16 juni 2010
Europese onderzoekers, onder leiding van een Duitse wetenschapper, hopen een Europese opslagschijvenindustrie in het leven te roepen met hun technologie op basis van nanobolletjes. De techniek belooft hoge opslagcapaciteiten. De onderzoekers waren eerst verenigd in het Mafin– of Magnetic Films on Nanospheres-project en worden geleid door de Duitse wetenschapper Manfred Albrecht van de technische universiteit van Chemnitz. Het Mafin-project is het TeraMagStor-project geworden, een samentrekking van Terabit Magnetic Storage Technologies. De TeraMagStor-medewerkers denken magnetische opslagcapaciteiten van een terabit per vierkante inch te kunnen realiseren in de toekomst. Door siliciumbolletjes met een doorsnede van 25 nanometer als magnetische domeinen in te zetten, zou die capaciteit kunnen worden gehaald. Huidige magnetische domeinen op de ferromagnetische toplaag van een harde schijf bestaan uit enkele tientallen 'korrels' van ongeveer 7nm doorsnede.
Op de website van het project wordt het volgende vermeld: 'The TERAMAGSTOR project aims through a systems approach at designing, fabricating and testing future perpendicular magnetic storage media with areal density larger than 1 bit/in2. To overcome the technological barriers limiting the areal density, the proposed approaches address both key media feasibility issues (thermal stability, writability, signal to noise ratio) and low-cost, high-throughput media fabrication methods. The approaches are based on the development of advanced film media (exchange spring and percolated media), nanolithographically patterned and nanoparticles media patterned by templates through an integration of professional skills (chemists, physicists, engineers, materials scientists). … The expected impact of TERAMAGSTOR is to open the way to a new generation of ultrahigh density magnetic recording media, through a basic investigation of magnetic phenomena in the nanoregime and the development of new fabrication processes, favouring the EU technological progress and competitiveness in the key technological area of magnetic storage and in general to the ICT business'. Vrij vertaald: De magnetische domeinen kunnen lastig met minder korrels worden gemaakt, omdat de signaal/ruis-verhouding dan afneemt en de bits verkeerd worden gelezen. De onderzoekers gebruiken grotere, commercieel verkrijgbare bollen silicium van 25nm doorsnede, die ieder een magnetisch domein vormen. De nanobolletjes zijn zelforganiserend, dankzij een lithografisch geproduceerd patroon in de ondergrond. Als ze in alcohol worden opgelost en de alcohol verdampt, blijft een regelmatig patroon siliciumbolletjes achter. Omdat de siliciumbolletjes zelf niet magnetisch zijn, moet er vervolgens een magnetisch laagje over worden aangebracht. Die dunne laag magnetisch materiaal bestaat uit een ijzer-platinumverbinding waarmee de nanobolletjes middels sputtering worden gecoat. De los van elkaar liggende bolletjes krijgen zo een toplaagje magnetisch materiaal, dat door een schrijfkop kan worden ge(de)magnetiseerd. Door de siliciumbollen op 25nm afstand van elkaar te plaatsen wordt een dichtheid van 1Tb per vierkante inch gerealiseerd, maar met kleinere bolletjes zou de opslagdichtheid nog zes maal hoger kunnen worden. Vooralsnog moeten de onderzoekers echter hun primaire doelstelling halen; een harde schijf van 1,8 of 1,5" produceren, met een dichtheid van ten minste 1Tb/in². Het lezen en schrijven met de bolletjes is minder eenvoudig dan bij huidige harde schijven; de ijzer-titaniumlegering is lastiger te magnetiseren. De onderzoekers hebben ook onderzocht hoe de lees- en schrijfkoppen moeten worden geproduceerd. Ook is een keramische ondergrond nodig, omdat traditionele glazen platters niet tegen de hoge sputter-temperaturen kunnen. Wanneer de techniek commercieel succesvol blijkt, zou dat een impuls voor de Europese harde-schijfindustrie betekenen. Het Mafin-project werd dan ook, net als het TeraMagStor-project, door de EU-gesponsord.
