Vad är HAMR och är det baserat på SMR eller PMR?

HAMR är ingendera av dem och kan användas både för PMR och SMR-teknik (SMR avser överlappande spår, PMR även kallad CMR spåren sida vid sida utan överlappning och båda kör med vinkelrät (Perpendicular) magnetfält rakt ned i plattan med en tunn nål för skrivande magnetpolen och sedan en stor uppfångnings-pol för returen av magnetfält.

HAMR innebär att man hettar upp kornen av magnetmaterial medans det skall skrivas '1' eller '0' med laser för att minska dess Koercivitet (ungefär ovilja att ommagnetiseras eller tappa magnetism) just under skrivningen och får tillbaka koerciviteten när den svalnar igen och därmed åldringsbeständigheten igen (tänk om de som gjorde Flash-lagring kunde tänka i samma banor...) då man redan idag kör på max magnetfält som använda magnetmaterial kan medge (ca 2.4 Tesla) och själva magnetpartiklarna kan göras för upp till motsvarande 10 Tesla i motstånd att slå om sig men det går inte att få till magnetfält som är lika koncentrerad när man går upp över 2.4 Tesla.

Är 2.4 Tesla starkt? - de starkaste neodymmagneterna som går att köpa ligger på 1.6 Tesla och de börjar tappa magnetism permanent vid temperatur redan 80-110 grader C av just anledningen att koerciviteten sjunker och magneten tål inte sin egna magnetstyrka (vid öppen pol i luft) vid högre temperatur, tidigare använda Alnico med låg Koercivitet att den vid för stor luftgap som tex. ta ut rotorn ur en PM-motor med Alnico kunde tappa en stor del av sin magnetism för att den inte tålde sin egna magnetstyrka om magnetslingan inte var 'kortsluten' - men å andra sidan Alnico tål temperatur - till nära glödvärme innan det tappar magnetism, och dessutom återkommer det mesta när det svalnar igen vilket inte gäller nedodym-magneter - men alnico med sin låga koercivitet har nackdelen att det tappar magnetstyrka med tiden av termodynamiska/kvantmekaniska orsaker.

Varför krävs magnetiskt hårda material?

När öarna med ett antal magnetiserade korn som är magnetiserade 'S' eller 'N' (motsvarande '0' eller '1') blir färre i grupp för att få högre packningstäthet så blir varje korn mer utsatt för termodynamisk/kvantmekanisk påverkan (värmerörelser i materialet) och varje korn som 'faller' (byter polaritet) får mycket större verkan - jämför med en skogsdunge med många trän och en kalhygge med bara 3 trän kvar i en grupp och hård storm - skall de 3 träna vara kvar efter stormen så måste de vara mycket starkare än en skogsdunge med klenare trän som skyddar varandra (Proximity-effekt).

Vad är 'storm' här - jo värmerörelserna i materialet - alla små vibrationer när atomerna knuffar varandra i slumpmässig ordning och i materialets ljudhastighet och i knuffstyrkans fördelning kan jämföras med vågorna på ytan i ett hav och är gaussiskt fördelat. Och precis där som våra hav så kan man få jättevågor när många vågor samverkar och lite som när man spräcker kuluppläggningen vid öppningsstöten vid biljard men baklänges - dvs. många vibrationer från olika riktningar samverkar på några få partiklar får extra hård vibration och det är tillräckligt för att vända polaritet på ett magnetkorn.

Dessa jättestötar kommer bara ibland och hur ofta helt beroende av temperaturen, så ju varmare skivan bor i en hårddiskrack - ju tåligare måste skivan göras mot degradering och idag designas skivor för att hålla data i minst 10 år i typ 60 grader C hela den tiden.

- situationen är lite som oljeriggar ute i hav att de byggs tillräckligt högt för att vågor höga nog för att slickar underredet (och förstör massor av saker samtidigt) kommer statistiskt bara var 10 år - och coerciviteten på hårdiskarnas magnetkorn motsvarar då höjden på riggen över vågorna och hur ofta man får jättevågen över sig under diskens tänka levnadstid.

(att slå metallisk hårt med hammare på magnet så kan det få magneten att tappa mer eller mindre av sin magnetstyrka av de mekaniska stötvågorna som går igenom magnetmaterialet - så att knacka hårt på tex. axeln för att få dit en remskiva med presspassning på en motor med PM-magneter är ingen bra idé etc.)

Samma termodynamiska och kvantmekaniska effekter finns också på flashmedia och ju färre elektroner man har per cell och datanivå så blir verkan av varje utslagen av termodynamiken/kvantmekaniken elektron större på den senare mätta signalen - det som man kallar för spänningsglidningen och takten på att fångade elektroner flyr sina 'fängelser' ökar ungefär med dubbla takten per 4 grader C - hårddiskskivors magnetpartiklar behöver en bra bit över 100 grader C i förvarings temperatur för att se samma 'dataflykt'-takt som man ser redan vid 25 grader C på flashmedia.

Vet inte vad de har gjort för magiska trix med skrivhuvudenas utformning senare år för att packa tätare utan energi-assisterade system (MAMR/HAMR) - Huvudproblemet är att man kan läsa betydligt smalare spår än att skriva spår - gör man skrivnålen för liten får man inte tillräcklig magnetstyrka för att slå om S och N-polerna på magnetkornen - och idag skrivs det med 2.4 Tesla - dvs. maximal mättnad på de magnetfältsledande materialen som styr runt magnetfältet till rätt ställe. Med andra ord 'fläcken' som magnetnålen skriver är betydligt bredare än läshuvudet vars läshuvudet medger (mycket) smalare spår.

Sätter man spåren för tätt så börja man skada spåren på var sida av spåren man skriver med skrivhuvudet och med SMR-diskar så använde man tekniken strukturerad med avsiktlig överskrivning delvis av föregående spår så att bara en remsa med valid data kvarstår på den föregående spåret och inte bredare än vad läshuvudet precis behöver för att läsa datat korrekt.

HAMR och MAMR är teknik att kunna skriva mindre spår än vad ön/fläcken för magnetfältet är i storlek och i kombination med hårdare magnetmaterial än vad som kan skrivas om med 2.4 Tesla i magnetstyrka från skrivhuvudet just för att datat inte skall skrivas om på grannspåren trots att dessa är under full styrka från skrivnålen.

För att skriva data på avsiktligt ställe har man 2 tekniker - MAMR där man med mikrovågor försöker få fram en oscillation magnetiskt med en amplitud nära magnetisk omslag för magnetpartikeln och med magnetfältet från skrivhuvudet ovanpå som BIAS kan det få tillräckligt starkt magnetfält för omslag - problemet - att få den kombinationsverkan till en väldigt liten fläck på skrivytan och inte påverka grannspåren.

HAMR löser det på annat sätt - med en laser värmer upp skivytan så att magnetkornen närmar sig Curie-temperatur och därmed minskar sin motstånd att slå om magnetiskt - 'problemet' - hur gör man cyanfärgat ljus kring 500 nm till en fläck som är mindre än 50 nm, kanske tom. 10 nm i framtiden - och här är det högnivå-fysik och man använder närfälts-effekt av plasmon och dessa effekter visas först vid nanometer-avstånd från ytor - vilket är lagom höjd för läshuvud över diskskivan...

I princip använder man tex en mycket tunn guldlager i ändan på vågledaren för ljuset och bokstavligen formar det som en antenn-array (ja man kan se det som radiovågor i dom här skalorna) som samverkar och motverkar så att man får en mycket riktad stråk av ljus många gånger mindre än en våglängd i diameter (under 1/10-dels våglängd fullt möjligt) och sedan hettar upp ytan den träffar.

Plasmon är definierat som en kvasipartikel i fysiken på samma sätt som 'hål' i en dopad halvledare som i en transistor - det är inte någon riktig partikel men verkan är som om det vore en partikel (tex. att 'hål i transistor är mycket långsammare att röra på sig än elektron och har betydelse vid mycket snabba omslag beroende på hur fort P och N-material laddar upp och ur sig) - lite också som fotonen (men fotonen är faktiskt en elementarpartikel), eller fononen som är en kvantisering av mekaniska vågrörelser i en yta eller stav

Verkan av plasmoner är det som tex. ger metallytor färg och tex. guld så är översta resonansen för plasmon nedanför ultraviolett och därför reflekteras inte den blåa delen av ljuset och ger guldet dess gulton, koppar är annan metall som har plasmon med resonansfrekvens en bit ned i synliga spektrumet och därför ger dess röda färg etc. - silver kan inte användas för att spegla UV-ljus men aluminium går bra i tex spegelteleskop ovan jord.

För att klarlägga: HAMR/MAMR inte är en variant av PMR/CMR/SMR

Utan är tekniker att kunna magnetisera smalare spår än vad som kan göras med skrivnålen - tekniken styr inte om man gör intilliggande spår (PMR/CMR) eller överlappande spår med resulterande ännu mer smala spår (SMR) - läshuvuden kan man skala ned ytterligare fortfarande, men skrivningen verkar har nått sin minsta storlek och måste ha hjälp av extra energi på rätt plats på magnetkornen som skall omagnetiserad med den fältstyrkan som skrivnålen har och inte kan höjas.

Dessutom hjälper det inte med att höja magnetfältet om det hade varit möjligt då 'skrivön' med stark magnetfält ändå är större än spåren man tänker skriva. och att minska magnetfältet för mindre skrivö kräver mjukare magnetkorn och då börja man offra långtidshållbarheten istället