Un inteligente sistema de palanca y actuador electrotérmico mantiene los cabezales de grabación del disco duro en el buen camino.
A medida que la densidad de los datos almacenados en un disco duro se acerca a varios terabytes por centímetro cuadrado, la precisión de los componentes internos es cada vez más significativa. Los investigadores de la Agencia de Ciencia, Tecnología e Investigación de Singapur A * STAR han diseñado un sistemaque logra un nuevo hito en el microposicionamiento y podría convertirse en el próximo estándar de la industria.
Como una actualización del siglo XXI del registro de gramófono, las unidades de disco duro constan de platos magnéticos delgados con bits de datos dispuestos en pistas concéntricas. Los bits de datos se leen y escriben mediante un cabezal de grabación magnético que flota unos nanómetros por encima de la superficie del plato enel extremo de un brazo 'deslizante', mientras que el plato gira a alta velocidad debajo de él.
Pero a diferencia de un registro antiguo, una unidad de disco moderna contiene hasta un millón de pistas por pulgada y anchos de pista tan estrechos como 25 nanómetros. Y esa densidad aumenta cada año. Esto significa que las futuras unidades de disco requerirán un posicionamiento y capacidad de respuesta de la cabeza extraordinariamente precisospara cumplir con las expectativas de rendimiento.
"El mecanismo del actuador deberá poder colocar el cabezal de grabación con una precisión de solo uno o dos nanómetros", explica Jiaping Yang del A * STAR Data Storage Institute. "Los esquemas de actuador que se usan comúnmente en la actualidad pueden ofrecer unarespuesta, pero tendrá dificultades para lograr la precisión de posicionamiento necesaria para futuras unidades de alta densidad ".
Yang y sus colegas de A * STAR y la Universidad Tecnológica de Nanyang en Singapur han estado investigando la posibilidad de usar un elemento de expansión térmica activado eléctricamente para controlar la posición del cabezal de grabación al final del control deslizante. Este último proporciona el mayormovimiento de escala necesario para navegar a través de múltiples pistas.
Su elemento electrotérmico se llama unimorfo térmico y consiste en un conjunto de dientes de silicio en forma de peine entrelazados con expansores de polímero. Yang dice: "El silicio tiene una alta conductividad térmica pero una pequeña expansión térmica, mientras que el expansor de polímero tiene una grancoeficiente de expansión térmica, pero baja conductividad térmica. Cuando calentamos resistivamente el elemento aplicando electricidad al silicio, el polímero se expande, haciendo que el peine de silicio se doble. "
Aunque el unimorfo térmico se puede controlar con precisión nanométrica, su rango de movimiento anteriormente era demasiado limitado para ser de uso práctico. Yang y su equipo superaron esta limitación agregando una acción de palanca giratoria que magnificó la longitud de la carrera en seis veces.
"Ahora estamos explorando posibles enfoques para mejorar el rendimiento de la velocidad de actuación, como diseñar una ruta de calor más eficiente, investigar nuevos materiales térmicamente activos y una mayor miniaturización de la huella del actuador", dice Yang.
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Materiales proporcionado por Agencia de Ciencia, Tecnología e Investigación A * STAR . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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