劍橋在Nature子刊發表最新研究：石墨烯可將硬碟容量提高十倍

你的硬碟又漲價了嗎？

多年來，機械硬碟行業發展一直停滯不前，價格卻居高不下。

儘管現在固態硬碟用得相當廣泛，但機械硬碟在計算領域仍然佔有一席之地。

硬碟的儲存容量當然在不斷增加，但隨著我們的媒介需求越來越大，我們需要能夠儲存更巨量資料量的硬碟。

那麼到底能不能再提高硬碟的儲存能力呢？

最近，劍橋大學石墨烯中心的研究人員發現：

石墨烯可用於超高密度的硬碟機，與當前技術相比，每平方英寸資料儲存量可以從目前的1Tb提高到10Tb。

這意味著容量提高了十倍啊！

該研究已經發表在Nature Communications上，是劍橋大學與埃克塞特大學、印度CSIR-先進材料與工藝研究所、EPFL、新加坡國立大學和美國阿貢國家實驗室的團隊合作進行的。

下面，我們先來看看石墨烯怎麼用於機械硬碟的？

石墨烯怎麼用於HDD

HDD （硬碟機）最早出現在 1950 年代，但它們在個人計算機中作為儲存裝置的使用直到 1980 年代中期才開始興起。

硬碟包含兩個主要部分：碟片和磁頭。

資料是通過磁頭寫在碟片上的，當碟片旋轉時，磁頭會在碟片上方每分鐘幾千轉快速移動，磁頭就可以定位在碟片的指定位置上，進行資料的讀寫操作。

因此，磁頭和碟片之間的空間大小決定了硬碟的儲存密度。

那中間的空間大小是什麼呢?

中間的層名叫碳基塗層 (COC)，它是碳基材料，可以用於保護碟片免受機械損壞和腐蝕。

自1990年以來，HDD的資料密度已經翻了兩番，資料密度每平方英寸已達到1TB，相應的碳基塗層的厚度已經從12.5nm減少到3nm左右。

如果還想進一步提高資料密度的呢？就得考慮還有什麼材料能再薄。

要說薄，石墨烯可是具有無與倫比的薄度。

此外，石墨烯還具備防腐蝕、低摩擦、耐磨性、硬度強、潤滑劑相容性和表面光滑度方面的所有理想特性。

所以，劍橋的研究人員用一到四層石墨烯代替了傳統的商業碳基塗層。

效果如何

多說無益，看看實際效果如何？

研究人員將石墨烯轉移到由鐵鉑製成的硬碟上作為磁記錄層，並測試了熱輔助磁記錄 (HAMR)。

HAMR可以將記錄層加熱到更高的溫度，來增加儲存密度，使資料位更小，更緊密地排列在一起，同時還能保持穩定。

在2020年2月，昭和電工（SDK）公佈了下一代全新磁性薄膜，由鐵-鉑（Fe-Pt）合金製成薄膜磁性層，與HAMR技術相結合，可以將資料密度提高到每平方英寸6TB。

看看，這就是結合HAMR技術的威力。

此外，當前的碳基塗層在這些高溫下無法發揮作用，但石墨烯可以。

研究人員表示，單個石墨烯層可將腐蝕降低 2.5 倍。

因此，基於四層石墨烯的COC與其他創新技術結合使用，如HAMR和位元圖案化磁記錄（BPM），可以遠勝過當前的 HDD。

最終給出的資料密度也的的確確破了紀錄，每平方英寸的資料密度驚人地超過 10 TB。

網友：等待石墨烯成為主流

為什麼又是石墨烯搞出了新聞？

有網友評論：

因為它是石墨烯! 電子工業中永遠難以捉摸的元素，所有問題的解決方案。

好吧，這解釋的確簡單粗暴。

還有網友表示：坐等石墨烯以後成為儲存行業的主流。

該研究的作者，劍橋石墨烯中心的 Anna Ott 博士說：

證明石墨烯可以作為傳統硬碟機的保護塗層，並且能夠承受HAMR條件是非常重要的，這將進一步推動新型高密度硬碟機的發展。

劍橋石墨烯中心主任 Andrea C. Ferrari 教授也補充說：

這項工作展示了石墨烯可以用於超高儲存密度磁媒介的優異機械、腐蝕和耐磨效能。

2020 年，HDD 儲存容量大約為10億 TB ，如果都能換成石墨烯，真是潛力無限。

這一次在資料儲存領域，“新材料之王”石墨烯再一次證明了它的神奇。

雖然在之前有很多石墨烯產品是在炒概念，但希望這一次不僅是概念，讓我們期待石墨烯儲存走進我們的生活吧！

畢竟誰不想自己的硬碟容量大10倍呢？