Onderzoekers van Toshiba Corporation in Japan hebben de werking bestudeerd van een klein apparaat dat in de schrijfopening van de schrijfkop van een harde schijf is gefabriceerd om de opnamedichtheid te vergroten. Het apparaat, ontwikkeld door HWY Technologies, is gebaseerd op een ontwerpconcept dat bekend staat als magnetische opname met microgolven, of MAMR.

Deze technologie, gerapporteerd in de Tijdschrift voor Toegepaste Natuurkunde , maakt gebruik van een microgolfveldgenerator die bekend staat als een spin-torque-oscillator. De spin-torque-oscillator zendt een microgolfveld uit waardoor de magnetische deeltjes van het opnamemedium wiebelen zoals een tol dat doet. Dit maakt het veel gemakkelijker om ze om te draaien wanneer de schrijfkop tijdens het schrijfproces een magnetisch opnameveld toepast.

Op de harde schijf van een computer, elk stukje gegevens wordt opgeslagen in magnetische deeltjes die korrels worden genoemd. De magnetische oriëntatie van de korrels bepaalt of de bit een 0 of een 1 is.

Door de korrels kleiner te maken, kunnen ze steviger worden samengepakt. Dit vergroot de opslagcapaciteit, maar het maakt de databits ook onstabiel. De ontwikkeling van MAMR maakt het gebruik van stabielere magnetische materialen mogelijk, maar beperkt ook het type opnamemedia dat kan worden ontwikkeld.

De onderzoekers concentreerden zich op een ander effect dat bekend staat als het fluxcontrole-effect (FC), die ook voorkomt in MAMR. Dit effect verbetert het registratieveld en wordt gemaximaliseerd wanneer de magnetisatie van de spintorsie-oscillator volledig wordt omgekeerd ten opzichte van het spleetveld.

Het voordeel van het FC-effect is dat verbetering wordt verkregen bij elke magnetische opname, volgens auteur Hirofumi Suto. Dit is aanzienlijk, omdat het niet langer nodig zou zijn om speciaal voor de MAMR-technologie ontworpen opnamemedia te gebruiken.

Het FC-apparaat, een soort spin-torque-oscillator ontworpen om het FC-effect te maximaliseren, bestaat uit twee magnetische lagen die direct in de schrijfopening van de schrijfkop zijn gefabriceerd. Een biasstroom die aan het apparaat wordt geleverd, keert de magnetisatie van een van de lagen om via een effect dat bekend staat als spin-overdrachtskoppel.

De onderzoekers experimenteerden met verschillende biasstromen en ontdekten dat de omkering van magnetisatie sneller optrad bij hogere stromen. Bij het vergelijken van hun experimenten met een rekenmodel, ze bepaalden ook dat het opnameveld werd versterkt door het FC-effect, het verbeteren van de beschrijfbaarheid van de schrijfkop en het overtreffen van de prestaties van conventionele schrijfkoppen.

Het FC-apparaat werkt effectief met een hoge schrijfsnelheid van ongeveer 3 gigabit per seconde, volgens Suto. Deze resultaten leveren bewijs dat het FC-apparaat werkt zoals ontworpen en tonen aan dat FC-MAMR een veelbelovende technologie is voor het vergroten van de oppervlaktedichtheid van harde schijven.

Toshiba is van plan harde schijven te introduceren met MAMR-technologie die de capaciteit van de harde schijf zal vergroten tot 16-18 terabyte.