《比特圖案介質的超高密度瓦記錄關鍵技術研究》是依託華中科技大學，由陳進才擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：比特圖案介質的超高密度瓦記錄關鍵技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陳進才
- 依託單位：華中科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
因連續薄膜介質超順磁效應問題，現硬碟記錄密度已接近其理論極限。為突破磁記錄密度瓶頸，亟需探索新的磁記錄機理和實現技術。比特圖案介質通過將記錄位進行磁性分離，使記錄介質獲得更高的熱穩定性，以應對超順磁效應而有效縮小位間距；瓦記錄則通過像疊放屋瓦似地在已寫磁軌上部分覆蓋記錄下一磁軌數據，從而既保障寫入場強又可實際減小道間距。在比特圖案介質上採用瓦記錄方式，有望實現2~10Tb/sq-in的面記錄密度，但隨之面臨如下核心問題：1、如何實現比特圖案的合理布局以適應瓦記錄？2、如何認識比特圖案介質的瓦記錄過程以最佳化寫磁頭設計？3、如何實現瓦記錄的數據組織以保證硬碟性能？為此，本項目擬對比特圖案介質的布局策略、圖案布局與形貌對瓦記錄的信號影響、瓦記錄過程模型和瓦記錄的數據組織進行研究。目標是建立比特圖案介質的瓦記錄模型和實現方法，為硬碟記錄密度大幅提高到現有技術理論極限的2~10倍提供理論支持。
結題摘要
信息技術是當今世界發展最為快速的核心技術之一，而存儲技術為推動信息技術的發展提供了重要的基礎。在各種存儲技術之中，磁存儲以其較低的成本、極高的記錄密度以及高可靠性等優點在存儲領域中占據著重要的位置。超高密度磁記錄是磁存儲行業的發展方向，其中如何利用新型的記錄介質、創新的磁頭結構和記錄方法，以使磁存儲系統的記錄密度達到10 Tbit/in2成為磁存儲領域備受關注的戰略性研究課題。 瓦記錄採用與傳統磁頭結構類似的寫磁頭，無需大規模改變現有磁頭結構，亦能提供更強的寫入能力，其實現難度與製造成本低，因此被認為是實現10 Tbit/in2磁記錄密度的有效途徑。本項目系統的研究了利用瓦記錄實現10 Tbit/in2存在的關鍵技術，並探索瓦記錄與ECC技術相結合來實現超高密度磁記錄密度的可行性，為實現超高密度磁記錄密度提供理論依據。項目的主要研究內容包括： （1）利用微磁學計算對比了不同位元排布方式和不同製造公差對位元的翻轉場分布的影響。結果表明，當保持所有排布方式的面密度相等時，等腰三角形位元排布是最優排布，因為其目標位元受到周圍位元的靜磁場作用與等邊三角形排布幾乎一樣小，同時其對道密度的要求比等邊三角形排布更低。 （2）採用三維有限元與微磁學仿真的方法，對瓦記錄磁頭進行了建模與微磁學分析，設計了適用於10 Tbit/in2密度下瓦記錄系統的寫磁頭結構，並分析了瓦磁頭在不同外加驅動場、ABS面寬度、錐形磁頭側面傾角以及錐形磁頭與禁止層間隙等因素作用下對瓦磁頭有效寫場與側寫場梯度的影響。 （3）研究了瓦記錄磁頭在運動過程產生的斜交角效應，利用該效應將磁碟中的熱數據保存在一定的斜交角範圍內，可以減小磁頭對這一區域寫過程中的誤碼率。 （4）提出了一種瓦記錄磁頭寫角邊緣場記錄方式中磁頭有效寫場與側寫場梯度的計算方法，給出了衡量瓦記錄性能的標準——誤碼率的計算方法，為最佳化磁頭設計提供了理論依據。 （5）研究了將瓦記錄與ECC介質相結合，實現10 Tbit/in2磁記錄密度的可行性。ECC介質有較低的比特位元翻轉場，同時保持超高密度記錄所需的熱穩定性。但將瓦記錄與ECC結合會產生介質矯頑力的角相關性問題。利用ECC位元的合理排布，可以使記錄比特位避開高誤碼率的區域，將ECC介質角相關性帶來的記錄性能損失降至可以接受的範圍。 以上研究結果為實現10Tbit/in2磁記錄密度提供了理論基礎。
