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Una técnica de nanofabricación duplica la capacidad del disco duro
Investigadores en HGST , un importante fabricante de unidades de disco duro, ha demostrado que una tecnología de fabricación emergente llamada nanoimpresión podría utilizarse para duplicar la capacidad de almacenamiento de datos de los discos duros actuales. Dicen que el trabajo pendiente de patente , realizado en colaboración con una empresa llamada Huellas moleculares , podría conducir a un proceso de fabricación rentable a finales de la década.
Las unidades de disco duro almacenan datos en material magnético en la superficie de un disco giratorio. Durante la producción, este material se deposita como una película delgada. Luego, la información se escribe en el disco cambiando la orientación magnética de distintas unidades individuales del material, conocidas como granos. Un grupo de granos juntos forman una región que puede almacenar un solo bit. Desde la década de 1950, cuando se inventó la tecnología, los fabricantes de discos duros han encontrado continuamente formas de seguir aumentando la capacidad de almacenamiento de datos reduciendo el área requerida para almacenar un bit, más recientemente utilizando cada vez menos granos agrupados para cada uno.
Puntos de datos: Los investigadores de HGST crearon el patrón anterior, que contiene islas magnéticas para almacenar datos, utilizando una técnica emergente llamada nanoimprinta.
Ahora la industria se enfrenta a los límites de esta estrategia, en parte porque el magnetismo de las partículas se vuelve menos estable cuando son muy pequeñas, un fenómeno conocido como superparamagnetismo. Si tomo un imán permanente y lo hago lo suficientemente pequeño, se vuelve no magnético, explica Currie Munce , vicepresidente de HGST Research.
También existen límites físicos en cuanto a lo pequeñas que pueden ser las regiones de grabación. Si continúas tratando de acercar cada vez más estas áreas magnetizadas, finalmente llegan a un punto en el que pueden sentir a sus vecinos hasta tal punto que tienen una tendencia a voltearse, explica. Grant Willson , profesor de ciencia de los materiales en la Universidad de Texas en Austin. Eso provoca la pérdida de datos. Willson es cofundador de Molecular Imprints, aunque no participó en esta investigación.
Los investigadores han sabido durante años que diseñar un disco con puntos magnéticos nanoscópicos físicamente aislados hace posible empaquetar más información que aplicar el material como una película continua. El desafío ha sido desarrollar una forma económica de fabricar discos con los patrones nanoscópicos precisos en las pistas circulares necesarias para que el cabezal de grabación haga su trabajo.
Los investigadores de HGST anunciaron en la reunión de litografía avanzada SPIE del mes pasado que habían utilizado su proceso patentado de nanoimpresión para modelar un sustrato de disco con puntos de 10 nanómetros de ancho, empaquetados de cerca y en pistas circulares. Demostraron que un cabezal de grabación puede leer y escribir información de estos puntos, e informaron que su proceso podría imprimir 1,2 billones de islas magnéticas por pulgada cuadrada, suficiente para almacenar alrededor de un terabyte en un disco de 2,5 pulgadas, que es el doble de la capacidad de dispositivos de hoy. (El disco más espacioso vendido actualmente por HGST puede almacenar cuatro terabytes de datos). Dado que los puntos se pueden hacer aún más pequeños, el método permitiría en teoría varias generaciones más de ganancias de capacidad.
La nanoimpresión, una técnica que surgió por primera vez a mediados de la década de 1990, consiste en aplicar un material blando a una superficie y luego sellarla con un material duro cubierto con patrones específicos. Las impresiones resultantes luego guían la modificación a la superficie, como el grabado o la deposición de material adicional. Luego se quita el material blando, dejando solo los nuevos diseños en la superficie original. Las industrias de grabación magnética y de semiconductores ven la técnica como una solución prometedora al rompecabezas de cómo fabricar de manera confiable estructuras y patrones de menos de 20 o 30 nanómetros.
Para diseñar su sello, los investigadores de HGST utilizaron moléculas llamadas copolímeros de bloque, que pueden diseñarse para alinearse en patrones repetidos en una superficie tratada, una técnica llamada autoensamblaje dirigido. Creemos que podemos implementar [el proceso] en la fabricación, dice Munce.
Los ingenieros de HGST también se centrarán en hacer que los puntos sean lo más pequeños físicamente posible (ver Truco de fabricación ofrece un salto quíntuple en la capacidad del disco duro). Munce dice que dentro de 15 o 20 años se encontrarán con otro límite de tamaño. Para entonces, dice, si la tecnología se perfeccionó varias veces, es posible que me haya comprado otro factor de 20 en ganancias de capacidad.