Графен поможет увеличить емкость жестких дисков на порядок

В то время как твердотельные накопители более популярны для портативных и мобильных устройств, жесткие диски по-прежнему широко используются для хранения файлов на настольных компьютерах, в основном из-за низкой стоимости производства и покупки. Их роль может только возрасти, если технологический прорыв, намеченный учеными Кембриджского университета в содружестве с командами из университета Эксетера, а также Индии, Швейцарии, Сингапура и США, воплотится в жизнь.

Как известно, жесткие диски содержат два основных компонента – пластины и головки. Данные записываются с помощью магнитных головок, которые быстро перемещаются над пластинами при их вращении. Пространство между головками и пластинами постоянно уменьшается, чтобы обеспечить более высокую плотность записи. В настоящее время значительную часть этого промежутка занимают покрытия на углеродной основе – COC (Сarbon-based OverCoat), используемые для защиты пластин от механических повреждений и коррозии. C 1990 года толщина COC уменьшилась с 12,5 нм примерно до 3 нм, что соответствует одному терабайту на квадратный дюйм. Но использование графена позволил исследователям умножить это число на десять.

Исследователи из Кембриджа заменили коммерческие COC на 1-4 слоя графена, проверив затем трение, износ, коррозию, термическую стабильность и совместимость со смазочными материалами. Тончайшие слои графена обладают буквально идеальными свойствами внешнего покрытия для жестких дисков. Так, графен позволил вдвое снизить трение и обеспечить куда меньшую коррозию и износ, чем современные решения. Фактически, один единственный слой графена снижал коррозию в 2,5 раза.

Ученые перенесли графен на жесткие диски, где сплав из железа и платины использовался в качестве магнитного записывающего слоя, и протестировали тепловую магнитную запись HAMR (Heat-Assisted Magnetic Recording) – новую технологию, которая позволяет увеличить плотность хранения за счет нагрева записывающего слоя до высоких температур. Заметим, что современные COC в отличие от графена, не работают при таких температурах. В результате, графен в сочетании с HAMR смог обеспечить для жестких дисков плотность записи данных, превышающую 10 терабайт на квадратный дюйм.

Скачок плотности данных на жестких дисках в десять раз и значительное снижение степени износа имеют решающее значение для достижения более устойчивой и надежной записи магнитных данных. Впрочем, стоит заметить, что с момента открытия графена в 2004 году большая часть его практических применений, позволяющая, например, более эффективно фильтровать воду или выборочно убивать раковые клетки, все еще не вышла из лабораторий в реальный мир.