奈米儲存設備
處在現代尖端資訊的時代,隨著作業系統的日漸龐大、網際網路的發達,以及資訊交流傳遞的便利,種種的因素不斷地刺激資訊使用者對儲存媒體容量上的需求。拜奈米科技突飛猛進之賜,在磁記錄、光記錄、磁光記錄方面的發展相當顯著。
一般硬碟最少有一片磁碟及一個讀寫磁頭組。為了提高磁記錄媒體的記憶容量,可以從磁性材料及磁頭這兩方面著手。拜奈米科技之賜,使用奈米粉末製成的磁記錄材料,可使磁帶或軟硬磁碟的記錄密度提高,資料儲存密度也相對提高。在磁頭的發展方面,科學家發現由巨磁阻材料做成的磁頭,可以大大提昇磁頭的靈敏度及記憶密度。 近幾年來發展出近場光學,也稱為奈米光學,是利用近場光學的儲存技術,研發出近場光碟片。目前普通DVD的容量為4.7GB,而這種近場奈米光碟片的容量可達數百個GB,是一般傳統光碟片的數千倍。 還有一種儲存媒體是可以重複讀寫的磁光碟機(MO)。目前的磁光碟機資料儲存容量較大、穩定性較高、存取時間較短,是資料備份的好幫手。 |
巨磁阻磁頭的工作原理
2007年諾貝爾物理獎得主,德國科學家格倫貝格(Grunberg)法國科學家和費爾(Albert Fert),在1988年,發現在電子穿越一片無磁性的兩側夾上兩片具有磁性的金屬板時,有時不容易通過,有時容易,因此發現微弱的磁力變化可造成電阻的大改變,而發展出巨磁阻(GMR)現象。巨磁阻現象,可在外加磁場的變化,鐵鉻多層膜結構的電阻變化率,會遠大於鐵磁性材料的電阻變化率,當尺度大到一定程度時,巨磁阻現象就會消失,所以奈米尺度對GMR來說是必要的。因為巨磁阻材料具有顯著的磁阻效應,所以由巨磁阻材料做成的磁頭,可以大大提昇磁頭的靈敏度及記憶密度。
巨磁阻磁頭的工作原理是:當電子通過第一層鐵磁性薄膜時,會被極化成單一自旋電子,如果兩層鐵磁層的磁化方向相同,則自旋電子將容易通過第二層鐵磁層,因此電阻小,電流大(輸入電腦編碼為1);當兩層鐵磁層磁化方向相反時,則電阻較大,電流小(輸入電腦編碼為0)。利用這個原理,在讀取時,只要依照感應磁場所生電流大小,就能在電腦中輸入「1」或「0」的訊號;另外利用電磁感應原理,經由控制寫入電流,就能在儲存媒體上留下磁場的方向,完成資料的寫入。