Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/Archiv/Elc1982/B19820714Elc010.shtml

Магнитные диски с аморфными тонкопленочными покрытиями

Чарлз Коэн
Руководитель токийского бюро Electronics

Магнитные диски с лазерной записью и считыванием, допускающие многократное стирание информации и обеспечивающие высокую плотность записи, в разнообразнейших применениях — от видеодисков до внешней памяти компьютеров — могут превзойти по своим характеристикам наилучшие из сегодняшних чисто магнитных или чисто оптических накопителей информации. Уже изготовлены экспериментальные видеодиски этого типа, причем достигнута плотность записи, близкая к той, что требуется коммерческой целесообразностью. Эти видеодиски подвергались многократной записи, воспроизведению и стиранию без какого-либо ухудшения их характеристик1{Электроника, 1982, №12, «Электроника за рубежом»}.

Юдзи Тогами возглавляет группу, занимающуюся этой работой в отделе исследований по физике твердого тела, являющемся частью научной лаборатории по радиовещанию NHK (японская радиовещательная корпорация). Он убежден, что сумеет достигнуть такой же плотности записи, как у оптических видеодисков, поскольку в обоих случаях действует единственное фундаментальное ограничение — длина волны используемого лазерного луча. Далее, по сравнению с методами высокоплотной вертикальной магнитной записи, привлекшими недавно столь большой интерес, число бит на дорожку может быть несколько ниже, но число дорожек на сантиметр — около 6500 — более чем в 10 раз выше.

Тонкая пленка из сплава гадолиния с кобальтом первоначально была разработана фирмой IBM Corp. как аморфный материал для ЗУ на цилиндрических магнитных доменах. Научные сотрудники этой фирмы испытали ее также в макетах ЗУ на вращающихся дисках, но сообщили, что плотность записи невелика и запись нестабильна. Тогами повторил их опыты и столкнулся с теми же трудностями. Но потом он разработал пленку, состоящую из двух слоев толщиной около 0,1 мкм каждый; совместно они создают небольшие устойчивые участки обратной намагниченности.

Запись лазерным лучом на таких дисках осуществима по той причине, что сплав гадолиний-кобальт обладает аномальной коэрцитивной силой (сопротивляемостью размагничиванию) с характеристикой компенсационного типа. При фиксированной температуре (можно сделать так, что это будет комнатная температура) коэрцитивная сила сперва неограниченно возрастает1{С увеличением напряженности поля. — Прим. перев.}, после чего падает (при любой полярности) вначале быстро, а затем медленно. Коэрцитивная сила тонкопленочных покрытий этих дисков равна примерно 38,5 кА/м при 40°С и половине этой величины при 80°С. Поскольку 38,5 кА/м — примерно такая же коэрцитивная сила, как у магнитной ленты кассетного магнитофона, нет особой опасности случайного стирания.

Запись и считывание диска производятся через его стеклянную подложку толщиной 1,5 мм — обычный метод для оптических дисков, позволяющий оставлять частицы пыли на поверхности диска вне фокуса. Сначала вся тонкая пленка намагничена в одном направлении, перпендикулярно поверхности диска. При записи через соленоид без сердечника пропускается ток, создающий магнитное поле, несколько превышающее коэрцитивную силу пленки при 80°С; направление этого поля обратно направлению поля намагниченной поверхности диска. При записи температура диска возрастает до 80°С. Во всех местах, где луч лазера мощностью 10 мВт попадает на поверхность диска, направление магнитного поля меняется на обратное, так как напряженность внешнего поля превышает коэрцитивную силу пленки. Внешнее поле может охватывать большую площадь, так как размер площадки, на которой происходит запись, определяется только поперечным сечением лазерного луча.

В экспериментальной системе положения соленоида и лазерного пятна фиксированы. Чтобы луч проходил спиральную дорожку на диске, перемещается ось поворотного стола, на котором закреплен диск.

Считывание данных производится на основе магнитооптического эффекта Керра. При отражении поляризованного лазерного луча (меньшей мощности, чем используемый при записи) от намагниченной тонкой пленки его плоскость поляризации поворачивается. Угол поворота составляет 0,3° при одном направлении намагниченности и — 0,3° при обратном, так что разность углов равна 0,6°. Слой пленки, непосредственно прилегающий к стеклянной подложке, рассчитан таким образом, что угол поворота плоскости поляризации у отраженного лазерного луча велик. Второй слой, защищенный первым слоем от воздействия лазерного луча, рассчитан так, чтобы была оптимизирована стабильность небольших намагниченных участков поверхности. Он стабилизирует первый слой пленки, но сам по себе был бы бесполезен для считывания, так как дает малый угол поворота плоскости поляризации.

В экспериментальной системе диаметр диска равен 150 мм: это максимальный диаметр, на котором существующее оборудование позволяет напылять аморфные тонкие пленки. Программы цветного телевидения записываются в виде ЧМ-сигналов, строка за строкой. Частота самого белого принята равной 5,0 МГц, а частота верхушек импульсов синхронизации, которые «чернее черного», равна 3,2 МГц. Формат с последовательной записью по строкам, при котором в каждой строке повторяются три основных цвета, выбран в силу того, что имелись в наличии модулятор и демодулятор, а также ради его простоты, позволившей быстро собрать демонстрационную систему.

Сигнал с максимальной частотой 5,0 МГц записывается на дорожке с минимальным диаметром 100 мм, длина пятна вдоль дорожки 0,9 мкм. Минимальный шаг между дорожками на экспериментальных дисках равен 2,2 мкм, но, по-видимому, нет причин, почему бы этот шаг нельзя было снизить до 1,67 мкм, как на видеодисках, выпущенных в продажу фирмами Pioneer и Philips [pp.91,92].

Дочерние статьи:

Другие конструкции тонкопленочных дисков

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 55, No.14 (644), 1982г - пер. с англ. М.: Мир, 1982, стр.14

Electronics Vol.55 No.14 July 14, 1982 A McGraw-Hill Publication

Раздел: ЭЛЕКТРОНИКА ЗА РУБЕЖОМ

Тема:     Япония




<<< Пред. Оглавление
Начало раздела
След. >>>

Дата последнего изменения:
Thursday, 21-Aug-2014 09:10:44 MSK


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/Archiv/Elc1982/B19820714Elc010.shtml