新的硬盘写头分析技术可以增加硬盘容量

东北大学，东芝公司和日本同步辐射研究所（JASRI）在大型同步加速器SPring-8上使用同步加速器辐射已成功地对硬盘驱动器（HDD）写入头的磁化动力学进行了成像。第一次，精确度达到十分之一秒。该方法使得精确分析写头操作成为可能，从而加速了下一代写头的开发并进一步增加了HDD容量。

研究的详细信息发表在10月6日的《应用物理杂志》上，并于12月14日在日本举行的第44届磁学年会上发表。

国际数据公司预测，在2018年至2025年的7年中，全球生成的数据量将增长五倍。硬盘将继续用作使用中的主要数据存储设备，预计到2020年，已出货硬盘的年总容量超过1 ZB（1021字节），销售额达到200亿美元。使用逻辑写头设计来确保HDD容量的进一步增加和更高的数据传输速率，需要对写头操作有详尽而准确的了解。

但是，要实现此目标有很大的障碍：当前的写头具有非常精细的结构，尺寸小于100纳米。磁化反转发生的时间不到一纳秒，因此很难观察到写入头动态的实验结果。取而代之的是，写磁头分析是通过磁化动力学的模拟来进行的，或者是通过评估磁记录介质上的写性能来间接进行的。两种方法都有其缺点，并且显然需要一种能够精确捕获写头动态的新方法。

东北大学，东芝和JASRI使用SPring-8的BL25SU光束线上安装的扫描软X射线磁性圆二色谱显微镜开发了一种用于HDD写入头的新分析技术。

这项新技术通过同步定时控制实现了时间分辨的测量，其中写入头以从SPring-8存储环产生的周期性X射线脉冲的十分之一周期的间隔进行操作。同时，聚焦的X射线扫描写头的面向介质的表面，并且磁性圆二色性对磁化的时间变化进行成像。这样可以实现50皮秒的时间分辨率和100纳米的空间分辨率，从而可以分析精细结构并实现快速写头操作。通过改进X射线的聚焦光学系统，该方法有可能获得更高的分辨率。

开发团队使用新技术来获得写头反转期间磁化图像的时间演化。成像显示主极的磁化反转在一纳秒内完成，并且响应于主极反转，来自磁化的空间模式出现在屏蔽区域中。以前没有关于写头操作的研究达到如此高的空间和时间分辨率，并且有望使用这种方法来支持对写头操作的高精度分析，从而为下一代写头的发展和进一步改进做出了贡献在硬盘性能方面。

东芝目前正在开发用于下一代HDD的能量辅助磁记录技术，其目标是将开发的分析方法和有关写头操作的知识应用于能量辅助磁记录写头的开发。

标题：使用纳米束X射线磁性圆二色性的可操作的硬盘驱动器写头的时间分辨成像作者：H. Suto，A. Kikitsu，Y. Kotani，T. Maeda，K. Toyoki，H. Osawa，N.Kikuchi，S.Okamoto和T.Nakamura期刊：应用物理学杂志DOI：doi.org/10.1063/5.0022571

冈本聪（Satoshi Okamoto）先进材料多学科研究所教授bu口伸明（Nobuaki Kikuchi）先进材料多学科研究所副教授电话：81-22-217-5359电子邮件：satoshi.okamoto.c1 tohoku.ac.jp网站：http：// www2.tagen.tohoku.ac.jp/en/index.html高级材料，公共关系和信息部多学科研究所电话：81-22-217-5198电子邮件：press.tagen grp.tohoku.ac.jp