나노기술 및 정책 정보

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  물질·재료연구기구(NIMS) 자성재료센터 호노 카즈히로( 野和博)센터장, 다카하시 유키코(高橋有紀子) 주간연구원, Zhang Li 연구원은 철-백금(FePt) 규칙합금 나노 입자를 균일한 크기로 분산시킨 고보자력(高保磁力)(37 kOe) 수직자화막을 제작하는 데 성공했다.

  이 나노 입자분산 수직자화막을 이용하여 히타치 글로벌 스토리지 테크놀로지(日立 GST) 산호세 연구센터의 Barry C. Stipe 박사 등은 열(熱) 어시스트 자기기록 헤드에 의한 기록시험을 실시하여, 현행 하드디스크 드라이브(HDD)의 수직 자기기록 방식의 기록밀도 최고치와 동등한 450Gbit/평방인치의 열 어시스트자기기록이 달성 가능하다는 것을 보였다. 이러한 고보자력 철-백금계 나노 입자 분산 수직자화막의 개발에 의해 차세대 초고밀도 자기기록 방식으로 제안되고 있는 열 어시스트 방식에 적합한 매체의 실용화에 한 발 다가섰다.
  현재 시판되고 있는 HDD 기록 밀도의 최고치는 약 550 Gbit/평방인치 정도다. 기록 밀도를 높이면 HDD의 소형화 및 소비 전력 저감에 크게 공헌할 수 있어 현행의 수직 자기기록 방식에 다양한 개량 시도가 이루어지고 있지만, 현행 방식으로는 1 Tbit/평방인치 정도가 한계로 여겨지고 있다. 이 기록 밀도를 4Tbit/평방인치로까지 비약적으로 향상시키기 위해서는 새로운 자기기록방식으로의 이행이 필요하며, 이를 위한 유망한 기록 방식의 하나가 열어시스트 자기기록이다.

  열 어시스트 자기기록의 헤드는 히타치 GST에서 개발이 진행되었지만, 지금까지 수 나노미터의 입자 크기로 사이즈 분산이 작고 결정 방향을 배향한 열 어시스트 방식에 적합한 기록 매체의 개발이 지연되고 있었다. 열 어시스트 방식의 매체에는 우선 수 나노미터 크기의 자석 입자를 균일하게 분산시켜 자화(磁化)되기 쉬운 결정 방향을 막에 수직되게 배열시키는 기술이 필요하다. 재료로서는 기록 정보를 장기간 보유하기 위해서 나노 크기의 입자에서도 자화가 열로 반전하지 않는, 결정 자기이방성이 높은 강자성 재료를 사용할 필요가 있다. 이러한 재료로는 철과 백금의 합금인 원자가 규칙적으로 배열된 '규칙합금'이 최적으로 여겨졌다. 그러나 철-백금계 규칙합금을 사용하여 열 어시스트 매체에 적합한 입자분산성이 좋은 나노입자 분산 수직자화막의 제작이 불가능했다.
  이번 연구에 의해 열 어시스트 자기기록에 적합한 나노 구조를 철-백금계 합금을 이용하여 제작하는 데 성공하였고, 그 매체를 사용하여 열어시스트 자기기록으로서 최고치인 450 Gbit/평방인치의 기록 밀도가 실증되었다. 이로써, 실험실 수준에서 제작된 나노 입자구조를 갖는 철-백금계 매체의 공업적인 제조 기술을 확립하면 열 어시스트 자기기록의 실용화에 크게 공헌할 것으로 기대된다.
  본 연구 성과는 8월 16~18일, 미국 샌디에고에서 개최되는‘제21회 자기기록 국제회의(TMRC2010)’에서 발표된다. 본 연구에서 히타치 GST의 열 어시스트 자기기록은‘NEDO 초고밀도 나노 비트 자기기록 기술의 개발(그린 IT 프로젝트)’사업의 일환으로 이루어졌다.