Hispanopedia WikiLos medios con patrones (también conocidos como medios con patrones de bits o BPM [ 1 ] ) son una tecnología potencial futura de discos duros para registrar datos en islas magnéticas (un bit por isla), a diferencia de la tecnología actual de discos duros donde cada bit se almacena enEntre 20 y 30 granos magnéticos dentro de una película magnética continua. Las islas se modelarían a partir de una película magnética precursora mediante nanolitografía . Es una de las tecnologías propuestas para superar la grabación perpendicular debido a las mayores densidades de almacenamiento que permitiría. Toshiba introdujo BPM en 2010. [ 2 ]
Comparación con la tecnología HDD existente
En los discos duros actuales, los datos se almacenan en una fina película magnética. Esta película se deposita de manera que consta de granos aislados (acoplados débilmente por intercambio ) de material de aproximadamente8 nm de diámetro. [ 3 ] Un bit de datos consta de aproximadamenteEntre 20 y 30 granos magnetizados en la misma dirección (hacia arriba o hacia abajo, con respecto al plano del disco). Un método para aumentar la densidad de almacenamiento ha sido reducir el volumen promedio de los granos. Sin embargo, la barrera de energía para la conmutación térmica es proporcional al volumen de los granos. Con los materiales actuales, reducciones adicionales en el volumen de los granos provocarían una pérdida de datos espontánea debido al superparamagnetismo .
En los medios estructurados, primero se deposita una fina película magnética para que exista un fuerte acoplamiento de intercambio entre los granos. Mediante nanolitografía , se le da forma de islas magnéticas. El fuerte acoplamiento de intercambio implica que la barrera de energía ahora es proporcional al volumen de la isla, en lugar del volumen de los granos individuales dentro de la isla. Por lo tanto, se puede lograr un aumento en la densidad de almacenamiento mediante la estructuración de islas de diámetro cada vez menor, manteniendo la estabilidad térmica. [ 4 ] Se prevé que los medios estructurados permitan densidades de área de hasta 20–300 Tbit/in² ( 3,1–46,5 Tbit/cm² ) en comparación con el límite de 1 Tbit/in² ( 160 Gbit/cm² ) que existe con la tecnología HDD actual. [ 5 ]
Diferencias en las estrategias de control de la cabeza para leer y escribir
En los discos duros existentes, los bits de datos se escriben idealmente en pistas circulares concéntricas. Este proceso es diferente en la grabación de medios con patrones de bits, donde los datos deben escribirse en pistas con formas predeterminadas, creadas mediante litografía (véase más adelante) en el disco. Las trayectorias que debe seguir el sistema de servo en la grabación de medios con patrones se caracterizan por un conjunto de "pistas de servo" existentes en el disco. La desviación de una pista de servo de una forma circular ideal se denomina "desviación repetible" (RRO). Por lo tanto, el controlador de servo en la grabación de medios con patrones de bits debe seguir la RRO, que se desconoce en el momento del diseño, y como resultado, las metodologías de control de servo utilizadas para las unidades convencionales no se pueden aplicar. La grabación de medios con patrones presenta algunos desafíos específicos en términos de diseño de control de servo: [ 6 ]
- El perfil RRO es desconocido.
- El espectro de frecuencia del RRO puede extenderse más allá del ancho de banda del sistema de servocontrol; por lo tanto, será amplificado por el controlador de retroalimentación.
- El espectro RRO contiene muchos armónicos de la frecuencia del husillo (por ejemplo, unos 200 armónicos) que deben atenuarse. Esto aumenta la carga computacional del controlador.
- El perfil RRO está cambiando de una pista a otra (es decir, está variando).
Métodos de fabricación de medios estampados
Litografía por haz de iones
En la investigación preliminar, uno de los procesos investigados para crear prototipos fue la litografía de proximidad por haz de iones . Este proceso utiliza máscaras de plantilla para producir patrones en un material sensible a los iones (resina), que luego se transfieren a un material magnético. [ 7 ] La máscara de plantilla contiene una membrana delgada de nitruro de silicio independiente en la que se forman aberturas. El patrón a generar se forma primero en un sustrato que contiene una fotorresina utilizando litografía por haz de electrones . Luego, el sustrato se utiliza para transferir el patrón dado a la membrana de nitruro (máscara de plantilla) utilizando el proceso de grabado por plasma . Para crear sustratos suficientes es necesario mantener la uniformidad del tamaño de las aberturas que se transfieren a la máscara durante el proceso de fabricación (grabado). Muchos factores contribuyen al logro y mantenimiento de la uniformidad del tamaño en la máscara, tales como: presión, temperatura, energía (cantidad de voltaje) y potencia utilizada durante el grabado. Para optimizar el proceso de grabado de patrones uniformes bajo estos parámetros, el sustrato puede utilizarse como plantilla para fabricar máscaras de nitruro de silicio mediante litografía por haz de iones. Posteriormente, la máscara puede emplearse como prototipo para crear soportes de patrones.
Autoensamblaje dirigido de películas de copolímeros de bloque
En 2014, Ricardo Ruiz de Hitachi Global Storage Technologies escribió en una nota informativa para una próxima conferencia que "la solución más prometedora al desafío litográfico se puede encontrar en el autoensamblaje dirigido de películas de copolímeros de bloque, que recientemente ha evolucionado como una técnica viable para lograr litografía sub-20 nm a tiempo para la tecnología BPM". [ 8 ] [ 9 ]
Véase también
Referencias
- ↑ "Medios con patrón de bits para discos duros de alta densidad" . Toshiba.co.jp . nd Archivado del original el 9 de noviembre de 2016. Recuperado el 17 de septiembre de 2014.
Los medios con patrón de bits (BPM) son un tipo de medio de grabación magnética en el que la capa magnética se reduce al tamaño de un bit (un punto magnético y un espacio).
- ↑ "¿Cambiarán las unidades con patrón de bits de Toshiba el panorama de los discos duros?" . PC Magazine. 19 de agosto de 2010. Consultado el 21 de agosto de 2010 .
- ↑ Weller, Dieter; Mosendz, Oleksandr; et al. (julio de 2013). "Medios L1 0 FePtX-Y para grabación magnética asistida por calor: medios L1 0 FePtX-Y para grabación magnética asistida por calor" . Physica Status Solidi A. 210 ( 7): 1245– 1260. doi : 10.1002/pssa.201329106 .
- ↑ Ross, Ca (agosto de 2001). "Medios de grabación magnética con patrones". Annual Review of Materials Research . 31 (1): 203– 235. Bibcode : 2001AnRMS..31..203R . doi : 10.1146/annurev.matsci.31.1.203 .
- ↑ Griffiths, Rhys (25 de noviembre de 2013). "Autoensamblaje dirigido de copolímeros de bloque para su uso en la fabricación de medios con patrones de bits" . Journal of Physics D: Applied Physics . 46 (50) 503001. Bibcode : 2013JPhD...46X3001A . doi : 10.1088/0022-3727/46/50/503001 .
- ↑ Shahsavari; et al. (2014). Seguimiento repetible de la duración de la señal en la grabación de medios con patrones de bits . Conferencia ASME 2014 sobre sistemas de almacenamiento y procesamiento de información. págs. V001T03A001. doi : 10.1115/ISPS2014-6946 . ISBN 978-0-7918-4579-0. S2CID 13817067 .
( archivado el 11 de octubre de 2020) - ↑ Wolfe, John C.; Pendharkar, Sandeep V.; et al. (noviembre de 1996). "Un proceso de litografía por haz de iones de proximidad para nanoestructuras de alta densidad". Journal of Vacuum Science & Technology B: Microelectronics and Nanometer Structures . 14 (6): 3896. Bibcode : 1996JVSTB..14.3896W . doi : 10.1116/1.588689 .
- ↑ " Fabricación de medios con patrones de bits magnéticos mediante ensamblaje dirigido de copolímeros de bloque" . 2014. Consultado el 17 de septiembre de 2014.
La solución más prometedora al desafío litográfico se encuentra en el autoensamblaje dirigido de películas de copolímeros de bloque, que recientemente se ha consolidado como una técnica viable para lograr litografía sub-20 nm a tiempo para la tecnología BPM.
- ↑ Ross, CA; Cheng, JY (septiembre de 2008). "Medios magnéticos con patrones fabricados mediante litografía de copolímeros de bloques autoensamblados". MRS Bulletin . 33 (9): 838– 845. doi : 10.1557/mrs2008.179 .
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