Plato de disco duro

Un plato de disco duro o disco duro es el disco magnético circular en el que se almacenan los datos digitales en una unidad de disco duro . ^{[ 1 ]} La naturaleza rígida de los platos es lo que les da su nombre (a diferencia de los materiales flexibles que se utilizan para fabricar disquetes ). Los discos duros suelen tener varios platos montados en el mismo eje . Un plato puede almacenar información en ambos lados, lo que normalmente requiere dos cabezales de grabación por plato, uno por superficie. Los platos para discos duros tienen algunas de las superficies más lisas que se fabrican actualmente. Los platos se fabrican, pulen y bruñen en salas blancas , a menudo 100 veces más limpias que un quirófano de hospital, para garantizar que no haya contaminación. Esto permite que los cabezales vuelen a distancias extremadamente cortas, de unos pocos nanómetros, lo que permite una mayor densidad que en el pasado.

La superficie magnética de cada plato está dividida en pequeñas regiones magnéticas de tamaño submicrométrico, cada una de las cuales se utiliza para representar un solo bit de información. Una región magnética típica en un plato de disco duro (a partir de 2006) tiene aproximadamente 200–250 nanómetros de ancho (en la dirección radial del plato) y se extiende aproximadamente 25–30 nanómetros en la dirección longitudinal (la dirección circunferencial del plato), lo que corresponde a aproximadamente 100 mil millones de bits por pulgada cuadrada de área de disco (15,5 Gbit /cm² ⁾ . El material de la capa principal del medio magnético suele ser una aleación a base de cobalto . En los discos duros actuales, cada una de estas regiones magnéticas está compuesta por unos pocos cientos de granos magnéticos, que son el material base que se magnetiza. En conjunto, cada región magnética tendrá una magnetización. 

Una de las razones por las que se utilizan granos magnéticos en lugar de un medio magnético continuo es que reducen el espacio necesario para una región magnética. En los materiales magnéticos continuos, tienden a aparecer formaciones llamadas picos de Néel . Estos picos tienen magnetización opuesta y se forman por la misma razón que los imanes de barra tienden a alinearse en direcciones opuestas. Esto causa problemas porque los campos magnéticos de los picos se anulan entre sí , de modo que en los límites de las regiones, la transición de una magnetización a la otra se produce a lo largo de la longitud de los picos de Néel. Esto se denomina ancho de transición.

Muchos platos de discos duros tienen una capa de lubricante hecha de carbono amorfo, como el carbono tipo diamante , llamada recubrimiento, que se deposita en el disco mediante pulverización catódica o deposición química de vapor. ^{[ 2 ]} El nitruro de silicio , el PFPE ^{[ 3 ] [ 4 ]} y el carbono hidrogenado también se han utilizado como recubrimientos. ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]} Alternativamente, el PFPE puede usarse como lubricante sobre el recubrimiento. ^{[ 8 ]}

La orientación de los medios granulares depende de si se utiliza grabación magnética longitudinal o perpendicular. ^{[ 9 ]} Los medios granulares ordenados permiten mayores densidades de almacenamiento que los medios granulares convencionales, y los medios con patrones de bits pueden superar a los medios granulares ordenados en densidad de almacenamiento. ^{[ 10 ]}

Los granos ayudan a resolver este problema porque, en teoría, cada grano es un dominio magnético individual (aunque no siempre en la práctica). Esto significa que los dominios magnéticos no pueden crecer ni encogerse para formar picos, y por lo tanto, el ancho de transición será del orden del diámetro de los granos. Así pues, gran parte del desarrollo de los discos duros se ha centrado en la reducción del tamaño de los granos . ^{[ 11 ] [ 12 ]}

Los platos se fabrican típicamente utilizando un sustrato de aluminio , vidrio o cerámica. ^{[ 13 ]} Los platos de los discos duros de las computadoras portátiles están hechos de vidrio, mientras que los platos de aluminio se encuentran a menudo en las unidades de computadoras de escritorio en capacidades más bajas (menos de 12 TB) que utilizan relleno de helio utilizan platos de vidrio muy delgados debido a las limitaciones del aluminio. ^{[ 14 ] [ 15 ]} En la fabricación de discos, se deposita un recubrimiento delgado en ambos lados del sustrato, principalmente mediante un proceso de deposición al vacío llamado pulverización catódica por magnetrón . El recubrimiento tiene una estructura de capas compleja que consiste en varias aleaciones metálicas (en su mayoría no magnéticas) como capas inferiores, optimizadas para el control de la orientación cristalográfica y el tamaño de grano de la capa de medios magnéticos real en la parte superior, es decir, la película que almacena los bits de información. Encima de esto se deposita una capa protectora a base de carbono en el mismo proceso de pulverización catódica. Los platos suelen contener varias capas de materiales como una capa semilla, capas inferiores magnéticas blandas (SUL) que pueden contener cobalto y hierro ^{[ 16 ] [ 17 ]} hechas de materiales como, una capa antiferromagnética (A-FM) hecha de óxido de níquel, aleación de níquel-manganeso o hierro-manganeso, ^{[ 18 ]} capa intermedia hecha de rutenio ^{[ 18 ]} y una capa de aleación de cobalto-cromo-paladio con óxido. ^{[ 8 ]} En el postprocesamiento se deposita una capa lubricante polimérica de nanómetros de espesor sobre la estructura pulverizada sumergiendo el disco en una solución solvente, después de lo cual el disco se pule mediante varios procesos para eliminar pequeños defectos y se verifica mediante un sensor especial en un cabezal volador para la ausencia de asperezas u otros defectos restantes (donde el tamaño del bit dado anteriormente establece aproximadamente la escala de lo que constituye un tamaño de defecto significativo). En el disco duro, los cabezales se desplazan radialmente sobre la superficie de los platos giratorios para leer o escribir los datos. Un plato de disco duro debe poseer una suavidad extrema, durabilidad y un acabado impecable.

En 1990, se lanzó en Japón el disco duro Toshiba MK1122FC. Introdujo el primer plato con sustrato de vidrio , reemplazando las aleaciones de aluminio utilizadas en discos duros anteriores. ^{[ 19 ]} En febrero de 1991, Areal Technology lanzó el MD-2060, uno de los primeros discos duros en utilizar un sustrato de vidrio. Originalmente fue diseñado para computadoras portátiles , para las cuales la mayor resistencia a los golpes de los sustratos de vidrio es más adecuada. ^{[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]} En abril de 1991, el Toshiba MK1122FC se lanzó en Norteamérica; las fábricas de Toshiba pudieron producir muchos más discos que Areal, que pronto desapareció del mercado. ^{[ 20 ] [ 23 ]} Alrededor del año 2000, otros fabricantes de discos duros comenzaron la transición de platos de aluminio a platos de vidrio porque los platos de vidrio tienen varias ventajas sobre los platos de aluminio. ^{[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]}

Entre 2005 y 2006, se produjo un cambio radical en la tecnología de discos duros y soportes magnéticos. Originalmente, se utilizaban materiales magnetizados en el plano para almacenar los bits, pero esta práctica se ha sustituido por la grabación perpendicular . El motivo de esta transición es la necesidad de mantener la tendencia al aumento de la densidad de almacenamiento, ya que los soportes con magnetización perpendicular ofrecen una solución más estable para un tamaño de bit cada vez menor. La orientación perpendicular de la magnetización a la superficie del disco tiene importantes implicaciones para la estructura depositada del disco y la elección de los materiales magnéticos, así como para otros componentes del disco duro (como el cabezal y el canal electrónico).

• Hardware de recuperación de datos
• Grabación magnética asistida por calor