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UT Austin開發出能大幅提升硬碟機容量的新技術

上網時間: 2012年11月16日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:UT Austin  共聚物  定向自組裝  DSA  硬碟機 

美國德州大學奧斯汀分校(University of Texas-Austin,UT Austin)的研究人員開發出一種新技術,能利用具備定向自組裝(directed self-assembly,DSA)特性的塊狀共聚物(copolymer),將硬碟機的儲存容量增加五倍。

目前以磁點(magnetic dots)在金屬表面上寫入0與1的硬碟機儲存技術機制已經達到其極限,成員包括化學家與工程師的UT Austin研究團隊表示,當把更多磁點以更近距離放在一起,會導致它們受到彼此磁場影響,也會變得不穩定。

「硬碟機技術已經達到每平方英吋terabit等級的資訊儲存量;」UT Austin化學/生化與工程教授C. Grant Willson表示:「如果我們以現有方法將磁點之間的距離縮短,它們可能會開始偶爾出現自發性翻轉的現象,硬碟機所儲存的資料將因此遺失。」

但如果讓那些磁點之間不存在任何磁性物質而彼此隔離,距離就能拉近且不相互影響;研究人員表示,若在磁碟表面塗佈塊狀共聚物,這種材料能在室溫下自組裝為高度規律的點狀或線狀圖案,就可達成以上目標。

研究人員指出,如果塊狀共聚物所塗佈的表面已經預先蝕刻一些標記,材料所形成的點或是線就可形成硬碟機所需的精密圖案。

UT Austin團隊的研究是以威斯康辛大學(University of Wisconsin)與麻省理工學院(MIT)工程師所完成的DSA技術為基礎;在過去至少兩年來,DSA被視為是在某些應用上可取代半導體產業主流193奈米光學微影的可用技術。

Willson指出,當UT Austin團隊開始投入DSA領域時,該技術已經被運用來將磁碟機儲存密度加倍;他們則是藉由進一步微縮磁點,並找到能搭配量產製程的處理方法,讓該技術有更顯著的改善。

除了合成能自組裝成號稱世界最小磁點之塊狀共聚物,UT Austin研究人員還能在某些情況下,讓共聚物在不到1分鐘的時間內形成正確且緊密的圖案。此外他們也開發出一種特殊的頂層塗料,會在自組裝進行時越過塊狀共聚物,只要透過簡單的加熱法就能使聚合物朝向與表面平面相對應的正確方向。

塗佈/不塗佈新開發頂層塗料的塊狀共聚物圖案比較
塗佈/不塗佈新開發頂層塗料的塊狀共聚物自組裝圖案比較;以上共聚物的自組裝是在開放空間以210°C加溫1分鐘的平面上完成
(來源:University of Texas-Austin)

「我有點驚訝我們的學生能有這樣的成果;」Willson表示:「舉例來說,當我們開始的時候,設定的目標是在48小時內完成自組裝,但現在時間縮短到僅有30秒。我甚至不確定是如何可能達到這麼快的速度,看起來並不合理,但有時候就是會這麼幸運。」

上述研究成果發表於最新的《科學(Science)》期刊,由Willson與化學工程教授Chris Ellison以及一群UT Austin學生共同掛名論文作者。該技術已經與目前為硬碟機大廠WD子公司的HGST合作,進行實際測試。

UT Austin開發團隊成員Leon Dean
Leon Dean 是UT Austin化學工程系的學生,也參與了可提升硬碟機材料新技術的研發
(來源:Alexander Wang, University of Texas-Austin)

編譯:Judith Cheng

(參考原文: Self-assembling polymers could boost computer memory,by Dylan McGrath)





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