Znajdź zawartość

Japończycy z Narodowego Insytutu Zaawansowanych Nauk Przemysłowych i Technologii (AIST) opracowali nowy element do magnetorezystancji tunelowej (TMR). Tego typu podzespoły są niezbędne do zwiększenia pojemności pamięci magnetorezystywnych (MRAM). Szczegóły budowy nowego TMR poznamy podczas rozpoczętej właśnie 11th Joint MMM-Intermag Conference. Element pozwoli na zwiększenie pojemności MRAM powyżej 10 gigabitów. Jednym z głównych problemów, z jakim spotykają się naukowcy badający pamięci magnetorezystywne jest fakt,że wraz ze zmniejszaniem TMR prąd zapisujący dane wpływa destabilizująco na ich przechowywanie. Prowadzi on bowiem do zmiany kierunku namagnesowania wolnej warstwy TMR i, często, utraty danych. Można temu zaradzić zwiększając grubość wolnej warstwy, jednak wówczas konieczne jest przyłożenie większego napięcia podczas zapisu. Japończycy rozwiązali problem wykorzystując wolną warstwę pokrytą laminatem. W ich propozycji warstwa niemagnetyczna (ruten) pokryta jest dwoma warstwami ferromagnetyka (CoFeB). Połączenie między warstwami ferromagnetyka można kontrolować zmieniając grubość warstwy rutenu tak, by upewnić się, że pola magnetyczne obu laminatów mają ten sam kierunek. Dzięki temu odporność na zakłócenia zwiększono pięciokrotnie, przy jedynie 80-procentowym wzroście natężenia prądu.

Hitachi poinformowało o wyprodukowaniu najmniejszej w historii głowicy odczytująco-zapisującej dla dysków twardych. Umożliwi ona skonstruowanie około roku 2011 dysków twardych o pojemności 4 terabajtów. Dyski dla notebooków będą mogły dzięki niej zapisać 1 TB danych. Głowica CPP-GMR ma trafić na rynek już w 2009 lub 2010 roku. Jej zastosowanie oznacza konieczność wprowadzenia zmian w samej strukturze dysku twardego. Obecnie talerze dysków zbudowane są z dwóch warstw magnetycznych przedzielonych izolatorem. Używane we współczesnych dyskach twardych głowice TMR (Tunelling MagnetResistance – magnetoopór tunelowy) wykorzystują tunelowanie elektronów przez warstwę izolatora. Dzięki precyzyjnemu kontrolowaniu tego zjawiska, można odczytywać dane w postaci 0 i 1. W miarę jednak jak zwiększana jest gęstość zapisu na dysku (a więc zmniejszana pojedyncza komórka z danymi), zmniejszeniu powinny ulegać też głowice TMR. Im są one mniejsze, tym większy jest opór i związane z tym zakłócenia sygnału. Obecnie specjaliści oceniają, że przy zwiększeniu gęstości zapisu do 500 gigabitów na cal kwadratowy głowice TMR staną się bezużyteczne z powodu olbrzymich zakłóceń w odczycie. Obecnie osiągnięto już gęstość zapisu rzędu 200 Gb na cal kwadratowy. W technologii CPP-GMR izolator został wyeliminowany i zastąpiony przewodnikiem (miedzią). Sygnał elektryczny nie biegnie w nim równolegle, lecz prostopadle. Dzięki takiej budowie udało się zmniejszyć opór, a co za tym idzie, możliwe będzie dalsze zmniejszanie głowic. O tym, jak ważne jest przejście z głowic TMR na CPP-GMR niech świadczy fakt, że obecnie głowice TMR są w stanie odczytać dane z komórek znajdujących się od siebie w odległości 70 nanometrów. CPP-GMR już w tej chiwili mogą czytać dane z komórek odległych o 30-50 nanometrów (to 2000 razy mniej, niż grubość ludzkiego włosa). Ocenia się, że odległość między ścieżkami dysku spadnie do 50 nanometrów już w 2009 roku, a w 2011 pojawią się 30-nanometrowe odległości między nimi. Przed kilkoma dniami Albert Fert (Francja) i Peter Grünberg (Niemcy) otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki za odkrycie w 1988 roku zjawiska gigantycznego magnetooporu (GMR). To ono umożliwiło dalsze udoskonalanie dysków twardych i przyczyniło się do narodzin spintroniki.