Los investigadores de Nano-Meta Technologies Inc. (NMTI) en el Parque de Investigación Purdue han demostrado cómo superar las limitaciones clave de un material que podría permitir que la industria del almacenamiento magnético logre densidades de registro de datos mucho más allá de las computadoras actuales.

La nueva tecnología podría hacer posible registrar datos en una escala pequeña sin precedentes utilizando diminutas "nanoantenas" y aumentar la cantidad de datos que se pueden almacenar en un disco magnético estándar de 10 a 100 veces.

La estrategia tecnológica de la industria del almacenamiento, llamada grabación magnética asistida por calor (HAMR), depende del diseño de la nanoantena, o transductor de campo cercano (NFT), dijo Urcan Guler, científico jefe de Nano-Meta Technologies.

HAMR aprovecha "plasmónicos, "una tecnología que utiliza nubes de electrones llamadas plasmones de superficie para manipular y controlar la luz. Sin embargo, Algunas de las NFT plasmónicas en desarrollo se basan en el uso de metales como el oro y la plata, que no son mecánicamente robustos y presentan un desafío en la fabricación y la confiabilidad a largo plazo del cabezal de grabación HAMR.

Investigadores de Nano-Meta Technologies y Purdue University están trabajando para reemplazar el oro con nitruro de titanio. El material ofrece alta resistencia y durabilidad a altas temperaturas, y su uso como nanoantena allana el camino para los sistemas de grabación de próxima generación, dijo Vladimir M. Shalaev, director científico de nanofotónica en el Centro de Nanotecnología Birck de Purdue y profesor distinguido de ingeniería eléctrica e informática.

Los investigadores han modificado las propiedades físicas del nitruro de titanio, adaptándolo para HAMR.

Un equipo de Nano-Meta Technologies y Purdue ha escrito un artículo sobre la necesidad de desarrollar nuevos materiales como alternativas al oro y la plata para diversas aplicaciones plasmónicas. utilizando HAMR como ejemplo. El artículo fue publicado en línea este mes en la revista Faraday Discussions.

La tecnología podría hacer posible eludir los límites de capacidad de almacenamiento en disco impuestos por los materiales de grabación magnéticos convencionales. Normalmente, las lentes no pueden enfocar luz más pequeña que la longitud de onda de la luz misma, que tiene cientos de nanómetros de diámetro. Sin embargo, Las nanoantenas permiten que la luz se enfoque en puntos mucho más pequeños que la longitud de onda de la luz. permitiendo aumentar la capacidad de almacenamiento del medio.

La industria se ha mostrado reacia a adoptar nitruro de titanio para posibles nuevas aplicaciones plasmónicas porque la fabricación de nanoantenas con nitruro de titanio convencional conduce a un "autocalentamiento" excesivo a través de la absorción de la luz láser de entrada. obstaculizar el rendimiento. El nitruro de titanio común también sufre reacciones de oxidación a altas temperaturas que degradan sus propiedades ópticas. dijo Ernesto Marinero, profesor de la Escuela de Ingeniería de Materiales de Purdue, experto en grabación magnética y que se unió a la universidad después de una larga carrera en la industria del almacenamiento.

Para abordar ambos problemas, los investigadores han modificado el nitruro de titanio para reducir significativamente su absorción de luz intrínseca, pavimentando así el camino para superar el obstáculo de autocalentamiento. Es más, Los investigadores también han resuelto el problema de la oxidación protegiendo el material con un recubrimiento ultrafino que evita la oxidación sin afectar las propiedades ópticas del material.

El artículo de las discusiones de Faraday fue escrito por Guler; Alexander Kildishev, profesor asociado de investigación de ingeniería eléctrica e informática; Alexandra Boltasseva, profesor asociado de ingeniería eléctrica e informática; y Shalaev.

HAMR utiliza un láser para iluminar una nanoantena, una estructura diminuta con la forma y el tamaño ideales para un "acoplamiento de luz óptimo" para producir el tamaño de punto requerido en el medio de grabación. La antena acopla la energía electromagnética en un pequeño punto, creando calor que permite que una cabeza magnética escriba los unos y los ceros necesarios para el almacenamiento de datos en un disco giratorio. HAMR permite el uso de materiales de grabación con propiedades magnéticas superiores para garantizar la estabilidad de los ceros y nanoescala de futuros discos de computadora.

Shalaev y Boltasseva formaron Nano-Meta Technologies Inc. La compañía se está enfocando inicialmente en tres aplicaciones:HAMR; termofotovoltaica solar, en el que una capa ultrafina de metamateriales plasmónicos podría mejorar drásticamente la eficiencia de las células solares; y un nuevo enfoque terapéutico clínico que utiliza nanopartículas para el tratamiento del cáncer.

La investigación ha sido apoyada por la National Science Foundation a través de un premio de Investigación de Innovación para Pequeñas Empresas otorgado al NMTI por el desarrollo de un HAMR NFT duradero.

"Fase uno, que es un proyecto de viabilidad, está dando resultados prometedores y NMTI está buscando socios industriales para el desarrollo de productos, "Dijo Guler.