211service.com
Datalagring med højere tæthed
En laser, der fokuserer lys til et 30 nanometer bredt sted, kan være et vigtigt fremskridt i retning af harddiske med ultrahøj tæthed. Forskere ved University of California, Riverside (UCR) og ved University of Houston i Texas, som har udviklet nanolaseren, siger, at det kan føre til harddiske med 10 terabit data pakket ind i en kvadrattomme.
Spot lys: For at lave en laser, der fokuserer nanowatt effekt til et 30 nanometer-punkt, dækker forskere en halvlederdiode med en aluminiumsfilm, der er ætset med forskellige nanoskalaåbninger. Et scannende nærfelt optisk mikroskopbillede viser, at det meste laserlys kommer ud fra den C-formede blænde.
I dag kan harddiske bære op til 200 gigabit pr. kvadrattomme. Data lagres magnetisk. Ved at bruge eksisterende teknologi kan producenter øge en disks kapacitet til højst én terabit pr. kvadrattomme. Nanolaseren er et vigtigt skridt i retning af et diskskrivningssystem, som mange forskere i øjeblikket arbejder på. Et sådant system ville bruge både lys og magnetiske felter til at gemme data på en disk og pakke op til 50 terabit pr. kvadrattomme data.
Jo mindre lysplet af laseren er, jo mindre bitstørrelse, hvilket betyder flere bits pr. kvadrattomme. Lige nu kan laseren koncentrere 250 nanowatt strøm på et 30 nanometer bredt sted. Vores teknologi kan helt sikkert skaleres ned til 5 til 10 nanometer, siger Sakhrat Khizroev , en el-ingeniør professor, der leder arbejdet på UCR. En pletstørrelse på 10 nanometer skal være lille nok til at få en tæthed på 10 terabit pr. kvadrattomme.
Nutidens magnetiske lagringsteknologi har fordoblet datatætheden på harddiske næsten hvert år i de sidste tre årtier. Men nu nærmer teknologien sig sin grænse. På en harddisk er hver bit et lillebitte område, hvor materialets krystaller alle har deres magnetiske felter justeret i samme retning. Efterhånden som flere data optages på en disk, bliver bits mindre og omfatter færre krystaller af materialet. Ved omkring en terabit pr. kvadrattomme bliver bitområderne så små, at krystallerne ikke har nok energi til at holde deres magnetfelter på linje, og bits ender med at miste deres information.
Harddiskproducenter som Seagate kigger nu på en ny metode til at gemme flere data på diske. Teknikken, kaldet varmeassisteret magnetisk optagelse, involverer at bruge en tæt fokuseret lysplet til at varme bitsene op, når de bliver optaget. Dette giver de magnetiske krystaller energi til at bevare deres magnetfeltorientering. Der er forskellige måder, man kunne forestille sig at bringe lys på disken, siger Mark Kryder , en elektrisk- og computeringeniørprofessor ved Carnegie Mellon University. Den mest elegante måde ville være at bruge en nanolaser.
Hidtil har udfordringen været at lave en laser, der leverer tilstrækkelig energi til en lille nok lysplet. Med tidligere lasere, siger Khizroev, har lyset, når det fokuseres på en 30 nanometer pletstørrelse, energier, der er en brøkdel af en nanowatt. Han og hans kolleger laver deres 250 nanowatt-laser ved at afsætte et meget tyndt lag aluminium på emitterende side af en halvlederdiodelaser. Derefter fokuserer de en stråle af positive galliumioner på aluminiumet for at ætse små nanoskalaåbninger. Som forudsagt af fysikteori lader en C-formet blænde den mest energi komme igennem til den mindste pletstørrelse. Khizroev siger, at hans kolleger nu forsøger at konstruere laseren med en endnu mindre pletstørrelse på 5 til 10 nanometer.
Ed Schlesinger , leder af afdelingen Electrical and Computer Engineering hos Carnegie Mellon, siger, at den nye nanolaser er et vigtigt aspekt af at gøre varmeassisteret magnetisk optagelse til virkelighed. Men han advarer om, at der er mange tekniske udfordringer at løse, før teknologien kan bringes på markedet. De omfatter montering af laseren på en skyder, så den kan flytte til forskellige områder af harddisken for at optage data, design af et nyt diskmateriale, der fungerer med varmeassisteret optagelse, og fremstilling af skivesmøremidler, der kan klare de høje temperaturer under varmen. -understøttet skriveproces.
Varmeassisteret magnetisk optagelse er et reelt systemproblem og kræver udvikling og fremskridt på mange fronter samtidigt, siger Schlesinger. Nanolaseren er et godt skridt fremad og bringer teknologien tættere på.