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近日訊息，石墨烯旗艦計劃合作伙伴英國劍橋大學、瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）、瑞士聯邦材料科學與技術實驗室以及石墨烯旗艦計劃準成員英國埃克塞特大學的研究人員與印度CSIR-先進材料與工藝研究所、新加坡國立大學（NUS）、新加坡A*STAR、伊利諾伊大學和美國阿貢國家實驗室的研究人員共同合作，證明石墨烯可用於生產機械硬碟（HDD）。

這項技術可能帶來超高密度磁性資料儲存技術的進步：單位平方英寸資料儲存量可以從目前的1Tb提高到10Tb。

硬碟包含兩個主要部件：碟片和磁頭。資料是透過磁頭寫在碟片上的，磁頭在碟片旋轉時在上面移動。磁頭和碟片之間的空間不斷縮小，以實現更高的密度。目前，碳基外塗層（COCs）——用於保護碟片免受機械損傷和腐蝕的層——佔據了這個空間的很大一部分。自1990年以來，機械硬碟的資料密度已經翻了兩番，外塗層的厚度從12。5奈米減少到約3奈米，資料密度可以達到1Tb/in2。然而，要想在資料儲存方面有明顯的改善，達到10Tb/in2的密度，就必須使COCs的厚度小於1nm。

由於目前的塗層在2奈米以下就失去了大部分吸引人的特性，研究人員用1至4層石墨烯取代了它們，並測試了塗層的摩擦、磨損、腐蝕、熱穩定性和潤滑劑相容性。除了無與倫比的薄度，石墨烯還滿足了硬碟外塗層的所有理想特性：防腐蝕、低摩擦、耐磨損、硬度、潤滑劑相容性和表面光滑度。研究人員驗證了石墨烯能夠使摩擦力減少兩倍，並且比最先進的COC塗層更耐腐蝕和磨損。單層石墨烯可減少2。5倍的腐蝕，多層石墨烯顯示出優異的效能，磨損率降低了三個數量級。

1-4層石墨烯是透過化學氣相沉積（CVD）生長出來的，並被轉移到目前硬碟技術中使用的Co-alloy硬碟基材上。石墨烯旗艦專案的研究人員還將石墨烯轉移到由鐵鉑合金（FePt）製成的硬碟上作為磁記錄層，以測試熱輔助磁記錄（HAMR）——一種新的磁儲存技術，透過將記錄層加熱到高溫，使其儲存密度比目前的要高很多。目前的COC不能經受住HAMR的高溫，但穩定性測試證實，石墨烯可以經受住類似HAMR的條件，而不會發生退化。因此，基於石墨烯的外塗層與創新技術結合使用，如HAMR和位元圖案化磁記錄（BPM）——一種將磁介質圖案化為小柱子的方法，可實現高面積密度——預計將超過目前的HDD，提供前所未有的10Tb/in2或更高的資料密度。

“證明石墨烯可以作為傳統硬碟驅動器的保護層，並且能夠承受HAMR條件是一個非常重要的結果。這將進一步推動新型高面積密度硬碟的發展，”劍橋石墨烯中心的安娜-奧特說，她是這項研究的作者之一。

石墨烯旗艦計劃賦能材料負責人Mar García-Hernández說：“硬碟的資料密度躍升10倍，磨損率大幅降低，對於實現更可持續和耐用的磁性資料記錄至關重要。基於石墨烯的技術發展正沿著正確的軌道向一個更可持續的世界邁進。”

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