Современные технологии

Супермагниторезистивный эффект. Появление в 1999 г. изобретен­ных фирмой IBM головок с супермагниторезистивным эффектом (GMR — Giant Magnetic Resistance) постепенно привело к повышению плотности записи до 40 Гбайт на одну пластину в уже представлен­ных на рынке изделиях. Головка GMR использует квантовую природу электрона, который имеет два типа спина (вращения) — «вверх» и «вниз». В железно-никелевом сплаве электроны со спином, параллель­ным магнитной ориентации покрытия, двигаются относительно сво­бодно и материал обладает низким электрическим сопротивлением. Перемещению электронов с противоположным спином препятствуют более частые столкновения с атомами, что повышает электрическое сопротивление.

Супермагниторезистивный считывающий элемент («спиновый кла­пан») состоит из двух слоев: железно-никелевого со свободной маг­нитной ориентацией и кобальтового с неизменной, «закрепленной» магнитной ориентацией, разделенных медной немагнитной прослойкой. При совпадении ориентации домена на диске с ориентацией закреп­ленного слоя «свободный» слой сохраняет параллельную ориентацию и общее сопротивление «спинового клапана» не изменяется. Если же ориентация домена на диске не совпадает с таковой на «свободном» слое, его домены поворачиваются, «подтормаживая» электроны с «перпендикулярным» спином, что вызывает изменение электриче­ского сопротивления, регистрируемого как сигнал.

При преобразовании очень слабого сигнала, получаемого с головки чтения, используется метод частичного отклика по максимальному правдоподобию (Partial Response Maximum, Likelihood — PRML). Такая технология преобразования аналоговых величин в цифровой поток обеспечивает низкие уровни ошибок при малых соотношениях сигнал/шум.

Покрытие AFC (антиферромагнитная связь). Дальнейшее увеличе­ние плотности записи за счет уменьшения размеров магнитных час­тиц связано с технологией покрытия с антиферромагнитной связью (AntiFerromagnetically Coupled — AFC). Такое покрытие состоит из двух магнитных слоев, между которыми размещена прослойка пара­магнитного материала (рутения) толщиной три атома.

Домены разделенных магнитных слоев образуют пары с противопо­ложно направленными векторами намагниченности, что позволяет резко повысить сопротивляемость к размагничиванию и, тем самым, стабильность хранения данных при минимальных размерах доменов. По расчетам, плотность записи на покрытии с антиферромагнитной связью можно довести до сотен гигабайт на квадратный дюйм.