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El truco de fabricación ofrece un salto quíntuple en la capacidad del disco duro
Se ha mejorado una técnica que permite que las capas con nanopatrones que almacenan datos en unidades de disco duro se ensamblen a sí mismas para adaptarse mejor a la producción en masa, y podría habilitar discos que almacenan cinco veces más datos que los más grandes disponibles en la actualidad.
Lineas finas: Las moléculas de polímero se ensamblaron en el patrón regular de pasillos de 10 nanómetros de ancho en la más grande de estas dos imágenes microscópicas, gracias al uso de un nuevo recubrimiento que ayuda a que las moléculas se alineen correctamente. La imagen más pequeña muestra que sin el recubrimiento, los polímeros no forman estructuras organizadas.
El uso de autoensamblaje en lugar de máquinas que imprimen o graban características se ha considerado durante mucho tiempo como una solución potencial a una barrera inminente para expandir la capacidad de los diseños de disco duro. Investigadores de la Universidad de Texas en Austin han encontrado una solución a un problema que hacía que el autoensamblaje fuera incompatible con las fábricas existentes.
Los discos duros almacenan datos en un disco giratorio, escritos en un patrón de regiones magnetizadas en una capa magnética. Durante décadas, las ganancias en la capacidad del disco duro se han obtenido al empaquetar esas regiones y, por lo tanto, los datos de manera más densa. Pero ahora no se pueden colocar mucho más cerca sin que la interferencia magnética ponga en peligro la confiabilidad del almacenamiento de datos.
Cubrir un plato de disco con puntos físicamente separados de material magnético en lugar de una capa continua permitiría un almacenamiento mucho más denso, ya que los espacios entre ellos evitarían la interferencia entre los puntos. Pero los métodos de fabricación existentes no pueden crear islas discretas espaciadas más cerca de 30 nanómetros, produciendo casi la misma densidad de datos que los diseños de disco duro convencionales en la actualidad.
Grant Willson , profesor de ciencias de los materiales en UT Austin, que trabaja con el profesor de química de UT Austin Christopher Ellis , ha encontrado una manera de crear islas magnéticas mucho más compactas de lo que pueden hacer las herramientas de producción existentes. Ese nuevo método utiliza un bloque de copolímeros (moléculas de cadena larga hechas de bloques de diferentes polímeros) que pueden ensamblarse en patrones regulares y muy pequeños que se repiten. Los patrones se pueden guiar eligiendo la combinación correcta de polímeros y agregando patrones a la superficie a la que se aplican. Una vez formado, dicho patrón se puede utilizar como plantilla para crear puntos de material magnético en un plato de disco duro.
Ese enfoque se ha visto frenado por el desafío de lograr que las moléculas de copolímero largas se coloquen planas utilizando un método compatible con las fábricas existentes. El grupo de UT Austin anunció la semana pasada que había resuelto el problema mediante la invención de una capa superior, también un polímero, que mezcla los copolímeros en la orientación correcta.
Simplemente aplica un par de capas más de lo habitual y calienta la cosa con la placa caliente que ya está allí, dice Willson. Cuando se aplica la capa superior de polímero, está inactiva y se une a los iones de amonio. El calentamiento elimina el amoníaco y cambia el polímero de la capa superior a una nueva estructura que interactúa con la capa de copolímero y la estimula a moverse hacia la orientación deseada. Luego, la capa superior se lava, dejando atrás los copolímeros y las estructuras en las que se ensamblaron.
Ese proceso se puede realizar en menos de 30 segundos, más rápido que el paso más lento actual en una línea de fabricación de platos de disco duro, dice Willson. Hasta ahora, el grupo ha demostrado que puede establecer patrones con detalles de hasta 10 nanómetros. Willson estima que esto permitiría que los discos duros almacenen datos cinco veces su densidad actual, aproximadamente un terabit de información (1.024 gigabytes) por pulgada cuadrada.
HGST, una empresa de almacenamiento propiedad de Western Digital, está investigando cómo la técnica podría integrarse en las líneas de producción existentes. Willson dice que su capa superior también deberá ajustarse para la producción por parte de empresas que se especializan en la fabricación de semiconductores.
James Watkins , director del centro de fabricación jerárquica de la Universidad de Massachusetts, Amherst, dice que también se necesitan mejoras en los propios copolímeros antes de que el método de autoensamblaje pueda usarse comercialmente. Un desafío es lograr un orden de largo alcance utilizando copolímeros sin defectos en áreas extensas, dice. Con millones de puntos de almacenamiento de datos en el plato de un disco, las tasas de error deben ser muy bajas para evitar que una gran cantidad de ellos se coloquen incorrectamente.