磁盘驱动器研究新进展:“埃米级磁域模型”问世

2007-08-01 08:38:07来源: 电子工程专辑

最近,位于Santa Cruz的加利福尼亚大学的一位物理学家以及日立全球存储技术公司的一位研究员合作,创造出一种埃米级磁域模型,据他们说将终结在磁媒体设计范围内常用的反复试验方法。

“我们已经采用若干不同的方法从理论上掌握了磁媒体,”在加州大学Santa Cruz的教授Joshua Deutsch说,“目前我们仅仅需要磁盘驱动器研究人员用试验来验证这些预测。”

Deutsch早已开始自己为磁媒体建模,但是,他在给日立环球存储技术公司做了一次研讨会之后,就认真地着手磁盘驱动器媒体的建模。Deutsch和日立环球存储技术公司的Andreas Berger在磁媒体中创建了详细的开关模型,其中,包括摆动或“运动”的物理模型,这样他们就能编写到单一的计算机程序中。

症结在于:磁盘驱动器研究人员一直不得不高度依赖于试验,因为他们把磁旋转建模为他们称之为“雪崩”的简单的二进制操作。然而,因为在媒体表面上的磁域是真实的分子,实际的物理特性更像在一个抽陀螺上的空翻,随之而来的是一个周期的阻尼摆动。

“研究人员采用更为简单的模型研究了磁雪崩,但是,并没有捕获旋转的详细运动,”Deutsch说,“我们的工作把更为精确的微磁方法应用来解决雪崩的问题。”

Deutsch和Berger的模型包含许多详细的物理现象,但是,重要的是其模型的旋转运动—摆动类似于一个抽陀螺稳定其旋转的方式。在一个磁域或比特从1切换到0或从0切换到1之后,它稳定几个纳秒。在这段时间,其磁场对其附近所有的磁域施加一个不稳定的影响, Deutsch和Berger宣称,这个现象很大程度上被目前的磁盘驱动器研究人员所忽视。

更为详细的模型可能有助于磁盘驱动器研究人员设计快速抑制磁域运动的磁媒体,与此同时,为微型磁盘驱动器读头维持最优化的信号强度。对于磁盘驱动器设计工程师来说,详细的模型可能变得甚至更为重要,因为该行业正由垂直记录技术推向前进,该技术在垂直层中包含的磁域薄到500埃。在未来的几年中,磁媒体设计工程师希望包装多达6层具有交互阻尼特性的埃级层,或称之为交换耦合的复合层,其目标是把当今每平方英寸200Gb的密度,提高到将来高达每平方英寸1Tb的密度。

Deutsch和Berger为阻尼的根本原因建模,甚至包括在旋转媒体中的电子和物理振动的—称为声子—影响,而不是通过无遗漏的反复试验来设计各种技术,以测量新的磁性材料阻尼雪崩的能力。

目前,他们已经获得了全世界最全面的磁雪崩模型,Deutsch和Berger正指望磁盘驱动器研究人员对他们的模型提供独立的验证。

“我们已经创造了一种我们能用来计算而不仅仅是测量的模型,”Deutsch说,“要通过试验验证我们的模型,切实可行的办法就是进行超快测量,所以,我希望这样的测量在不远的将来完成。”

关键字:建模  摆动  运动  程序

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