热辅助磁记录
垂直记录技术PMR详解
垂直记录技术PMR详解面临极限的磁记录技术经历了50年的发展，硬盘具可靠性、存储速度、存储容量、性价比都处于非常理想的水平，使得硬盘经成为了计算机设备中的主流存储器。
IBM于1957年推出的第一款硬盘驱动器RAMAC的容量只有5MB，却有50个直径为24英吋的盘片组成，转速为1200RPM，磁记录密度只有几十kbit/in2左右。
现在的盘片直径只有3.5英吋，单碟容量已经达到了100 GB ，磁记录密度在100Mbit/in2以上，记录密度增长了3500万倍以上。
从70年代到90年代初，硬盘的体积快速的缩小，使得硬盘的区域密度在近20年的时间里保持着30%的增长率。
随后至今的十几年中，在新的磁头技术的推进下，硬盘区域密度的增长率达到了60%!不过，由于现有的硬盘区域密度达到了相当高的水平，进一步的发展受到了超顺磁效应限制，要继续推动硬盘技术的发展，需要引入新的技术。
最近，日立公司举行了一次小型技术讲解会，会议邀请了国内的主流媒体参加。
在会议上，日立公司详细讲解了其最新的垂直记录技术(Perpendicular Magnetic Recording, PMR)，这项技术可以使得磁记录密度达到230GB/in2,把现有的磁记录密度提高了一倍。
这意味着不远的将来，我们可以购买到容量为20GB的Microdrive 微硬盘或者容量为1TB的3.5英吋硬盘。
日立预计PMR技术将会在2007年应用到各种硬盘产品中，而且在未来的5-7年间，还会进一步推动记录密度的提升，1英吋硬盘的容量届时也会达到60GB左右。
最新一份的IDC报告(《2005年硬盘市场 :零件技术与业务模式 IDC #33466》)也认为垂直记录技术将会成为未来几年硬盘发展的趋势。
在这份报告中分析了硬盘现在及未来的三种关键零件——弹性臂、磁头和磁碟，其相关技术的发展方向、以及了解其替代品技术的成本和利弊等。
它预计2005年年底垂直记录技术将会开始应用于磁头和盘片中，到2007年年底将会被广泛使用。
热辅助磁记录技术综述
１、专利 申请 量分 析 在ＣＮＡＢＳ库 中使 用 “（ｔｈｅｒｍ＋ｏｒ ｈｅａｔ＋ｏｒ热 ｏｒ ｅｎｅｒｇｙ）１ｗ （ａｓｓｉｓｔ＋ｏｒ辅助 ）” 以及 “磁 ｏｒ ｍａｇｎｅｔｉｃ” 与 “记 录 ｏｒ存 储 ｏｒ ｒｅ· ｃｏｒｄ＋”进 行检 索 ：在ＶＥＮ库 中 ，使 用 “（（ｔｈｅｒｍ＋ｏｒ ｈｅａｔ ｏｒ热 ｏｒ ｅｎｅｒｇｙ）ｌ Ｗ （ａｓｓｉｓｔ＋ｏｒ辅助 ）１ ｗ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｌ ｗ （ｒｅｃｏｒｄ＋ｏｒ记录 ））ｏｒ ＴＡＭＲ ｏｒ ＨＡＭＲ”，然 后使 用ＡＰＤ进 行 申请 年 份的统 计 ，从 而得 出 热辅 助磁 记 录技 术领域 国 内外 申请量 的对 比情况 。
量是 近 几年来 是 最 高的 。从 申请 量 的变化 走势 来 看 ，国 内 与国外 的 申请 量变 化 是一 致 的：在 申请 量 的数 量上 来看 ，该领 域 国外专 利 申 请量 远远 大 于 国内 的 申请 量 ， 由此可 见 ，与 国外 相 比较 ，该技 术 在 国 内的发 展相 对迟 缓 。
２．硬 件 系统设 计 对 电梯远 程 临控 系统 硬件 部 分进 行 设计 ，需 要将 重 点放 在下 位 机 硬什 电路 方面 ，基 于ＡＲＭ嵌入 式 系 统 硬件 设 计 ，从微 处 理 器 电 路设 汁以及 外 围 电路 设计 两 个方 面来 进 行 。对于 整 个系统 来讲 ，数 据 采集 改 得为关 键设 汁点 ，决定 着数 据信 息 采集 、分 析处 理 以及 传 输质 景 ，通 过 可靠 没计 ，来 实现 现场 与远 程 监控 管理 平 台的 可靠 连 接 ，实 现 电梯远 程检 测 与控 制功 能 。在进 行 设计 时 ．需要 保 证数据 采集 器 自身功能 的 完善 性 以及稳 定性 ，不仅 要针 对微 处理 模 块进 行 分析 ，还需 要将 电源 稳 定性 以及 通信 电路 可靠性 作 为要 点 ．以满 足 实 际应 用需求 为 目的 ，做 好细节 控 制 。 ３．软 件 系统设 计 卜位 机 软件 设计 时需要 保证 ＣＡＮ通 信收 发的 可靠性 ，对 ＣＡＮ通 信手法 、以太网通信收 发 以及 数据解 析进行编程 ，保 证整体软 件基础 功能 的实现 。即 卜何机 与电梯主控制 板进行 ＣＡＮ通信 ，对 电梯 运行数 据进 行可靠接 收 ，并且 要埘相 关数据 进行分 析处理 ，最后通 过以太 网 将处理 后结 果传输给 上位机 ，管理人 员便可 以通过上 位机 的人机交 互 界面 确认 电梯实时运 行状 态，根据 实际情况 来做 出相 应动 作。其 中， 经过 埘监控 数据 的分析后 ，管理人 员可 以根 据需求来 操作人 机界面 按 钮 ，通过 以太 网向下位 机传 达 操作 指 令 ，并 由下位 机 来对 数 据进 行 解 析 ，利用 ＣＡＮ通信 发送 到 电梯 主控 制板 ，最 终通 过 电梯 主控 系统 完成 的电梯 运 行指 令， 实现 对 电梯 运 行状 态的操 控 。 对 于 下 位 机 软件 的设 ｔｆ‘． 可分 为三 个步 骤 ： 第 一，编 写 ＣＡＮ 控 制 器驱动 应川 层初 始化 ，打 开ＣＡＮ控 制 器中 断处 理 ，顺利接 收 ＣＡＮ发 送 的 数 据 后将 其 存 储 到数 据 缓 存 区 内 。第 二 ，编 写 以太 网 控 制 器驱 动 。 即 以移 植ＵＩＰ协议 的 方式 ，完成 以太 网应 用层 的初 始 化 ， 打开 以 太 巾断 ，顺 利接 收数 据 后存 储到 缓存 区 内。第 三 ，数 命 令协 议 处理 模块编 写 。对 两个 缓存 区 内 的数据 进 行处理 ，解析
光存储设备考核试卷
C. Blu-ray光盘
D. HDD硬盘
8.光存储设备的存储原理是利用激光在光盘上形成什么来实现数据存储？（）
A.磁场
B.电流
C.热量
D.微小凹坑
9.以下哪个因素影响光盘的读写速度？（）
A.光盘类型
B.驱动器类型
C.电脑性能
D. A和B
10.光存储设备在读取数据时，激光头距离光盘表面的距离是多少？（）
9. ABCD
10. AB
11. BC
12. ABCD
13. ABCD
14. ABC
15. ABC
16. ABCD
17. ABCD
18. ABCD
19. ABCD
20. ABCD
三、填空题
1.光驱
2. 700
3.有机染料
4. CD-ROM
5.热烧录
6.蓝光
7. KB/s
8.读写错误
9. NA
10.大容量、高速度
B.软盘驱动器
C.光盘驱动器
D. U盘
2.光存储设备中，CD-ROM是什么意思？（）
A.可擦写光盘
B.只读光盘
C.高密度光盘
D.数字多功能光盘
3.以下哪个单位用于衡量光盘的存储容量？（）
A. KB
B. MB
C. GB
D.以上都对
4.光盘的存储容量通常取决于以下哪个因素？（）
A.光盘的颜色
B.光盘的直径
A.光盘表面有划痕
B.光驱速度过高
C.光盘颜色不正确
D.电脑操作系统版本
17.下列哪种光存储设备在数据传输过程中易受到磁场干扰？（）
A.硬盘驱动器
B.光盘驱动器
【国家自然科学基金】_超高密度存储_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140731
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7
科研热词 光学性质 椭圆偏振 射频磁控反应溅射 分子开关 光致变色材料 二噻吩乙烯 ag_2o薄膜
推荐指数 2 1 1 1 1 1 1
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
科研热词 高密度信息存储 超高密度存储 自适应控制 真空蒸镀 电开关 有机功能薄膜 扫描隧道显微镜 循迹伺服 周期干扰
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2014年 序号 1 2 3 4
2014年 科研热词 超高记录密度 超快磁记录 激光辅助磁存储 全光磁化反转 推荐指数 1 1 1 1
ห้องสมุดไป่ตู้
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
科研热词 超高密度信息存储 电导转变 电子技术 热辅助磁化强度 扫描隧道显微镜 图案化介质 可擦除 偶极作用能 rotaxane分子 lekner求和法
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2009年 序号
科研热词 1 自组装膜 2 卟咻 3 分子信息存储
推荐指数 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
科研热词 高矫顽力 顺磁效应 超高密度存储 磁记录技术 磁存储 磁头 磁介质 热辅助磁记录 存储密度 垂直磁记录 图案记录 写人 倾斜磁记录 l10相fept薄膜 dna计算 dna密码 co合金薄膜
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
2011年 科研热词 双光子吸收 三维光存储 黏性 薄膜 荧光开关 芴类衍生物 聚甲基丙烯酸甲酯 纳米压痕 电化学开关 生色团 手性开关 弹性模量 基底效应 光致漂白 光漂白 光数据存储 光/热开关 二苯乙烯衍生物 推荐指数 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
激光磁头和超快磁记录原理及研究进展
激光磁头和超快磁记录原理及研究进展郭子政【摘要】光与磁性物质的相互作用研究最近几年得到突破性进展,建立在飞秒激光技术基础之上的超快磁记录显示出很大的潜力.本文综述了激光诱导的超快磁动力学、全光磁记录技术的基本原理和研究进展情况,重点关注了激光与磁性物质的作用机制,比如三温度模型以及电子、晶格、自旋相互作用的微观理论,并对存在的问题进行了分析和讨论.【期刊名称】《信息记录材料》【年(卷),期】2011(012)004【总页数】7页(P51-57)【关键词】飞秒激光;超快磁动力学;全光磁记录【作者】郭子政【作者单位】华南农业大学理学院应用物理系,广州,510642【正文语种】中文【中图分类】TN2491 引言激光由于其独特的性质而在许多领域取得了重要应用。
激光在磁记录中的应用主要有磁光盘技术和热辅助磁记录技术。
磁光（magneto－optical）材料研究一直是磁性材料领域相当热门的一个分支。
磁光材料与一般磁性材料最大的不同就是它与光的相互作用极为强烈，有相当强的磁光效应，包括法拉第（Faraday）效应、磁光柯尔（Kerr）效应和磁光巴涅特（Barnett）效应。
磁光盘（magneto－optical disk，以下简称MO）是利用磁光材料作为存储介质、通过（激）光和磁场进行数据记录和读出的一种大容量存储器。
激光和磁场分别位于盘片的两面，在数据记录时使用激光和磁场，读取时仅用激光。
磁性物质一般具有磁力随温度上升而降低的特性，MO就利用这一特性进行数据写入。
使磁场消失的温度（居里温度）随MO盘片的组成材料而异，大体上为200～300℃左右。
MO首先利用激光光束照射待写入的区域使其急剧升温，当其温度达到居里点时，用外部磁场（电磁铁）改变其磁化方向，即记录数据，然后中止激光光束让记录膜冷却，形成不受外磁场影响的牢固记录层。
MO在数据读出时仅需激光光束。
MO使用一个磁头来改变硬盘内盘片上的磁性物质磁极来表示0和1。
有容乃大 Seagate Enterprise Capacity 3.5HDD v4 6TB
有容乃大 Seagate Enterprise Capacity3.5HDD v4 6TB作者：张越来源：《个人电脑》2014年第06期与SSD相比，传统的机械硬盘的确在数据传输速率上远远落后，但是这并不意味着机械硬盘将会被新兴的SSD全面取代。
相反，由于个人、企业用户在日常所需存储的数据成倍增长，用户对于大容量机械硬盘的需求也在日益增高。
今天，全球数据存储量呈现爆炸增长，企业及互联网数据以每年50%的速率在增长，据Gartner预测，到2020年，全球数据量将达到35ZB，等于80亿块4TB硬盘。
从2005年起，中国的数据存储总量就已经上升至世界第二位，可以说无论是企业还是个人用户，所面临的数据存储规模都是在大幅度增长。
2013年底， HGST公司发布了一款容量高达6TB的3.5英寸硬盘UltrastarHe6。
为了实现6TB，这款硬盘除了采用了7盘片结构，还采用了充氦气技术。
借助氦气，HGST的硬盘将会实现容量的大幅度提升，可以把更多的磁片放入到一个3.5英寸或2.5英寸的硬盘中，在硬盘中充入氦气来代替正常的空气，借此来增加容量。
这是因为氦气的密度比空气低，磁片所受的阻力更小，而精密的内部机械机制会把读写头移动到磁表面，降低震动的影响，这样就可以放入更多的磁片，刻录更多的数据轨道。
希捷正式发布的首款6TB超大硬盘“Enterprise Capacity 3.5 HDD v4”，与西数旗下HGST 的Ultrastar He6并驾齐驱，都是全球容量最大的硬盘，而且是传统普通硬盘，不像后者使用了充氦技术。
首先，该硬盘采用了单碟1TB技术，即便如此也达到了惊人的六碟装，在希捷历史上似乎也是第一次（HGST 6TB是七碟装）。
很长时间过去了，机械硬盘的存储密度仍然没有任何突破，全新的技术势在必行。
这块定位于企业级领域的3.5寸盘三围尺寸147.0×101.85×26.1毫米，重量780克，缓存容量128MB，转速7200RPM，接口有SAS12Gbps、SATA 6Gbps两种（前者其实是双接口），最高持续传输速度分别高达226MB/s、216MB/s，号称是世界上速度最快的近线（Nearline）硬盘，比对手高25%——HGST的可达177MB/s。
硬盘磁头定位系统的相关技术研究
华中科技大学硕士学位论文 1 绪论1.1课题背景20世纪中期，以电子计算机的发明为标志，人类进入了信息时代。
信息时代的三大主要技术为信息的处理、存储和传输。
在信息时代，信息的存储主要方式为磁、光和半导体存储。
而以硬盘存储器为代表的磁存储技术，凭借着速度、容量和成本的综合优势，以绝对优势，占领着大容量快速信息存储的载体主导地位。
硬盘的工作方式为：密封、固定并高速旋转的镀磁盘片，磁头沿盘片径向移动，磁头悬浮在高速转动的盘片上方，而不与盘片直接接触。
硬盘的工作方式决定了提高决定了提高硬盘的容量和读写速度必须提高磁头沿盘片径向移动的速度和准确度。
传统磁头在盘片上的移动主要音圈电机（VCM）来完成。
音圈电机是一种特殊形式的直接驱动电机，具有结构简单、体积小、高速、高加速和响应速度快等特点。
其工作原理是通电线圈放在磁场内就会产生力，力的大小与施加的电流成正比。
硬盘上的音圈电机由一到两个高磁场强度的磁体及外围的磁钢组成封闭磁场和音圈电机线圈组成。
在磁头驱动电路的控制下，音圈电机驱动磁头在盘片径向方向上作往复运动使磁头定位在需要的数据磁道上。
硬盘的存储密度已接近1Tb/in2,各种新的技术也在不断的涌现，如热辅助磁记录、微波辅助磁记录、图案化磁记录（BMP）、瓦记录（Shingled Magnetic recording）等[1]。
预计到2015年前后，硬盘的存储密度将达到10Tb/in2。
在1Tb/in2的记录条件下，数据磁道的宽度被压缩到30~50nm；在10Tb/in2的条件下，磁道宽度更是被压缩到10nm以下。
传统的单极音圈电机定位难以达到如此高的精度。
同时，硬盘的存取时间主要由盘片主轴转速控制的旋转等待时间和磁头跨越不同磁道的寻道时间决定。
硬盘主轴转速已提升至15000rpm-20000rpm。
而寻道时间还有继续降低的空间。
为了解决上述的两个问题，一种有效的途径是采用磁头双级定位的方式，即用音圈电机作为一级大范围低精度驱动，采用一个微致动器作为小范围高精度的定位驱动[2]。
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从2006年的1.6X1020比特增加到2020年的5.3 X 1022比特。为了满足这一惊人的存储增长需求， 作为当前大规模存储应用的最主要的非易失性 存储设备，硬盘驱动器在存储容量上的持续快 速增长是非常重要的。当前硬盘产品的记录密 度已经达到约500Gb/in2，并预计仍保持每年 30%-50%的增长速度，然而存储业界认为采用 传统的记录方法其记录密度极限为1 Tb/in2。 这一极限产生的根本原因是记录介质颗粒不断 变小时引发的超顺磁效应。
选取室温下矫顽力很大的材接近该温 度时，其矫顽力迅速下降，较低的写人场即可 使其磁矩重新定向。因此，当用于加热的激光 和用于磁矩定向的磁头场同时作用在记录介质 上时，在较小的写磁场强条件下便可实现信息 位在激光作用区域的写人。在激光未照射的区 域，由于介质有很大的矫顽力，所以受写人磁 场的干扰很小;在没有磁场作用的区域，这一过 程对原有的磁化强度方向不产生任何影响。当 激光束除去后，随着记录区域的冷却，该记录 区域将很快恢复到原来的高矫顽力状态，从而 该记录位将是非常稳定的。
磁记录产品已经取得了惊人的存储市场份额。在 2011年， HDD出货量达到6.75亿块。 在过去五年内只有0.85吋和1吋的微硬盘受到闪存 一定程度的冲击。 为了提高面记录密度，已有多种解决方案被提出。 但是，最有发展潜力的两种技术是热辅助磁记录技 术(HAMR)和图案化介质记录(PMR)。虽然关于哪种 方法最终会首先取得成功还存有争论，但公认的是 两种方法的结合有望使面记录密度达到300Tb/in2 据理论分析，热辅助磁记录技术可以将面存储密度 提高到5Tb/in2,这是传统垂直记录技术的存储密度 极限的10倍。 然而，存储密度的提高似乎还远远没有到尽头。通 过对高矫顽力存储介质的优化，学者仍然期望找到 进一步提高存储密度的方法。
这样，由于磁颗粒的不断变小使得硬盘磁层
的稳定性变差，即便不强烈的热能扰动都可 能导致磁颗粒出现顺磁性，磁体极性将会产 生随机性翻转，此时存储的信息位将无法保 持稳定。由于超级顺磁效应的制约，即使采 用垂直磁记录技术，硬盘的存储密度最多只 能达到1 Tb/in2
通过在磁记录过程
中使用激光加热来 降低介质的矫顽力 HAMR记录系统采用 的是由磁光记录发 展而来的一种复合 记录方法，理论上 可用于纵向和垂直 磁记录系统，而用 于垂直磁记录系统 更为有效
希捷公司于2001年底即开始HAMR开发计划，该计 划有众多的企业、科研院所以及标准研究机构参与 其中，成员包括美国国家标准和技术所、美国国家 存储工业协会、卡内基梅隆大学、亚利桑那大学、 MEMS光学公司、Advanced Research公司以及希捷 的转包商Euxine技术公司 在希捷披露HAMR计划后，日立公司也拿出类似的 TAR热辅助技术，它与HAMR可以说是如出一辙 日立公司于2010年2月宣布，已经成功开发出一款 使用热辅助磁记录技术的硬盘磁头产品，最高可支 持2.5Tb/in2的存储密度。以该磁头如此之高的支 持能力计算，在相应的高密度盘片技术推出后，使 用该磁头可实现单片容量3TB以上的3.5寸盘片，整 个硬盘容量可能超过10TB。因此，基于机电组合方 式的硬盘在大容量存储上的优势仍将在较长时间内 继续保持下去。
随着存储密度不断提升，存储业界发现了一个问题: 晶粒体积的减小受到超顺磁效应的限制。 磁有序的弛豫时间是衡量磁畴热稳定性的一个重要 参数： 可见，τ与KV/kBT成指数关系。当记录点的尺寸V减 小时，τ将成指数减小;当记录点的测量温度T增加 时，τ也将成指数减小。因此记录点体积的减小和 温度的上升都将导致记录点的磁性不稳定。 存储密度越高，每个记录位的体积就越小，抵抗热 扰动维持磁化取向的能力就越弱。 磁性材料的磁性会根据温度的提高而改变，在低于 临界点温度时，磁材料可视为一个固定极性的铁磁 体，此时材料自身的磁场很难被改变;而当温度高 于临界点时，该材料将变成“顺磁体”