由於再次光碟中的納米磁性單元是彼此分離的，因而人們把這種磁碟稱為量子磁碟，同時，它的存貯密度達到了4 1011比特/英寸2。是一大突破口，是量子方面的一大進展，這種量子磁碟預計將在2005年進入實用化階段。
基本介紹
- 中文名：量子磁碟
- 外文名：Quantum magnetic disk
量子磁碟,簡介,分類,工作原理,
量子磁碟
計算機中具有存儲功能的磁碟的發展總趨勢是尺寸不斷減小，存儲密度快速提高。一般磁碟存儲密度為106 ～107比特/英寸2。
簡介
光碟問世以後，把存儲密度提高到了109比特/英寸2。由於受到材料的限制，一度認為1011比特/英寸2是磁碟存儲密度的極限。1997年，明尼蘇達大學電子工程系納米結構實驗室採用納米平板印刷術成功地研製了納米結構的磁碟，磁碟尺寸為100納米 100納米，它是由直徑為100納米，長度為40納米的鈷棒按周期為40納米排列成的量子棒陣列。
分類
高密度磁記錄介質有著廣泛的和重要的用途，已經達到30Gb/in〓的記錄密度。當記錄單元越變越小以增加記錄密度時，磁記錄介質有可能受到熱擾動的影響。下一種有前途的技術是垂直磁記錄技術，它在垂直於表面的方向上包含長徑比較高的多個顆粒，可以保證好的信噪比。隨著納米技術發展的日新月異，近幾年來人們發現磁性納米線陣列膜可以作為一種高密度的垂直磁記錄介質來使用（被稱為量子磁碟），它的理論記錄密度可以高達400Gb/in〓，有望將磁記錄介質的存儲密度上升到一個新的台階。因此世界各國的科學家對它產生了濃厚的興趣，進行了各個方面的研究。
工作原理
氧化鋁模板製備的磁性金屬納米線陣列膜具有比較高的孔隙率，製成的量子磁碟記錄密度要大大高於聚合物模板，更加適於製備高密度的磁記錄介質。本文通過大量的實驗，製備了不同孔徑大小的Fe、Co、Ni納米線陣列膜，通過透射電鏡(TEM)、掃描電鏡(SEM)、電子衍射(ED)、X射線衍射(XRD)、透射穆斯堡爾譜學(MS)、內轉換電子穆斯堡爾譜學(CEMS)、物理特性測量系統(PPMS)系統地研究了樣品的結構、微觀磁性、巨觀磁性，得到的主要結果如下：
1、成功製備出孔徑為16nm-130nm的氧化鋁模板，並且通過化學電沉積方法製備出不同直徑的Fe、Co、Ni納米線陣列膜。
2、三種過渡金屬納米線的結構分別為bcc、hcp和fcc。一個普遍的現象是樣品中均存在對磁性有影響的晶體織構。Fe納米線沿著長軸的方向有[110]織構；對於Co納米線，隨著直徑的增大，晶體的織構方向從[100]方向變為[002]方向。Ni的織構方向為[111]。
3、首次研究了Fe納米線陣列膜樣品在空氣中不同溫度下熱處理後，晶體的織構的改變，100℃熱處理有助於提高納米線長軸方向的織構程度，同時也在一定程度上提高了矯頑力和矩形比。較高溫度的熱處理會降低織構，當溫度達到600℃後Fe容易被氧化，這些都會降低矯頑力和矩形比。
5、不同直徑的Fe納米線的磁滯回線均表明沿著線的方向均表現出shearing effect，表明其中存在一個等效退磁場，它來源於線間的偶極相互作用。16m的Fe納米線的矯頑力室溫下為2000Oe，5K時則達到2800Oe。隨著孔徑的增大，矯頑力逐漸下降，
6、首次研究了不同直徑的Fe納米線剩磁矯頑力的溫度依賴關係，擬合結果中α≈1.5表明其磁化反轉機制為成核型，主要受熱激發的影響。磁晶各向異性對它的貢獻不是很大。
7、樣品的△m Plot表現出負的曲率，同樣證明樣品中存在退磁性特點的相互作用，大直徑的樣品的的△m Plot則表現出不對稱現象。
8、直徑小的Co納米線的磁晶各向異性和形狀各向異性相互競爭強烈，其磁晶各向異性易軸垂直於納米線的長軸方向。室溫時沿著線軸的形狀各向異性起主要作用。隨著溫度的下降K〓增加，在低溫下起主要作用，磁矩方向將會偏離納米線的軸線方向。
10、Ni納米線在低溫(<200K)下滿足成核型的磁化反轉機制。當溫度高於200K，矯頑力的下降變快，我們認為是溫度的變化對飽和磁化強度的影響較大。
