawierają dwa główne elementy: talerze i głowicę. Dane są zapisywane na talerzach za pomocą głowicy magnetycznej. Przestrzeń między głowicą a talerzem zajmują powłoki węglowe (COC), które mają chronić talerze przed uszkodzeniami mechanicznymi i korozją. Choć grubość węglowej warstwy COC udało się znacznie zmniejszyć i zapisać na calu kwadratowym 1 TB danych, to do znacznej poprawy przechowywania danych i osiągnięcia gęstości 10 TB wymagana byłaby grubość COC mniejsza niż 1 nm.

Grafen w tym zakresie może stanowić prawdziwą rewolucję.

– Gęstość danych na dyskach twardych wzrosła czterokrotnie od 1990 roku, a grubość warstw COC – chroniących talerze przed mechanicznymi uszkodzeniami i korozją – zmniejszyła się z 12,5 nm do około 3 nm, co odpowiada jednemu terabajtowi na cal kwadratowy. Grafen umożliwi naukowcom pomnożenie tej pojemności dziesięciokrotnie – czytamy w komunikacie prasowym University of Cambridge.

Naukowcy przenieśli grafen na dyski twarde wykonane z żelaza i platyny (FePt) jako warstwę zapisu magnetycznego, aby przetestować zapis magnetyczny wspomagany ciepłem (HAMR) – nową technologię zapisu magnetycznego, która umożliwia znacznie większą gęstość zapisu niż obecnie dostępna, poprzez podgrzanie warstwy zapisu do wysokich temperatur. Obecne COC nie wytrzymują wysokich temperatur HAMR, ale testy stabilności potwierdziły, że grafen może wytrzymać warunki podobne do HAMR bez degradacji. Okazało się, że grafen w połączeniu z HAMR może przewyższyć obecne dyski twarde, pozwalając zapisać na calu kwadratowym nawet 10 TB danych.

– Wykazanie, że grafen może służyć jako powłoka ochronna dla konwencjonalnych dysków twardych i że jest w stanie wytrzymać warunki zapisu magnetycznego wspomaganego termicznie, to bardzo ważne odkrycie. To jeszcze bardziej przyspieszy rozwój nowatorskich dysków twardych o dużej gęstości powierzchniowej – podkreśla dr Anna Ott z Cambridge Graphene Centre na University of Cambridge.

Naukowcy z Cambridge zastąpili komercyjne COC warstwami grafenu. Okazało się, że grafen spełnia wszystkie idealne właściwości powłoki HDD w zakresie ochrony przed korozją, niskiego tarcia czy odporności na zużycie. Potencjalnie może to zrewolucjonizować produkcję dysków twardych, które wydawało się, że nie wytrzymają konkurencji ze strony napędów SSD.