近日消息，石墨烯旗艦計劃合作伙伴英國劍橋大學(xué)、瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）、瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)實驗室以及石墨烯旗艦計劃準(zhǔn)成員英國埃克塞特大學(xué)的研究人員與印度CSIR-先進(jìn)材料與工藝研究所、新加坡國立大學(xué)（NUS）、新加坡A*STAR、伊利諾伊大學(xué)和美國阿貢國家實驗室的研究人員共同合作，證明石墨烯可用于生產(chǎn)機械硬盤（HDD）。這項技術(shù)可能帶來超高密度磁性數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的進(jìn)步：單位平方英寸數(shù)據(jù)存儲量可以從目前的1Tb提高到10Tb。

硬盤包含兩個主要部件：盤片和磁頭。數(shù)據(jù)是通過磁頭寫在盤片上的，磁頭在盤片旋轉(zhuǎn)時在上面移動。磁頭和盤片之間的空間不斷縮小，以實現(xiàn)更高的密度。目前，碳基外涂層（COCs）——用于保護(hù)盤片免受機械損傷和腐蝕的層——占據(jù)了這個空間的很大一部分。自1990年以來，機械硬盤的數(shù)據(jù)密度已經(jīng)翻了兩番，外涂層的厚度從12.5納米減少到約3納米，數(shù)據(jù)密度可以達(dá)到1Tb/in2。然而，要想在數(shù)據(jù)存儲方面有明顯的改善，達(dá)到10Tb/in2的密度，就必須使COCs的厚度小于1nm。

由于目前的涂層在2納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，并測試了涂層的摩擦、磨損、腐蝕、熱穩(wěn)定性和潤滑劑兼容性。除了無與倫比的薄度，石墨烯還滿足了硬盤外涂層的所有理想特性：防腐蝕、低摩擦、耐磨損、硬度、潤滑劑兼容性和表面光滑度。研究人員驗證了石墨烯能夠使摩擦力減少兩倍，并且比最先進(jìn)的COC涂層更耐腐蝕和磨損。單層石墨烯可減少2.5倍的腐蝕，多層石墨烯顯示出優(yōu)異的性能，磨損率降低了三個數(shù)量級。

1-4層石墨烯是通過化學(xué)氣相沉積（CVD）生長出來的，并被轉(zhuǎn)移到目前硬盤技術(shù)中使用的Co-alloy硬盤基材上。石墨烯旗艦項目的研究人員還將石墨烯轉(zhuǎn)移到由鐵鉑合金（FePt）制成的硬盤上作為磁記錄層，以測試熱輔助磁記錄（HAMR）--一種新的磁存儲技術(shù)，通過將記錄層加熱到高溫，使其存儲密度比目前的要高很多。目前的COC不能經(jīng)受住HAMR的高溫，但穩(wěn)定性測試證實，石墨烯可以經(jīng)受住類似HAMR的條件，而不會發(fā)生退化。因此，基于石墨烯的外涂層與創(chuàng)新技術(shù)結(jié)合使用，如HAMR和比特圖案化磁記錄（BPM）--一種將磁介質(zhì)圖案化為小柱子的方法，可實現(xiàn)高面積密度--預(yù)計將超過目前的HDD，提供前所未有的10Tb/in2或更高的數(shù)據(jù)密度。

 "證明石墨烯可以作為傳統(tǒng)硬盤驅(qū)動器的保護(hù)層，并且能夠承受HAMR條件是一個非常重要的結(jié)果。這將進(jìn)一步推動新型高面積密度硬盤的發(fā)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(fù)責(zé)人Mar García-Hernández說："硬盤的數(shù)據(jù)密度躍升10倍，磨損率大幅降低，對于實現(xiàn)更可持續(xù)和耐用的磁性數(shù)據(jù)記錄至關(guān)重要?；谑┑募夹g(shù)發(fā)展正沿著正確的軌道向一個更可持續(xù)的世界邁進(jìn)。"