(PhysOrg.com) - Investigadores europeos han ideado un nuevo medio de grabación magnético formado por diminutas nanoesferas. La tecnología puede conducir a discos duros capaces de almacenar más de mil billones de bits de información en una pulgada cuadrada.

Ahora que las PC de consumo se venden con discos duros de un terabyte o más, suficiente para grabar más de dos años de música, la capacidad de almacenamiento parece expandirse sin límites. Pero los límites están ahí y los conocedores de la industria saben que se acercan rápidamente.

Los discos duros actuales registran información en una capa ferromagnética. La capa está formada por granos de unos 7 nanómetros de diámetro y cada "bit" de información está contenido en una celda magnetizada que cubre quizás de 60 a 80 granos. Cuando el campo magnético apunta en una dirección se almacena un "1" y cuando apunta en la dirección opuesta se almacena un "0".

Una forma de empaquetar información en un disco sería hacer las celdas más pequeñas. Pero con menos granos por celda, la relación señal / ruido aumenta y, con ello, la probabilidad de que se lea mal un bit.

La respuesta obvia es utilizar un medio de grabación con granos más pequeños, pero luego surgen problemas de estabilidad térmica. "Tiempo extraordinario, si la estabilidad térmica no es lo suficientemente grande, la orientación magnética cambiará a la dirección opuesta por lo que perderá su información, ”Dice Manfred Albrecht de la Universidad Tecnológica de Chemnitz.

Nanoesferas

Él está a favor de un enfoque completamente nuevo que utilice técnicas de la nanotecnología para construir una superficie de grabación "modelada" formada no por granos irregulares sino por células magnéticas diseñadas específicamente. "El problema ahora es cómo se pueden producir estas nanoestructuras a gran escala a bajo costo".

Albrecht coordinó el proyecto MAFIN, financiado con fondos europeos, que buscaba construir matrices regulares de células a partir de diminutas nanoesferas magnetizadas. Las esferas están hechas de sílice y están disponibles comercialmente en una variedad de tamaños. Después de probar muchos tamaños diferentes, el equipo de MAFIN se decidió por esferas de 25 nanómetros de diámetro, más grandes que los granos convencionales pero más pequeños que las celdas de almacenamiento normales.

El atractivo de usar nanoesferas es que se ensamblarán en una matriz regular. Las nanoesferas se mezclan con una solución a base de alcohol que se deja caer sobre el sustrato. A medida que el alcohol se evapora, las esferas se dejan en un patrón regular.

"Luego depositamos una película magnética sobre las partículas para formar una 'tapa' magnética, ”Explica Albrecht. "Y si lo haces bien, esta tapa magnética actúa como un único imán, con un polo norte y un polo sur, y la matriz se puede utilizar como dispositivo de almacenamiento ".

Si la tapa está magnetizada con un polo norte o sur hacia arriba determina si almacena un "1" o un "0".

Aleación de hierro y platino

La película magnética es una aleación de hierro y platino que ya ha atraído el interés de la industria del almacenamiento magnético. Se recubre sobre las nanoesferas mediante deposición por pulverización catódica con magnetrón. Como la sílice en sí no es magnética, cada tapa está aislada de sus vecinas y puede mantener bien su magnetización.

El autoensamblaje de las nanoesferas está guiado por el modelado previo del sustrato de silicato mediante litografía de rayos X para crear pequeños hoyos en los que se asentarán las esferas.

“Creo que los enfoques basados ​​en el autoensamblaje tienen el mayor potencial porque no son costosos, ”Dice Albrecht. “Son de muy bajo costo”.

Un espacio de 25 nanómetros entre esferas equivale a una densidad de almacenamiento de un terabit (1000 gigabits) por pulgada cuadrada. Utilizando el mismo enfoque con esferas más pequeñas, los investigadores deberían poder alcanzar densidades hasta seis veces más altas.

Además de mirar el medio de grabación, Los investigadores de MAFIN también han investigado las técnicas de grabación. El hierro-platino es más difícil de magnetizar que los medios convencionales, por lo que se necesitarán modificaciones para permitir que la información se registre y lea fácilmente.

Oportunidades para la industria

El equipo investigó el uso de una sonda con una punta magnética fina para magnetizar y leer cada una de las nanoesferas en lugar de un cabezal de grabación convencional.

MAFIN terminó en mayo de 2009, pero su trabajo se ha trasladado a un proyecto sucesor de la UE, TERAMAGSTOR. Si bien MAFIN estaba preocupado por una prueba de concepto, el nuevo proyecto tiene como objetivo demostrar un disco duro con una densidad de almacenamiento superior a un terabit por pulgada cuadrada.

Albrecht ve oportunidades para que la industria europea desarrolle los procesos de fabricación que nuevos, Se requerirán medios de almacenamiento nanoestructurados. “En Europa no tenemos una industria real que produzca discos duros, " él dice. “Todo está en Asia y Estados Unidos. Pero tenemos fabricantes de herramientas de deposición y experiencia en tecnología de pulverización catódica ".

Los sustratos de vidrio de los discos duros convencionales no serán adecuados para los procesos de alta temperatura necesarios para depositar aleaciones, por lo que las empresas europeas con conocimientos técnicos en materiales cerámicos también pueden tener un papel que desempeñar.