Технология перпендикулярной записи в HDD.

Технология перпендикулярной записи в HDD.

 При параллельной записи на диск магнитные частицы располагаются магнитными моментами параллельно плоскости диска. Таким образом два постоянных элементарных магнита, расположенные одинаковыми полюсами друг к другу будут отталкиваются, а два постоянных элементарных магнита расположенные разными полюсами друг к другу – притягиваются, т.е. , между ними происходит энергетическое взаимодействие, и границ намагниченных частиц возникает поле рассеяния, которое забирает энергию у магнитных полей обеих частиц. В результате крайние домены элементарного магнита (частицы) теряют часть заряда и становятся менее стабильными. Для преодоления этих достаточно серьезных проблем наиболее подходящим решением признан метод перпендикулярной записи.

Рис.1. Схема технологии перпендикулярной записи.

При перпендикулярной записи на магнитную поверхность диска магнитные частицы располагаются под углом 90° к плоскости магнитного диска (рис. 1). Благодаря этому домены, хранящие разные значения, не отталкиваются друг от друга, потому что намагниченные частицы повернуты друг к другу разными полюсами (рис. 2). Увеличение плотности, означающее уменьшение размера частиц, при этом не будет требовать уменьшения толщины магнитного слоя, что обеспечит стабильность свойств магнитного материала.

Рис. 2. Взаимодействие намагниченных частиц (N-S) при параллельной и перпендикулярной записи.

При продольной записи магнитное поле, воздействующее на элементарный участок магнитной поверхности диска, формируется в металлическом кольцевом сердечнике с зазором, с помощью индукции. Магнитный поток встречает в зазоре большое сопротивление и ответвляется по линии наименьшего сопротивления то есть через участок магнитной поверхности, прилегающий в это время к зазору и намагничивает его. При использовании технологии перпендикулярной записи на магнитный слой используется головка оригинальной конструкции (рис. 3), в ней используется поле, генерируемое между срезом полюса головки записи и «магнитомягким» подслоем на диске. Именно поэтому частицы записывающего слоя намагничиваются вертикально, а частицы магнитного подслоя – горизонтально. Такое расположение обеспечивает дополнительную стабильность частиц относительно друг друга.

Рис. 3. Конструкция головки перпендикулярной записи

Главное отличие технологии перпендикулярной записи от продольной заключается в характере и расположении сигнала чтения. Продольный магнитный слой без подслоя испускает магнитный сигнал только с границы перехода бит (с границы между одной магнитной частицы и другой) под прямым углом к плоскости диска. Перпендикулярный магнитный слой испускает сигнал по всей площади частицы, а благодаря подслою вектор этого сигнала направлен параллельно плоскости диска. Поэтому для считывания информации требуется принципиально новая конструкция головки чтения, которая позволяет значительно увеличить соотношение сигнал/шум и мощность самого сигнала (рис. 4). Для работы в таких условиях наиболее эффективно новое поколение головок, использующих туннельный магниторезистивный эффект (TMR Heads).

При перпендикулярной записи используется очень сложный состав магнитного слоя. Под тонким защитным слоем расположен записывающий слой состоящий из окисленного сплава кобальта, платины и хрома. Подложка состоит из двух слоев сложного химического состава, называемых «антиферромагнитносвязанными» слоями. Именно они позволяют снять внутренние напряженности магнитного поля.

Рис. 4. Отличие в магнитных головках чтения.