A grafénnel kezelt merevlemez tízszer annyi adatot tárolhat, mint a klasszikus HDD-k

Nincsen jövőnk tudomány nélkül, nincsen Qubit nélkületek. Támogasd a munkánkat!

A grafénalapú, nagy sűrűségű merevlemezeken tízszer annyi adat fér el, mint a hagyományos adattárolókon – állítja a Cambridge Graphene Center új kutatása. A témával foglalkozó tanulmányt, amit a Nature Communications legújabb száma közölt, a központ munkatársai az Exeteri Egyetemmel, illetve indiai, svájci, szingapúri és amerikai kutatókkal közösen készítették.

A merevlemezeket (hard disk drive, HDD) az 1950-es évek óta ismerjük, de csak a nyolcvanas évektől kezdték el számítógépes adattárolóként használni őket. Idővel egyre kisebbé, egyre nagyobb kapacitásúvá váltak. Noha a szilárdtest meghajtók (solid state drive, SSD) a mobileszközökhöz jobban használhatók, a HDD-k továbbra is a legjobb ár-érték arányú számítógépes háttértártolók.

A HDD-knek két fő komponense van: a mágnesezhető réteggel bevont forgó lemez, illetve az adatokat író vagy olvasó fej. Miközben adatokat ír a lemezre, a fej folyamatosan mozog a forgó lemezek fölött. A fej és a lemezek közti távolság csökkentése nagyobb adatsűrűséget eredményez. A rendelkezésre álló tér nagy részét azonban a szénalapú bevonatok (carbon-based overcoats, COC) alkotják; ezek óvják meg a lemezeket a fizikai sérüléstől, illetve a rozsdásodástól.

A HDD-k adatsűrűsége az 1990-es évek óta a négyszeresére nőtt, és a COC-bevonat vastagságát sikerült 12,5 nanométerről 3-ra csökkenteni; ezzel négyzethüvelykenként 1 terabájtra növelték az adattároló kapacitást. A Cambridge kutatói szerint a grafénréteg tovább növelheti ezt a tárolókapacitást – nagyjából a tízszeresére.

A Cambridge kutatói a COC-bevonatot 1-4 réteg grafénra cserélték, és tesztelték a súrlódását, a hőstabilitását, a rozsdásodását, a felületi simaságát és a kenőanyag-kompatibilitását. Az elvitathatatlan vékonyságán túl a grafén teljesítette a HDD-k fedőrétegével kapcsolatos összes elvárást. A grafén hatására a súrlódás mértéke a felére csökkent, és jobb korróziós és kopási mutatókkal rendelkezett, mint a legmodernebb megoldások: már egyetlen grafénréteg is a 2,5-szeresével csökkentette a korrózió mértékét.

A tesztelt háttértároló mágneses rögzítésre képes lemezei vas-platina ötvözetből készültek; a kutatók erre vittek fel leheletvékony grafénréteget. A tárolási kapacitását egy új technológiával a Heat-Assisted Magnetic Recordinggel (HAMR) tesztelték: ennek során a lemez rögzítőrétegét felhevítették, hogy megnöveljék a tárolókapacitását. A hagyományos COC tárkapacitását nem lehet ezzel a módszerrel javítani, de a grafénen igen. A grafént és HAMR-t használó merevlemezek adatsűrűsége így jóval nagyobb lehet, mint a hagyományos merevlemezeké: 10 terabájtnyi adatot tárolhatnak négyzethüvelykenként.

A HDD-k adatsűrűségének tízszeresére növelésével és az elhasználódás mértékének csökkentésével idővel jóval strapabíróbb, tartósabb mágneses adattárolókhoz juthatunk. A grafénalapú technológiák fejlesztése a kutatók szerint egyébként is egy fenntarthatóbb világ irányába mutat.

„Ez a munka is bizonyítja, hogy a grafén kiváló mechanikai és korróziós tulajdonságait, illetve a nagy sűrűségű mágneses adattárolók tűrőképességét. Figyelembe véve, hogy 2020-ban csaknem egymilliárd terabájtnyi új merevlemezt gyártottak, ezek az eredmények a csúcstechnológiában is megnyithatják az utat a grafén tömeges alkalmazása előtt.

– mondta Andrea C. Ferrari professzor, a Cambridge Graphene Center igazgatója.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: