p (PhysOrg.com) - Um novo meio de gravação magnético feito de pequenas nanoesferas foi desenvolvido por pesquisadores europeus. A tecnologia pode gerar discos rígidos capazes de armazenar mais de um bilhão de bits de informação em uma polegada quadrada. p Com os PCs de consumo agora sendo vendidos com discos rígidos de um terabyte ou mais - o suficiente para gravar mais de dois anos de música - a capacidade de armazenamento parece estar se expandindo sem limites. Mas os limites existem e os membros da indústria sabem que eles estão se aproximando rapidamente.

p Os discos rígidos atuais registram informações em uma camada ferromagnética. A camada é composta de grãos com cerca de 7 nanômetros de diâmetro e cada 'bit' de informação está contido em uma célula magnetizada cobrindo talvez 60 a 80 grãos. Quando o campo magnético está apontando para um lado, um '1' é armazenado e quando aponta para o lado oposto, um '0' é armazenado.

p Uma maneira de empacotar informações em um disco seria tornar as células menores. Mas com menos grãos por célula, a relação sinal-ruído aumenta e, com isso, a probabilidade de um bit ser mal interpretado.

p A resposta óbvia é usar uma mídia de gravação com grãos menores, mas então surgem problemas de estabilidade térmica. "Hora extra, se a estabilidade térmica não for grande o suficiente, a orientação magnética mudará para a direção oposta, então perderá suas informações, ”Diz Manfred Albrecht da Universidade de Tecnologia de Chemnitz.

p Nanoesferas

p Ele favorece uma abordagem completamente nova usando técnicas de nanotecnologia para construir uma superfície de gravação "padronizada" composta não de grãos irregulares, mas de células magnéticas feitas para o propósito. “O problema agora é como você pode produzir essas nanoestruturas em grande escala com baixo custo?”

p Albrecht coordenou o projeto MAFIN, financiado pela UE, que buscava construir matrizes regulares de células a partir de minúsculas nanoesferas magnetizadas. As esferas são feitas de sílica e estão comercialmente disponíveis em uma variedade de tamanhos. Depois de testar muitos tamanhos diferentes, a equipe MAFIN estabeleceu esferas de 25 nanômetros de diâmetro, maior do que os grãos convencionais, mas menor do que as células de armazenamento normais.

p A atração de usar nanoesferas é que elas se montam em uma matriz regular. As nanoesferas são misturadas com uma solução à base de álcool que é jogada no substrato. À medida que o álcool evapora, as esferas permanecem em um padrão regular.

p “Nós, então, depositamos um filme magnético no topo das partículas para formar uma 'capa' magnética, ”Albrecht explica. “E se você fizer isso direito, essa tampa magnética atua como um único ímã, com um pólo norte e um pólo sul, e a matriz pode ser usada como um dispositivo de armazenamento. ”

p Se a tampa é magnetizada com um pólo norte ou sul para cima determina se ela está armazenando um '1' ou um '0'.

p Liga de ferro-platina

p O filme magnético é uma liga de ferro-platina que já atraiu o interesse da indústria de armazenamento magnético. É revestido nas nanoesferas por deposição por pulverização catódica de magnetron. Como a própria sílica não é magnética, cada tampa é isolada de suas vizinhas e pode manter sua magnetização bem.

p A automontagem das nanoesferas é guiada pela pré-padronização do substrato de silicato por litografia de raios-X para criar minúsculos poços para as esferas se acomodarem.

p “Acredito que as abordagens baseadas na automontagem têm o maior potencial porque não são caras, ”Albrecht diz. “Eles são de custo muito baixo.”

p Um espaçamento de 25 nanômetros entre as esferas é equivalente a uma densidade de armazenamento de um terabit (1000 gigabits) por polegada quadrada. Usando a mesma abordagem com esferas menores, os pesquisadores devem ser capazes de atingir densidades até seis vezes maiores.

p Além de olhar para a mídia de gravação, Os pesquisadores da MAFIN também investigaram técnicas de gravação. Ferro-platina é mais difícil de magnetizar do que a mídia convencional, portanto, modificações serão necessárias para permitir que as informações sejam facilmente registradas e lidas.

p Oportunidades para a indústria

p A equipe investigou usando uma sonda com uma ponta magnética fina para magnetizar e ler cada uma das nanoesferas em vez de uma cabeça de gravação convencional.

p A MAFIN terminou em maio de 2009, mas seu trabalho foi levado a um projeto sucessor da UE, TERAMAGSTOR. Enquanto a MAFIN estava preocupada com uma prova de conceito, o novo projeto visa demonstrar um disco rígido com uma densidade de armazenamento superior a um terabit por polegada quadrada.

p Albrecht vê oportunidades para a indústria europeia desenvolver os processos de fabricação que novos, mídia de armazenamento nanoestruturada exigirá. “Na Europa, não temos uma indústria real de produção de discos rígidos, " ele diz. “Está tudo na Ásia e nos EUA. Mas temos fabricantes de ferramentas de deposição e experiência em tecnologia de pulverização catódica. ”

p Os substratos de vidro de discos rígidos convencionais não serão adequados para os processos de alta temperatura necessários para depositar ligas, assim, as empresas europeias com know-how em materiais cerâmicos também podem ter um papel a desempenhar.