磁记录和磁薄膜技术

作者:6up  来源:6up扑克  时间:2020-11-10 18:56  点击:

  简介:高凯中,在北京大学取得物理学学士学位,在美国加州大学圣迭戈分校 (University of California at San Diego, UCSD) 取得物理学硕士和博士学位。之后加入了希捷 (Seagate) 公司研发部门进行信息存储和磁记录技术的研究与开发,现任希捷公司磁头技术研究与开发部高级经理。研究领域涉及硬盘与磁记录技术,微磁学理论和材料设计,以及未来信息存储技术。高凯中于2003年获得UCSD磁记录研究中心 (Center for Magnetic Recording Research, CMRR) 颁发的第一任杰出校友奖 (Schultzs Award);2004年获得美国国家信息存储工业联合会(后由于外国公司和学校的加入,更名为信息存储工业协会,即Information Storage Industry Consortium, INSIC)年度科技成果奖(Technical Achievement Award);2009年,成为美国明尼苏达州年度最杰出青年工程师 (Young Engineer of the Year for the State of Minnesota,该奖项由美国明尼苏达州政府,科技和工业联合会发布,每年只有一人获得此最高奖),在此奖项过去40多年的历史上,他是首位获此称号的华人,同时,他也是首位获此称号的在信息存储技术领域工作的工程师。他在信息存储领域有超过40篇的论文和超过50项专利申请,其中若干项专利成就了垂直存储记录技术的应用。

  在过去的几年里,在美国磁学界和各个大型会议担任过各种重要职务,其中包括美国磁学界年会,国际磁学年会(Intermag)以及磁记录年会 (TMRC)的指导委员会成员,学术委员会成员,评奖委员会主席,出版委员会主席,分会主席等。同时,积极参与国际电气电子工程师协会(IEEE) 磁学学会的各项活动,并曾任IEEE磁学学会双城分会 (Twin City chapter)的秘书,财务主管,副主席和主席。现就任IEEE磁学学会的分会委员会主席 (Chapters Chair),并且是在该协会历史上最年轻的主管职务。

  在过去的15年里,磁记录技术、特别是计算机硬盘技术经历了巨大的变革和进步。每年40%的面存储密度增加是任何一个其它高科技领域所无法与之相比的。很多物理学的发现和技术上的创新与应用成就了这个领域的飞速发展,其中比较有代表性的包括GMR/TMR磁头的应用、以及垂直存储技术的实现。现在的垂直记录硬盘产品的面密度已达300-400Gb/in2了,而在实验室中可以达到600-800Gb/in2。最新的进展则主要归因于磁薄膜介质信噪比(signal to noise ratio, SNR)的提高。一般认为,在给定系统信噪比的容忍度(例如15dB)的前提下,垂直磁记录会遇到一个极限,这个极限当然比水平记录高很多。最近的研究发现,在考虑了磁介质中翻转场的分布和颗粒分布以后,垂直记录可达到的密度极限会比预料的低。这样,对高记录密度下能提供足够高信噪比的磁记录介质进行更先进的设计就变得迫在眉睫。

  内容摘要:在这次讲座中,首先回顾第一代磁记录介质的优点,并与水平记录介质进行对比。介绍几种新的硬盘磁介质设计,并探讨其对磁记录技术的影响,这些介质包括倾斜各向异性介质(media with tilted anisotropy)、耦合颗粒连续(coupled granular continuous, CGC) 介质、交换耦合复合 (exchange coupled composite, ECC)介质、以及交换弹簧系统介质(media with exchange spring system)。此外,讨论磁介质中翻转场分布、以及颗粒尺度分布对记录密度的影响,并分析连续薄膜介质能达到的极限密度。同时,对磁记录领域近年来所经历的变革进行一些简单的介绍,特别是介绍其中物理学在每个元件中的应用。然后,对其中的部分领域进行一些更详细的分析和解释,包括近些年来这一领域的突破性发展和局限。针对磁薄膜技术的发展以及对磁记录领域的影响进行分析和解释,介绍一些磁记录技术整体的物理学背景。同时,对过去几年来磁薄膜技术的最新发展和各种材料设计进展作一个简单的回顾,并展望未来信息存储技术的发展方向。

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