热辅助磁存储纳米间隙磁头/盘界面多工况耦合传热机制与热损伤机理

基本信息
批准号:51675122
项目类别:面上项目
资助金额:62.00
负责人:李隆球
学科分类:
依托单位:哈尔滨工业大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:宋文平,张传伟,张洪涛,赵玉,刘青康,邵广斌,纪凤同
关键词:
润滑剂热辅助磁存储磁头/磁盘界面换热类金刚石碳膜
结项摘要

Because of its unique design to overcome superparamagnetic limit and increase areal density, heat assisted magnetic recording (HAMR) will dominate the future in magnetic storage recording. HAMR involves several problems at the head-disk interface, including the heat transfer through nano-gap and multilayer nanoscale media, super-small and super-fast heating, and thermal damages etc. However, there is no accurate and complete theory existed to solve these problems at present. The objective of this study is to investigate the heat transfer at the head-disk interface, damages of lubricant and carbon over coat overcoming all kinds of defects and the insufficiency for the traditional study. By combining multidisciplinary theoretical analysis and experiment, the heat transfer at the head-disk interface and magnetic multilayer nanoscale media, the energy transfer and conversion of conduction, convection and the near field radiation, and the thermal damage associated with its mechanism of the lubrication layer and carbon over coat under super-small and super-fast heating are studied. A novel method using the tip enhanced Raman scattering (TERS) to simulate the super-small nanoscale heating process and in situ measure the medium temperature and other physical parameters is proposed. It provides a theoretical basis and technical support and has an important theoretical significance and application value for the development of a new generation of magnetic recording with ultra-high areal density through the systematic and profound research.

辅助磁存储技术(HAMR)由于其独特的设计思路,在克服超顺磁性和提高磁存储密度上具有无可比拟的优越性,将成为未来磁存储发展的主流技术。HAMR磁头/盘界面涉及纳米间隙、多层纳米介质等多工况耦合传热、超小区域与超快加热、热损伤等技术难题,然而至今尚无清晰完整的理论用于指导其界面设计。本项目以磁头/盘界面换热、润滑剂与碳保护层热损伤为主要对象,克服传统界面传热与热损伤研究的各种缺陷和不足,采用多学科理论分析与实验相结合的方法,研究纳米间隙磁头/盘界面与带磁多层纳米介质内部热传导、对流与近场辐射等多工况耦合下能量传递与转换的科学本质所在;揭示超小区域与超快加热润滑层、硬碳保护层的热损伤机理;探索采用针尖增强拉曼散射光谱(TERS)进行超小尺寸加热模拟、介质温度与多物性参数原位测量的新原理新方法;通过系统深入研究,为发展新一代超高密度磁存储提供理论基础与技术支持,具有重要的理论意义和应用价值。

项目摘要

针对热辅助磁存储(HAMR)磁头/盘界面换热、润滑剂与碳保护层热损伤等问题,应用近代物理学、热学、分子动力学、信息存储学、接触力学、电磁学、空气动力学以及机械学等多学科理论,并配以系统的实验设计和先进的观测手段,揭示了HAMR磁头/磁盘界面换热的影响因素及影响规律及HAMR磁头对磁盘盘片内任意位置近场热辐射传热规律,建立了激光加热后磁盘对磁头的反向辐射传热算法并揭示了激光加热后反向热辐射引起的磁头热变形规律;揭示了HAMR局部高温下,HAMR磁盘无掺杂非晶碳保护膜、硅掺杂非晶碳保护膜石墨化与氧化行为及机理,即其热损伤机制与抑制方法;提出了采用针尖增强拉曼散射(TERS)进行纳米尺度的超小尺寸加热模拟、测温以及超小尺度表面形貌、化学结构改变原位测量的新原理新方法;建立了低损伤、高可靠HAMR磁头/磁盘界面设计的参数优化评价体系;为将HAMR技术应用于工程实践提供了理论依据和技术支撑。项目执行期间项目组成员先后4次参加国际磁记录相关世界顶级国际学术会议并作口头报告;共发表SCI检索论文4篇,EI检索论文3篇;共培养博士研究生3人,已毕业1人,培养硕士研究生1人。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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