Các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Graphene Cambridge đã chỉ ra rằng Graphene có thể được sử dụng cho các ổ đĩa cứng mật độ cực cao (HDD), với tốc độ tăng gấp 10 lần so với các công nghệ hiện tại.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Communications, được
thực hiện với sự cộng tác của các nhóm nghiên cứu tại Đại học Exeter, Ấn Độ, Thụy
Sĩ, Singapore và Mỹ.
 |
| Ổ cứng mật độ cực cao được tạo bằng Graphene lưu trữ dữ liệu gấp 10 lần |
Ổ cứng mật độ cực cao được tạo bằng Graphene lưu trữ dữ liệu gấp 10 lần
HDD lần đầu tiên xuất hiện vào những năm 1950, nhưng việc sử
dụng chúng làm thiết bị lưu trữ trong máy tính cá nhân chỉ bắt đầu từ giữa những
năm 1980. Chúng ngày càng trở nên nhỏ hơn về kích thước và dày đặc hơn về
số lượng byte được lưu trữ. Trong khi ổ cứng thể rắn phổ biến cho các thiết
bị di động, ổ cứng HDD vẫn tiếp tục được sử dụng để lưu trữ các tập tin trong máy
tính để bàn, phần lớn là do chi phí sản xuất và mua hàng thuận lợi.
Ổ cứng chứa hai thành phần chính: đĩa cứng và đầu. Dữ
liệu được ghi trên đĩa bằng cách sử dụng một đầu từ tính, di chuyển nhanh lên
trên chúng khi chúng quay. Không gian giữa đầu và đĩa liên tục giảm để có
mật độ cao hơn.
Hiện nay, các lớp phủ dựa trên carbon (COC) - các lớp được sử
dụng để bảo vệ đĩa cứng khỏi các hư hỏng cơ học và ăn mòn - chiếm một phần đáng
kể trong khoảng cách này. Mật độ dữ liệu của ổ cứng đã tăng gấp bốn lần kể
từ năm 1990 và độ dày COC đã giảm từ 12,5nm xuống còn khoảng 3nm, tương ứng với
một terabyte trên mỗi inch vuông. Giờ đây, graphene đã cho phép các nhà
nghiên cứu nhân con số này với mười.
Các nhà nghiên cứu Cambridge đã thay thế COC thương mại bằng
một đến bốn lớp graphene, và thử nghiệm độ ma sát, mài mòn, ăn mòn, ổn định nhiệt
và khả năng tương thích của chất bôi trơn. Ngoài độ mỏng vô địch, graphene
đáp ứng tất cả các đặc tính lý tưởng của lớp phủ HDD về khả năng chống ăn mòn,
ma sát thấp, chống mài mòn, độ cứng, khả năng tương thích với chất bôi trơn và độ
mịn bề mặt.
Graphene cho phép giảm ma sát gấp hai lần và chống ăn mòn và
mài mòn tốt hơn so với các giải pháp hiện đại. Trên thực tế, một lớp
graphene duy nhất làm giảm sự ăn mòn 2,5 lần.
Các nhà khoa học Cambridge đã chuyển graphene lên đĩa cứng làm
bằng sắt-bạch kim làm lớp ghi từ tính, và thử nghiệm tính năng Ghi âm từ tính hỗ
trợ nhiệt (HAMR) - một công nghệ mới cho phép tăng mật độ lưu trữ bằng cách
nung nóng lớp ghi âm đến nhiệt độ cao. Các COC hiện tại không hoạt động ở
nhiệt độ cao này, nhưng graphene thì có. Do đó, graphene, kết hợp với
HAMR, có thể vượt trội hơn các ổ cứng HDD hiện tại, cung cấp mật độ dữ liệu chưa
từng có, cao hơn 10 terabyte trên mỗi inch vuông.
“Việc chứng minh rằng graphene có thể đóng vai trò là lớp phủ
bảo vệ cho các ổ đĩa cứng thông thường và nó có thể chịu được các điều kiện
HAMR là một kết quả rất quan trọng. Tiến sĩ Anna Ott từ Trung tâm
Cambridge Graphene, một trong những đồng tác giả của nghiên cứu này, cho biết: Điều
này sẽ thúc đẩy hơn nữa sự phát triển của các ổ đĩa cứng mật độ cao mới.
Mật độ dữ liệu của ổ cứng tăng lên gấp 10 lần và tỷ lệ hao mòn
giảm đáng kể là yếu tố quan trọng để đạt được khả năng ghi dữ liệu từ tính bền
vững và lâu dài hơn. Các phát triển công nghệ dựa trên Graphene đang tiến
triển theo đúng hướng hướng tới một thế giới bền vững hơn.
Giáo sư Andrea C. Ferrari, Giám đốc Trung tâm Cambridge
Graphene, cho biết thêm: “Công trình này giới thiệu các đặc tính cơ học, chống ăn
mòn và mài mòn tuyệt vời của graphene đối với các phương tiện từ tính có mật độ
lưu trữ cực cao. Xét rằng vào năm 2020, khoảng 1 tỷ terabyte dung lượng lưu
trữ HDD mới đã được sản xuất, những kết quả này cho thấy lộ trình ứng dụng hàng
loạt graphene trong các công nghệ tiên tiến. ”
0 nhận xét:
Đăng nhận xét