+ Môi trường oxide

+ Môi trường tấm phim mỏng (Thin – Film)

+ Môi trường AFC (antiferromagnetically coupled)

Lớp trung gian oxide được cấu thành từ các hợp chất khác nhau, chứa oxit sắt như là thành phần hoạt động. Lớp từ tính được tạo ra trên đĩa bằng cách phủ lên platter nhôm một chất lỏng đặc sánh chứa các phân tử oxit sắt. Chất lỏng này lan khắp đĩa bằng cách quay các platter ở tốc độ cao; lực ly tâm đã làm cho chất này trôi từ vùng trung tâm platter ra phía ngoài, tạo ra một lớp phủ bằng phẳng trên platter. Bề mặt platter. Bề mặt platter sau đó sẽ được xử lý và đánh bóng. Cuối cùng một lớp vật liệu bảo vệ và bôi trơn bề mặt được thêm vào và mang đi đánh bóng. Lớp áo oxide thường dày khoảng 1/30 triệu inch. Nếu bạn có thể nhìn vào một ổ đĩa có các paltter phủ oxide bạn sẽ thấy các platter này hơi nâu hay có màu hổ phách.

Khi mật độ ổ đĩa tăng, lớp trung gian từ tính cần phải mỏng hơn và được cấu thành hoàn hảo hơn. Các ổ đĩa dung lượng cao nhất đã làm vượt trội những khả năng của lớp áo oxide. Bởi vì lớp trung gian oxide rất mỏng, các ổ đĩa sử dụng chúng dễ bị hư do và chạm với đầu từ nếu ổ đĩa bị xóc nẩy trong quá trình vận hành. Hầu hết các ổ đĩa cũ, đặc biệt là những ổ đĩa dòng cấp thấp, sử dụng lớp trung gian oxide trên các platter. Lớp trung gian oxide, đã được sử dụng từ 1955, vẫn còn phổ biến bởi vì giá thành tương đối thấp và dễ ứng dụng. Tuy nhiên ngày nay, rất ít đĩa sử dụng lớp trung gian oxide.

Lớp trung gian tấm phim mỏng còn mỏng hơn, cứng hơn và được cấu thành hoàn hảo hơn lớp trung gian oxide. Tấm phim mỏng đã được phát triển như là lớp trung gian hiệu suất cao cho phép một thế hệ ổ đĩa mới có được những độ cao của đầu từ nối thấp hơn, các đầu từ này lần lượt làm tăng mật độ ổ đĩa ở mức có thể.

Lớp trung gian tấm phim mỏng được đặt tên rất thích hợp. Lớp phủ đạt đến mức độ mỏng hơn ở phương pháp phủ lớp oxide. Lớp trung gian tấm phim mỏng cũng được biết đến như là lớp trung gian được mạ (plated) hay thổi (sputtered) bởi vì các quy trình khác nhau được sử dụng để lắng đọng một lớp phim mỏng trên các platter.

Lớp trung gian được mạ lớp phim mỏng được sản xuất bằng cách phủ lớp trung gian từ tính trên đĩa bằng cơ cấu mạ điện, cũng giống như lớp mạ chrome được phủ trên bộ cản xe hơi. Platter nhôm/magnesium hay thủy tinh cũng đều được ngâm vào hàng loạt bồn hóa chất làm phủ lên platter nhiều lớp phim kim loại. Bản thân lớp trung gian từ tính là một hợp kim cobalt dày khoảng 1 μ – inch.

Lớp trung gian được thổi lớp phim mỏng được tạo ra bởi lần phủ đầu tiên các platter nhôm một lớp nickel phosphorus và tiếp đến phết nguyên liệu từ tính hợp kim cobalt qua quy trình lắng đọng chân không liên tục gọi là kỹ thuật thổi (sputtering). Quy trình này để lại những lớp từ tính mỏng cỡ 1μ –inch hoặc ít hơn trên đĩa, trong một kiểu tương tự với cách mà các vi mạch silic được phủ những lớp kim loại trong công nghiệp bóng bán dẫn. Kỹ thuật thổi này một lần nữa được sử dụng để thực hiện một sự khó khăn cự kỳ, lớp áo cacbon bảo vệ dày 1 μ-inch. Nhu cầu cần có một môi trường gần như chân không đã làm cho kỹ thuật thổi trở thành một quy trình tốn kém nhất được mô tả ở đây.

Bề mặt của các paltter được thổi có chứa những lớp từ tính mỏng cỡ 1 μ – inch. Do bề mặt này cũng rất nhẵn, đầu từ có thể lơ lửng gần bề mặt đĩa hơn so với trước đây. Chiều cao nổi nhỏ cỡ 10nm (nanometers, hoặc khoảng 0.4 μ – inch ) bên trên bề mặt là có thể. Khi đầu từ gần hơn với platter, mật độ những chuyển đổi thông lượng từ tính có thể được gia tăng để cung cấp dung lượng lưu trữ lớn hơn. Ngoài ra, cường độ gian tăng của vùng từ tính trong quá trình đọc gần cũng cung cấp các biên độ tín hiệu cao hơn cần thiết cho sự thực thi từ tín hiệu đến âm thanh tốt.

Cả hai quy trình thổi và mạ đều có kết quả là một lớp phim rất mỏng và cứng của lớp trung gian từ tính trên các platter. Bởi vì lớp trung gian tấm phim mỏng rất cứng nên chịu đựng và chạm tốt hơn với các đầu từ ở tốc độ cao. Thật sự, tấm phim mỏng hiện đại hầu như không thể bị trầy xước. Nếu có thể mở ổ đĩa để xem các platter, bạn sẽ thấy rằng các platter được phủ một lớp trung gian tấm phim mỏng trông như các tấm kính.

Sự tiến bộ mới nhất trong môi trường ổ đĩa được gọi là môi trường được kết hợp chống sắt từ (AFC: antiferromagnetically coupled) và được thiết kế để cho phép các mật độ sẽ được đẩy xa hơn các giới hạn trước đó. Bất cứ lúc nào mật độ được gia tăng, lớp từ tính trên platter phải được làm càng mỏng hơn. Mật độ vùng (các rãnh ghi ở mỗi inch nhân với các bit ở mỗi inch) đã gia tăng trong ổ cứng đến giai đoạn các hạt trong lớp từ tính được sử dụng để lưu trữ liệu biến thành rất nhỏ đến nỗi lúc nào cũng không ổn định, làm cho việc lưu trữ dữ liệu trở thành không đáng tin cậy. Điều này được gợi là giới hạn siêu thuận từ (superparamagnetic limit), ban đầu nó được xác định là giữa 30Gb/sq.in. hay được mong đợi nhiều hơn trong tương lai. Các ổ đĩa vượt quá 200Gb/sq.in.hay được mong đợi nhiều hơn trong tương lai. Các ổ đĩa vượt quá 200Gb/sq. in, được kỳ vọng sẽ xuất hiện trong tương lai với nhiều công nghệ mới trong vận hành.

Môi trường AFC bao gồm hai lớp từ tính được tách biệt bởi một lớp phim mỏng dày bằng 3 nguyên tử (6 angstrom) của nguyên tố ruthenium. IBM đã đưa ra thuật ngữ “pixie dust” có liên quan tới lớp rethenium cực mỏng này. Dạng giống bánh sandwich này cho ra một kết hợp chống sắt từ cửa các lớp từ tính phía trên cùng và dưới cùng, làm cho độ dày từ tính biểu kiến của toàn bộ kiến trúc giữa lớp từ tính trên và lớp từ tính dưới khác nhau. Điều này cho phép việc sử dụng các lớp từ tính dầy hơn về mặt vật lý với các hạt lớn hơn ổn định hơn, do đó chúng có thể hoạt động như thể chúng thực sự là một lớp đơn mà toàn bộ đều rất mỏng hơn.

IBM đã giới thiệu môi trường AFC bắt đầu với dòng ổ đĩa máy tính xách tay Travelstar 30GN 2 ½” vào năm 2001; chúng là những ổ đĩa đầu tiên trên thị trường sử dụng môi trường AFC. Ngoài ra, IBM cũng công bố môi trường AFC trong ổ đĩa 3 ½” của máy tính để bàn bắt đầu Deskstar 120 GXP. AFC cũng được Hitachi Global Storage Technologies sử dụng bàn bắt đầu Deskstar 120 GXP. AFC cũng được Hitach Global Storage Technologies sử dụng – công ty sở hữu bộ phận ổ cứng IBM trước đây – cũng như tất cả nhà sản xuất khác. Công dựng của AFC dự kiến cho phép các mật độ vùng được mở rộng đến 100Gb/sq.in. và hơn thế nữa, khi kết hợp với PMR (perpendicular magnetic recording) mật độ gia tăng gấp hai lần. Cũng nhận thấy rằng, như là dạng của môi trường tấm phim mỏng, nếu gỡ bỏ lớp vỏ bảo vệ xung quanh các platter, bạn sẽ thấy rằng chúng trông giống như các tấm gương.

+ Để có nhiều thông tin về môi trường AFC và những công nghệ tiên tiến khác, xem chương 8 “Các nguyên tác lưu trữ từ tính”.