透视纳米技术在存储介质中的应用

-..B H .C H "F " 收稿日期： 作者简介： 赵军 （"C/" —） ， 江苏食品职业技术学院计算机应用技术系 讲师， 硕土。
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透视纳米技术在存储 介质中的应用
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由于纳米材料颗粒尺寸很小， 这就可能使一些抗磁 磁体转变成顺磁体。某些纳米晶顺磁体当温度下降 至某一特征温度 （ ())* 温度） +( 时， 转变成反铁磁 体， 这时磁化率随温度降低而减小， 且几乎同外加磁 场强度无关。 % , ’, ’ ! 超顺磁性。对于纳米结构块体， 界面体积分 数很大， 界面磁各向异性常数比晶粒没部小， 这就使 得磁有序的弛豫时间变小， 磁有序易实现， 因此超顺 磁峰降低。 % , ’, - ! 巨磁电阻效应。磁性金属和合金一般都有 磁电阻现象， 所谓磁电阻是指在一定的磁场下电阻 改变的现象。金属和合金的超细微粒电阻减小的幅 度比通常磁性 金属与合金材料的磁电 阻数值约高 % # 余倍。 巨磁电阻多层膜在高密度读出磁头、 磁存储元 件上有广泛的应用前景。%. .- 年， /01 公司研制出 巨磁电阻效应的读出磁头， 将磁盘记录密度一下子 提高了 % $ 倍。 利用巨磁电阻效应在不同的磁化状态具有不同 电阻值的特点， 可以制成随机存储器 （ 1231） ， 其优 点是在无电源的情况下可继续保留信息。 " ! 纳米磁存储介质制造工艺 由于纳米微粒的小尺寸效应、 表面效应、 量子尺 寸效应和宏观隧道效应等， 使得它们在磁、 光、 电、 敏 感等方面呈现常规材料不具备的特性。因此纳微粒 在磁性材料、 电子材料、 高密度材料的烧结、 陶瓷增 韧、 催化、 传感等方面有广阔的应用前景。 纳米磁存储介质制造商使用精密的垂直存储技 术， 将一层铝加到一块玻璃的一面， 薄片经受阳极电 镀的处理， 这是新技术的关键环节， 在其中电流经过 硫酸从负电荷阴极流到玻璃铝磁盘， 玻璃铝磁盘相 在铝上形 当于正电荷的阳极， 这个过程持续约 .# 4， 成细小的洞， 称为纳米洞。每个纳米洞约是普通头 发直径的 % 5 %### ， 纳米洞随即出现在铝中， 在阳极 化处理前， 通过使用硬模冲压铝， 能使它门形成统一 的式样， 洞上面被磁性物质钴填满， 钴被磨光了， 形
透视纳米技术在存储介质中的应用
赵! 军
（ 江苏食品职业技术学院 计算机应用技术系， 江苏 淮安! --#.." ） ! ! 摘 ! 要： 文章综述了纳米材料的定义、 结构及纳米材料的磁性； 透视了纳米磁介质的制造工艺， 展望
了纳米磁材料发展前景。 关键词： 纳米技术； 存储介质； 纳米磁介质 ! ! 中图分类号： 9?#@# ! ! 文献标识码： A! ! 文章编号： "../ —BC-" （ -../ ） ."—.. @-—.度 （ .E " G 5..1 =） 上， 研究物质 （包括原子和分子） 的 特性和相互作用， 以及利用这些特性的多学科相互 渗透的高新技术。 " & - ! 纳米材料的微结构 纳米材料是指晶粒尺寸为纳米级 （ " . HC = ） 的超 细材料。它的微粒尺寸大于原子簇， 小于通常的微 粒， 一般为 ".. G " .-1 =。它包括体积分数近似相等 的两个部分： 一是直径为几个或几十个纳米的粒子， 二是粒子间的界面。前者具有长程序的晶状结构， 后者是既没有长程序也没有短程序的无序结构。 从材料的结构单元层次来说， 纳米材料介于宏 观物质和微观原子、 分子的中间领域。在纳米材料 中， 界面原子占极大比例， 而且原子排列互不相同， 界面周围的晶格结构互不相关， 从而构成与晶态、 非 晶态均不同的一种新的结构状态。 " & # ! 纳米材料的磁性 物质的磁性与其组分、 结构和状态有关。一些 磁性参数如磁化强度、 磁化率等与物质的晶粒大小、 形状、 第二相分布及缺陷密切相关， 另一些参数， 如 饱和磁化强度、 居里温度等则与物质中的相及其数 量有关。 纳米晶 I) 的磁结构有以下特点： 每个纳米晶粒 一般为一个单的铁磁畴结构。相邻晶粒的磁化由两 个因素来控制： 晶粒的各向异性， 每个晶粒的磁化趋 向于排列在自己的易磁化方向； 相邻晶粒间交互作 用使得相邻晶粒朝向共同磁化方向磁化。 " & # & "! 饱和磁化强度。固体的铁磁性将随原子间 距的变化而变化。纳米晶 I) 与玻璃态和多晶粗晶 但纳米 I) 的饱和磁化强 ! H I) 一样都具有铁磁性， 度 3+ 比玻璃态 I) 和 ! H I) 低。在 JK 时， 其饱和 磁化强度 3+ 仅为多晶粗晶。 ! H I) 的 #. L 。铁的 3+ 主要取决于短程结构。玻璃态 I) 与粗晶 ! H I) 具有相同的短程结构， 因此它们具有相同的 3+， 而 纳米晶 I) 的界面的短程有序与玻璃态和粗晶 ! H I) 有差别， 如原子间距较大等， 这就是纳米晶 I) 的 3+ 下降的原因。 " & # & -! 抗磁到顺磁性的转变及顺磁到反铁磁转变。
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! ! 近年来随着信息量的快速膨胀， 需要记录的信 息量也在不断增加， 这就要求记录材料高性能化， 特 别是记录高密度化。到目前为止， 主流存储介质的 硬盘存储量己达 @. D? 以上， 其存储密度和存储容 量受记录点尺寸的限制， 将很快逼近其物理极限值。 随着纳米技术的崛起， 纳米磁性材料将成为新的功 能材料。 纳米技术是近年来崛起的一门崭新技术， 它是 在现代物理学与先进工程技术相结合的基础上诞生 的， 是一门基础研究与应用探索紧密联系的新型科 学技术。 实验表明， 当材料的晶粒进入纳米尺寸时， 具有 比通常结构下 的同成分的材料特殊得多 的磁学性 能， 其磁结构从多畴区变为单畴区， 其矫顽力达到最 高值， 用它制作磁记录材料可以大大提高信噪比， 改 善图象质量， 而且可以达到信息记录高密度化。 纳米尺寸的磁性介质和磁头的需求使得目前的 磁信息存储研究进入纳米科技领域。磁信息存储工 业被认为是当今世界上最大的纳米技术工业。 " ! 纳米材料概述 " & "! 纳米技术的起源 纳米技术的灵感来自美国加州理工大学的物理 学家理查德& 范曼提出的新想法： 人类有史以来的所 有技术都是一次性在消去或者融合数以亿计的原子 以做成有用的物质形态， 为什么不可以从另一个角 度出发， 从单个分子甚至原子开始进行组装以获得 我们所需的东西？依他看来， 物理学的规律不排除 一个原子一个原子地制造物品的可能性。 "C C. 年， 纳米 技术取得一项 关键突破， 0?3 公 司阿尔马登研究所的科学家成功地对单个原子进行 重排， 把 #E F 个原子移动到相应位置， 组成 “ 0?3 ” # 个字母， 加起来还没有 # 个纳米长。不久， 科学家不 仅能操作单个原子， 还能够 “ 喷涂原子” ，科学家用 分子束外延生长技术， 用制造极薄的特殊晶体薄膜 的方法， 每次只造出一层分子的技术来制造计算机 纳米硬盘读写头。 所谓纳米 技术 （ 1 61%’)8(1%5%4: ） 是指在 纳米尺