< p class = "meta"> Av Liam Tung | 7 juni 2021 – 10:39 GMT (11:39 BST) | Ämne: Hårdvara
Från snabbare laddning av batterier och tunnare chips kallas grafen ibland för “underligt material”. Och nu tittar forskare på att använda den för att modernisera hårddiskar (HDD).
HDD-hårddiskar är billigare än snabbare, mer kompakta SSD-enheter (Solid State Drives), som har fördelen att inga rörliga delar finns och som nu finns allmänt förekommande på smartphones och används i många av de senaste bärbara datorerna.
Men forskare vid University of Cambridge Graphene Centre hoppas kunna blåsa nytt liv i den gamla hårddisken genom att använda grafen för att skapa hårddiskar med ultrahög densitet.
I en ny artikel publicerad i Nature beskriver Cambridge-forskarna hur de har använt grafen för att skapa hårddiskar som kan lagra tio gånger mer data än dagens hårddiskar.
Deras tillämpning av grafen fokuserar på att ersätta de för närvarande använda kolbaserade COC-lagren som används för att skydda hårddiskens snurrplattor när data snabbt skrivs till dem från hårddiskens läs-/skrivhuvuden. För att uppnå högre hårddiskdensiteter har tillverkare minskat utrymmet mellan huvudet och tallriken.
Som forskarna konstaterar har COC-tjockleken krympt från 12,5 nm på 1990-talet till cirka 3 nm idag, vilket möjliggör en lagringstäthet på cirka en terabyte (1 TB) per kvadrattum.
Forskarna har visat att de kan använda grafens tunna – en atom tjock – starka och hala egenskaper för att öka HDD-densiteten med 10 gånger.
Forskarna förväntar sig att grafenöverdrag, som möjliggör ett skyddande lager under 2 nm, kan möjliggöra utveckling av fyra till 10 TB per hårddiskar med kvadrattum areal densitet, om tillverkare använder inspelningstekniker som värmeassisterad magnetisk inspelningsteknik (HAMR) och HAMR + lite mönstrade media, säger de i tidningen.
Grafen, ett enda lager grafit, upptäcktes endast av professor Andre Geim och dr Kostya Novoselov 2004 vid University of Manchester. Paret vann ett Nobelpris i fysik 2010 för sitt arbete med grafen, så det är fortfarande tidiga dagar för undermaterialet.
Cambridge-forskarna ersatte kommersiella p-piller med ett till fyra lager grafen. Sedan testade de friktion, slitage, korrosion, termisk stabilitet och smörjmedelskompatibilitet.
Cambridge rapporterar att grafen möjliggör en tvåfaldig minskning av friktionen och ger bättre korrosions- och slitstyrka än toppmoderna kombinerade p-piller. Ett enda grafenskikt minskar korrosion med 2,5 gånger, sa de.
“Att demonstrera att grafen kan fungera som skyddande beläggning för konventionella hårddiskar och att det klarar HAMR-förhållanden är ett mycket viktigt resultat”, säger Dr Anna Ott från Cambridge Graphene Centre, en av medförfattarna till studien.
“Detta kommer att driva på utvecklingen av nya hårddiskar med hög densitet.”
“Med tanke på att cirka 1 miljard terabyte färsk HDD-lagring år 2020 producerades, indikerar dessa resultat en väg för massanvändning av grafen i avancerad teknik”, säger professor Andrea Ferrari, chef för Cambridge Graphene Center.
Relaterade ämnen:
Datorer Servrar Lagring Nätverksdatacenter 