ضبط مغناطیسی، با ذخیره‌سازی هر چه بیش‌تر داده‌ها در رایانه‌های شخصی، لپ‌تاپ‌ها و ابزارهای قابل حمل، به صورت صنعتی چندین میلیارد دلاری در آمده است. پژوهشگران راه‌های جدیدی را برای بهبود این فناوری پیدا می‌کنند به طوری که چگالی ضبط کنونی به 150 گیگابایت در اینچ مربع در محصولات صنعتی و 300 گیگابایت در اینچ مربع در جدید‌ترین پیش‌نمونه‌ها رسیده است.
بیش‌تر دستگاه‌های ضبط مغناطیسی امروزی از هدهای خواندن یعنی حسگرهایی که با پرواز بر فراز سطح دیسک داده‌ها را می‌خوانند و می‌نویسند- استفاده می‌کنند که مبتنی بر اثرهای مغناطو- مقاومت هستند. با اعمال میدان مغناطیسی به بعضی مواد، مقاومت الکتریکی آن‌ها افزایش یا کاهش می‌یابد. سپس می‌توان داده‌ها را به صورت سیگنال‌های الکتریکی ذخیره کرد.
اخیراً پژوهشگران آزمایشگاه ملی فیزیک در تدینگتون1 بریتانیا رهیافت متفاوتی را مطرح و بهبود قابل ملاحظه‌ای را کشف کرده‌اند. این دانشمندان مبنای طراحی خود را به جای اثر مغناطو- مقاومت(MR) بر مغناطو- الکتریک (ME) مبتنی ساخته‌اند. این نخستین بار است که چنین ابزاری به صورت عمومی مطرح می‌شود.
ME اغلب در مواد مولتی فروئیک نمایان می‌شود- گروهی از مواد که ویژگی‌های فروئیک چندگانه (مانند فروالکتریستیه، فرو مغناطیس یا فروکشسانی) از خود نشان می‌دهند. در ME ، میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی جفت شده‌اند؛ این موضوع تبدیل انرژی‌های ذخیره شده در میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی را آسان میکند. این پدیده نویدبخش کاربردهای جدید گوناگونی است.
ووپساروایو2 از این گروه می‌گوید « فکر استفاده از این مواد ابتدا پس از خواندن مقاله‌ای به ذهنم خطور کرد که نتیجه‌های تجربی یک مولتی فروئیک سه لایه‌ای را بیان می‌کرد. در این مقاله گفته شده بود که این چند لایه‌ای به اندازه‌ی کافی حساس بود یا میدان‌های مغناطیسی AC به کوچکی7-10 * 6 اورستد را در دمای اتاقی آشکار سازد.
« با آگاهی از این که میدان‌های مورد استفاده در محیط ضبط به 100 اورستد هم می‌رسد. متوجه شدم که اگر مقیاس حسگر را کوچک و از این اصل استفاده کنیم، می‌توانیم آن را به عنوان هد خواندن مورد استفاده قرار دهیم. برآوردهای تولید نشان داد که گستره‌ی سیگنال پاسخ در حدود چند میکروولت است، اما محاسبه‌های مفصل‌تر دامنه‌های بهتر نزدیک به گستره‌ی میلی ولت را نمایان ساخت.»
در هدهای خواندن، دانشمندان از اثر ME بهره گرفتند که به صورت مغناطیسی القا شده بود و برای ایجاد تغییرات در قطبش الکتریکی ماده مولتی فروئیک از هر دو میدان مغناطیسی ac و dc استفاده کردند. هد خواندن واقعی از هفت لایه (در مقایسه با 15 لایه‌ی موجود در یک نمونه هد MR ) با ضخامت کل حدود 40 نانومتر تشکیل شده بود.
پژوهشگران توضیح می‌دهند که با حرکت هِد بر روی بیت‌های سطح دیسک، بیت‌ها میدان برانگیزانده‌ی لازم را بر حسگر اعمال کرده و ولتاژ واکنشی را القا می‌کنند که از طرح بیت‌ها پیروی میکند. میدان dc مورد نیاز که پیچیده‌تر است «مغناطوتنگش» القا میکند، یا باعث تغییر شکل مواد مولتی فروئیک حسگر تحت تأثیر میدان مغناطیسی می‌شود، در نتیجه انرژی مغناطیسی به انرژی جنبشی تبدیل می‌شود.
در طرح ME ، داده‌ها به صورت مغناطیسی روی مناطق مغناطیده‌ی کوچک موسوم به بیت‌های حافظه‌ی مغناطیسی، درست مانند مورد هر ضبط بر روی (دیسک) ذخیره می‌شوند. فرایند خواندن هنوز به صورت سیگنال الکتریکی (یعنی، تابع موج) به همان ترتیب کار هِدهای خواندن مغناطو- مقاومتی انجام می‌گیرد، اما وقتی از هِد خواندن ME استفاده می‌کنیم پاسخ الکتریکی به صورتی متفاوت تولید می‌شود.
در هِدهای ME ، داده‌ها مستقیماً به صورت ولتاژ القا شده بازخوانده می‌شوند، در حالی که هِدهای MR معمولاً به یک جریان آزمون ثابت dc برای اندازه‌‌گیری تغییر مقاومت نیاز دارد. این تفاوت به هِدهای ME این مزیت را می‌دهد که عملکرد گرمایی بهتر و توان مصرفی کم‌تری داشته باشد.
پیشرفت دیگری که صورت گرفته است حذف میدان بایاس افقی با آهنربا‌های دائمی است. این پیشرفت‌ها روی هم رفته می‌توانند هزینه و زمان تولید را با حذف 100 فرایند از خط تولید کم کنند.
شاید مهم‌تر از همه اندازه‌ی کوچک‌تر هِدهای ME باشد که امکان افزایش چگالی ضبط را فراهم می‌آورد : دانشمندان برآورد کرده‌اند که هِدهای ME 40 نانومتری به چگالی 200 گیگابیت بر اینچ مربع در بسامد تشدید 2/5 گیگا هرتز برسند. همین‌طور، پیش‌بینی می‌کنند که محدودیت‌های بنیادی برای یک هِد ضبط ME ضخامت آن را به 5 نانومتر برساند که چگالی‌های ضبط 1 اترابیت بر اینچ مربع و فراتر از آن را امکا‌ن‌پذیر می‌سازد.
ووپساروایو گفت که گروه او با یک سازنده‌‌ی هِدهای ضبط مغناطیسی برای طراحی هِدهای خواندن جدید تماس گرفته‌اند و امیدوارند بررسی‌های امکان ساخت را با همکاری هم آغاز کنند. این بررسی به بعضی موارد مورد بحث درباره‌ی طراحی، تعیین محدودیت‌ها و انتخاب بهترین مواد خواهد پرداخت.
مرجع:http://www.physorg.com/news107681961.html
امتیاز: 0.00
وزارت آموزش و پرورش > سازمان پژوهش و برنامه‌ريزی آموزشی
شبکه ملی مدارس ایران رشد
ارسال ها: 2228
شما باید یک عنوان و متن وارد کنید!