Научная статья на тему 'Изменения состояния тонкопленочных слоев магнитных материалов, применяемых в системах внешней памяти жестких магнитных дисков'

Изменения состояния тонкопленочных слоев магнитных материалов, применяемых в системах внешней памяти жестких магнитных дисков Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
261
36
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ИМПУЛЬСНОЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ / МАГНИТНЫЙ ДИСК / КОЭРЦИТИВНАЯ СИЛА МАТЕРИАЛА / АТОМНАЯ СИЛОВАЯ МИКРОСКОПИЯ / МАГНИТНЫЙ РЕЛЬЕФ

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Хлопов Борис Васильевич, Самойлова Валерия Сергеевна, Юрьев Игорь Анатольевич

Проведены исследования и анализ характеристик материалов на основе кобальт-содержащих материалов, который позволил уточнить их магнитную восприимчивость и разработать технологическое оборудование для исследования магнитных свойств образцов под воздействием внешнего электромагнитного поля. При рассмотрении магнитных свойств тонких пленок, исследовались такие характеристики материалов как коэрцитивная сила и намагниченность насыщения, а также их зависимость от технологических условий напыления (давление кислорода, скорость осаждения, температура), толщины пленки, процентного состава составляющих ее элементов, термообработки (отжиг) и микроструктуры пленки. Определено значение намагниченности тонкопленочного магнитного материала до насыщения. Разработан метод исследования магнитной восприимчивости тонкопленочных материалов применяемых в устройствах записи информации. Представлено разработанное технологическое оборудование, предназначенное для исследования воздействия импульсного электромагнитного поля на структуры материалов жестких магнитных дисков. Приведен способ контроля магнитных свойств тонкопленочных магнитных материалов, в процессе которого образцы магнитных дисков экспонировались импульсным магнитным полем с целью изменения фазового состояния материала. Образцы магнитных дисков с записанной информацией исследовались на оборудовании АСМ (атомной силовой микроскопии) по разработанной и предложенной пошаговой методике при воздействии импульсным магнитным полем до полного стирания информации и насыщения магнитного материала исследуемого диска. Учитывая, что химический состав и структура магнитных материалов в системах внешней записи является коммерческой тайной производителей, для получения достоверной информации, рассмотрены диски с различным объёмом памяти, такие как Hitachi Travelstar 5K500, Hitachi Ultrastar A7K1000, Seagate Barracuda , Seagate Barracuda ES2 . Полученные результаты проиллюстрированы примерами картин магнитного рельефа поверхностей дисков с записанной информацией до и после воздействия импульсными магнитными полями ориентированными нормально (ортогонально плоскости диска) и продольно (касательно плоскости диска), а также с разными значениями напряженности. Определено значение напряженности внешнего воздействующего магнитного поля до насыщения тонкопленочного магнитного материала. Воздействие внешним магнитным полем, со значением напряженности превышающим значение насыщения магнитного материала, изменяет состояние и структуру магнитного материала без возможности восстановления фрагментов записи. Проведенные исследования подтверждены экспериментальными результатами.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Хлопов Борис Васильевич, Самойлова Валерия Сергеевна, Юрьев Игорь Анатольевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Изменения состояния тонкопленочных слоев магнитных материалов, применяемых в системах внешней памяти жестких магнитных дисков»

ИЗМЕНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ СЛОЕВ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В СИСТЕМАХ ВНЕШНЕЙ ПАМЯТИ ЖЕСТКИХ МАГНИТНЫХ ДИСКОВ

Хлопов Борис Васильевич,

ФГУП "Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт им. академика А.И. Берга", Москва, Россия, hlopovu@yandex.ru

Самойлова Валерия Сергеевна,

ФГУП "Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт им. академика А.И. Берга", Москва, Россия

Юрьев Игорь Анатольевич,

ФГУП "Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт им. академика А.И. Берга", Москва, Россия

Ключевые слова: импульсное магнитное поле, магнитный диск, коэрцитивная сила материала, атомная силовая микроскопия, магнитный рельеф.

Проведены исследования и анализ характеристик материалов на основе кобальт-содержащих материалов, который позволил уточнить их магнитную восприимчивость и разработать технологическое оборудование для исследования магнитных свойств образцов под воздействием внешнего электромагнитного поля. При рассмотрении магнитных свойств тонких пленок, исследовались такие характеристики материалов как коэрцитивная сила и намагниченность насыщения, а также их зависимость от технологических условий напыления (давление кислорода, скорость осаждения, температура), толщины пленки, процентного состава составляющих ее элементов, термообработки (отжиг) и микроструктуры пленки. Определено значение намагниченности тонкопленочного магнитного материала до насыщения. Разработан метод исследования магнитной восприимчивости тонкопленочных материалов применяемых в устройствах записи информации. Представлено разработанное технологическое оборудование, предназначенное для исследования воздействия импульсного электромагнитного поля на структуры материалов жестких магнитных дисков. Приведен способ контроля магнитных свойств тонкопленочных магнитных материалов, в процессе которого образцы магнитных дисков экспонировались импульсным магнитным полем с целью изменения фазового состояния материала. Образцы магнитных дисков с записанной информацией исследовались на оборудовании АСМ (атомной силовой микроскопии) по разработанной и предложенной пошаговой методике при воздействии импульсным магнитным полем до полного стирания информации и насыщения магнитного материала исследуемого диска. Учитывая, что химический состав и структура магнитных материалов в системах внешней записи является коммерческой тайной производителей, для получения достоверной информации, рассмотрены диски с различным объёмом памяти, такие как Hitachi Travelstar 5K500, Hitachi Ultrastar A7KI000, Seagate Barracuda <ST31000333AS>, Seagate Barracuda ES2 <ST3I000340NS>. Полученные результаты проиллюстрированы примерами картин магнитного рельефа поверхностей дисков с записанной информацией до и после воздействия импульсными магнитными полями ориентированными нормально (ортогонально плоскости диска) и продольно (касательно плоскости диска), а также с разными значениями напряженности. Определено значение напряженности внешнего воздействующего магнитного поля до насыщения тонкопленочного магнитного материала. Воздействие внешним магнитным полем, со значением напряженности превышающим значение насыщения магнитного материала, изменяет состояние и структуру магнитного материала без возможности восстановления фрагментов записи. Проведенные исследования подтверждены экспериментальными результатами.

Для цитирования:

Хлопов Б.В., Самойлова В.С., Юрьев И.А. Изменения состояния тонкопленочных слоев магнитных материалов, применяемых в системах внешней памяти жестких магнитных дисков // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. - 2015. - Том 9. - №12. - С. 5-11.

For citation:

Hlopov B.V., Samoylova V.S., Yuryev I.A. Changes of a condition of thin-film layers of the magnetic materials applied in systems of external memory of magnetic hard dick. T-Comm. 2015. Vol 9. No.12, рр. 5-11. (in Russian).

Введение

В длительный период развития магнитной записи в качестве магнитных носителей информации, применяемых б системах внешней памяти, предложены различные тонкопленочные материалы, как с перпендикулярной, так и с параллельной магнитной записью [1].

Требования, предъявляемые к носителю информации с перпендикулярной магнитной записью, включают высокую перпендикулярную анизотропию, высокую коэрцитивную силу в перпендикулярном направлении рабочего слоя и высокую однородность его магнитных свойств. Кроме того, носитель должен иметь хорошую коррозийную стойкость и механическую прочность. С повышением информационной плотности записи неизбежен переход к более тонким рабочим слоям, что, в свою очередь, влечет за собой повышение требований не только к технологическим условиям формирования рабочего слоя, но и к качеству и однородности поверхности основы, на которой он формируется.

Исследование свойств материалов проведено с целью уточнения электротехнических характеристик и новых физических свойств, для дальнейшего их использования при разработках радиоэлектронных изделий и устройств для стирания информации. Анализ материалов на основе кобальт-содержащих материалов позволил уточнить магнитную восприимчивость материалов и разработать технологическое оборудование для исследования магнитных свойств образцов под воздействием внешнего электромагнитного поля.

Свойства кобальт-содержащих материалов

Магнитные свойства СоО-пленок [1] рассмотрены на образцах полученных методом вакуумного электроннолучевого испарения кобальта в атмосфере кислорода при сравнительно небольшой толщине пленок, составляющей всего лишь 0,2 мкм. С повышением давления кислорода при формировании пленок уменьшается намагниченность насыщения и увеличивается отношение Мг1-/ Мг . Зависимости коэрцитивной силы Не1 и Не" от давления кислорода при 2,8«10"2 Па и скорости осаждения 4 нм/с имеют максимумы: Нс1^ 104 кА/м и Не" = 48 кА/м. При более высокой скорости осаждения (90 нм/с) приближение к максимумам коэрцитивной силы с изменением давления кислорода становится более плавным и максимальное значение Не1 и Не" уменьшаются: Не- = 80 кА/м, а Не" = 40 кА/м. В то же время максимумы и приходятся на диапазон температур подложки 300...350°С (= 96 кА/м и = 72 кА/м). СоО-тонкие пленки, как и кобальт-хромовые, обладают перпендикулярной магнитной анизотропией. Энергия перпендикулярной магнитной анизотропии Со-СоО-пленок составляет около 0,3 дБ/см3, а коэрцитивная сила - Не1 к 160 кА/м.

Материалы содержащие кобальт, хром, вольфрам и углерод обладают оригинальными магнитными свойствами. СоСгУУС-пленки приобретают большую перпендикулярную магнитную анизотропию и по механической и

коррозийной стойкости превосходят кобальт-хромовые пленки. СоСгИЬ пленки с небольшим содержанием ниобия (5...10%), полученные магнетронным распылением, образуют двухслойную структуру [2]. Нижний эпитак-сиальный слой СоСгИЬ-пленки имеет довольно низкую коэрцитивную силу. Например, при 10% содержания ниобия коэрцитивная сила может быть уменьшена до 3,2 кА/м. В основном верхнем слое СоСгГ\1Ь пленки, как и в СоСг-пленке, формируются столбчатые кристаллы.

Магнитные свойства кобальт-хромовых

тонкопленочных слоев

Магнитные свойства кобальт-хромовых тонкопленочных слоев зависят от толщины пленки, процентного состава составляющих ее элементов, технологических условий напыления и термообработки, микроструктуры пленки.

С уменьшением толщины кобальт-хромовых пленок уменьшается коэрцитивная сила. Для пленок, толщина которых больше 130 нм, она практически не изменяется и примерно равна 16 кА/м, а для более тонких пленок ее значение еще меньше. Для кобальт-хромовых пленок тоньше 200 нм, наблюдается осцилляция коэрцитивной силы. Это вызвано слабой ориентацией кристаллических зерен во внутренних областях зародыше-образования и слабым взаимодействием между ними.

В зависимости от состава кобальт-хромовых сплавов намагниченность насыщения М5, напыленных из них тонкопленочных образцов, изменяется в широких пределах - от 300 до 786 кА/м [3]. Данные значения М5, взяты для образцов, изготовленных ионно-плазменным напылением на стеклянные подложки со скоростью осаждения 20 нм/мин при давлении рабочего газа-аргона около 0,4 Па и первоначальном давлении в камере — давлении остаточных газов - 6,65-Ю"4 Па. С увеличением процентного содержания хрома намагниченность насыщения Мэ для кобальт-хромовых сплавов убывает. Зависимость М5 от процентного содержания хрома для тонкопленочных образцов не совпадает с аналогичной зависимостью массивных образцов. Кобальт-хромовые сплавы с 20,5%, имеют положительную энергию анизотропии Ки, а для сплавов с меньшим содержанием хрома она отрицательна. Для тонкопленочного образца с отрицательной энергией анизотропии вектор намагниченности насыщения находится в его плоскости.

При положительной энергии анизотропии он перпендикулярен плоскости тонкопленочного образца. Точка с нулевой энергией анизотропии соответствует кобальт-хромовому сплаву с содержанием около 20,5% хрома, его намагниченность насыщения составляет около 400 кА/м. Магнитные свойства кобальт-хромовых тонкопленочных образцов зависят от технологических условий их напыления. Изменяется и намагниченность насыщения: для 80% Со, 20% Сг тонкопленочных образцов увеличивается от 500 до 650 кА/м, При этом изменяется коэффициент прямоугольное™ петли гис-

терезиса, определяемый отношением остаточной намагниченности к намагниченности насыщения.

Такое изменение магнитных свойств можно объяснить атомной рекомбинацией, локальным окислением и сегрегацией микроструктуры а границах зерен. Другие технологические параметры - скорость осаждения и давление аргона при напылении влияют в меньшей степени на магнитные свойства кобальт-хромовых пленок. Результаты свидетельствуют о том, что и магнитные, и анизотропные свойства кобальт-хромовых пленок сильно зависят от температуры подложки при напылении, которая является одним из важных технологических параметров [4]. Магнитные свойства кобальт-хромовых пленок и их структурные параметры существенно зависят от термообработки.

На рисунке 1 приведены изменения магнитных параметров тонкопленочных материалов. Наиболее ощутимые изменения магнитных и анизотропных параметров наблюдаются при температуре отжига выше 300°С. Поле анизотропии Ни и коэрцитивная сила при температуре отжига, равной 400 °С, достигают максимумов, Остальные параметры: намагниченность насыщения Мб, квадратичная величина микронапряжений е, дисперсия С-осей Д90,5 и параметр кристаллической решетки с1 в плоскости, перпендикулярной С-оси, - все они с увеличением температуры отжига уменьшаются. Исключение составляет когерентная длина: по мере роста температуры отжига она монотонно возрастает. С повышением температуры отжига намагниченность насыщения приближается к значению Мб массивного материала, а параметр решетки с! - к значению для соответствующего однофазного материала - кобальта.

Н,КА/М

г

8<№.Гп ?(ЖГг

Го 1-Г.пО

150 200 гн> зоо 350 4оо 450 500 °С

Рис. 1. Изменения магнитных параметров тонкопленочных материалов при температуре отжига

Фазовые переходы кобальт-хромовых тонкопленочных образцов

Кобальт-хромовые тонкопленочные образцы с высоким содержанием кобальта, характеризуются двумя видами аллотропии, проявляющимися в наличии £-фазы гексагональной с плотной упаковкой структуры

и а-фазы гранецентрированной кубической структуры. Их соотношение и переход между ними зависят от чистоты, условий термообработки и скорости охлаждения; г.-фа за формируется при температуре ниже примерно 400°С, а а-фаза при более высокой температуре. В кобальт-хромовых пленках сильная перпендикулярная анизотропия обусловливается ориентацией С-осей кристаллитов е-фазы в перпендикулярном к плоскости пленки направлении. Кристаллиты а-фазы даже при небольшом ее объеме не способствуют ориентации С-осей, что приводит к уменьшению перпендикулярной магнитной анизотропии. От объема а-фазы сильно зависит константа магнитострикции.

Микроструктура кобальт-хромовых пленок

Микроструктура кобальт-хромовых пленок неоднородна по толщине. Изменение микроструктуры существенно влияет на процессы намагничивания. При сравнительно низкой степени ориентации С-осей и большой сегрегации на границах столбчатых образований атомов возможен разрыв доменных стенок, который наиболее вероятен на неоднородностях, что влечет за собой процесс неоднородного намагничивания. Однако в кобальт-хромовых пленках с высокой степенью ориентации С-осей (такие образцы обычно характеризуются высокой коэрцитивной силой) возможно равномерное по всей толщине движение доменных границ, что и наблюдается после отжига при 480°С.

При осаждении кобальт-хромового слоя в нем могут возникать различного рода дефекты, которые приводят к искажению характеристик записи-воспроизведения [5, б]. Плотность и размеры таких дефектов зависят от качества поверхности подложки, ее состава, качества обработки ее моющими средствами и условий напыления.

Модуль Юнга для кобальт-хромовых пленок почти такой же, как и для массивных образцов того же состава и существенно не зависит ни от содержания хрома, ни от температуры подложки. Однако, как уже отмечалось, константа магнитострикции сильно зависит от обоих параметров. С другой стороны, модуль Юнга зависит от давления аргона. Из анализа картин микроструктуры кобальт-хромовых пленок, полученных при разных давлениях аргона, вытекает, что упругие, магнитные и анизотропные свойства зависят не только от соотношения а- и к-фаз, но и от плотности дефектов кристаллической решетки обеих фаз, т.е. от сложной морфологии пленок. В результате рассмотренных данных можно заключить, что для осаждения ионно-плазменным способом кобальт-хромовых пленок с приемлемой кристаллической структурой, необходимо выбрать состав около 20% хрома, температуру подложки 100... 200°С и давление аргона не больше 0,266 Па. В целом кристаллическая структура улучшается с уменьшением процентного содержания кислорода в атмосфере рабочего газа при напылении и увеличении толщины пленок.

7Т\

ной информации (магнитный рельеф поверхности тонкопленочного слоя, полученный на АСМ, будет иметь вид "туманного пейзажа").

Экспериментально установлено, что информация записанная на магнитном диске стирается периодическим импульсным магнитным полем (рис. 4). Амплитудное значение напряженности периодического магнитного поля а любой точке внутреннего пространства рабочей камеры устройства стирания информации должно составлять не менее 600 кА/м в частотном диапазоне от 0,1 до 20000 Гц, при продольной и перпендикулярной ориентациях векторов магнитной индукции относительно плоскости рабочего тонкопленочного магнитного слоя НЖМД с произвольным типом записи. Для уточнения и подтверждения полученных экспериментальных результатов проведено исследование материалов на дисках различных фирм.

Исследовалось стирание информации с современных многодисковых НЖМД, отличающихся высокой плотностью записи: Hitachi Travelstar 5К500 (3 магнитных диска, 0.5 ТБ); Hitachi Ultrastar А7К1000 (5 магнитных дисков, 1ТБ); Seagate Barracuda <ST3100033 3AS> (4 магнитных диска, 1ТБ); Seagate Barracuda ES2 <ST31000340NS> (4 магнитных диска, 1ТБ).

Качество стирания записанной информации контролировалось методами АСМ путём регистрации магнитного рельефа поверхности каждого диска в нескольких точках до и после воздействия магнитных полей. На рисунке 5 приведены характерные магнитные картины с разных участков поверхности одного из дисков трёх-дискового винчестера Hitachi Travelstar 5К500, после воздействия магнитными полями стирающего устройства значением напряженности 750 кА/м с длительностью импульса 2,5 мс. На фрагменте (рис. 5) полученной с помощью АСМ визуально запись не наблюдается, откуда можно сделать заключение, что информация полностью стёрта. На рисунке 6 приведены характерные магнитные изображения с дисков НЖМД Hitachi Ultrastar А7К1000 после воздействия импульсного магнитного поля с такими же характеристиками. Характерной особенностью является то, что на всех поверхностях 5 дисков имеются участки как с полностью стёртой информацией, так и с ее остатками.

Естественно, чтение этой информации штатными магнитными головками НЖМД практически неосуществимо [9]. Методами атомной силовой микроскопии это рельеф может быть визуализирован, однако восстановление остаточных фрагментов информации сопряжено с большими техническими трудностями. Следует отметить, что картины, приведенные на рис. 6 характерны для всех 5 дисков указанного типа НЖМД.

Неполное стирание информации связано с экранировкой импульсного магнитного поля металлическими элементами НЖМД [10, 11]. Заметную роль, при этом играют конструкция корпуса и алюминиевые подложки (толщиной ~ 1 мм) самих магнитных дисков.

а) б)

Рис, 5. Примеры картин магнитного рельефа поверхностей дисков винчестера Hitachi Travelstar 5К500, после воздействия импульсными магнитными полями ориентированными: а) поперечно (ортогонально плоскости диска); б) продольно (касательно плоскости диска)

а) 6)

Рис. 6. Картины магнитного рельефа в разных участках поверхностей дисков винчестера Hitachi Ultrastar А7К1000Д ТВ после воздействия импульсным магнитным полем: а) первый диск; б) пятый диск

Для проверки этого предположения один из НЖМД перед стиранием информации был разобран, и воздействие магнитным полем осуществлялось непосредственно на каждый диск в отдельности. При этом стирание информации было полным, что подтверждает достаточную величину амплитуды применяемого магнитного импульса для надёжного перемагничивания магнитных материалов, используемых в исследованных НЖМД.

Аналогичные результаты были получены и для НЖМД Seagate Barracuda <ST31000333AS> (4 магнитных диска, 1ТБ); Seagate Barracuda ES2 <ST31000340NS>(4 магнитных диска, 1ТБ).

Заключение

Исследования и анализ характеристик магнитных материалов на основе кобальт-содержащих материалов позволили определить их коэрцитивную силу, значение намагниченности тонких пленок магнитного материала до насыщения и изменения их фазового состояния. При этом в материалах статьи представлено разработанное технологическое оборудование с магнитной системой обеспечивающей создание импульсных магнитных полей, напряженность которых превосходит значения

7T\

коэрцитивной силы материала существующих носителей информации. По разработанному и предложенному методу проведены экспериментальные проверки магнитных материалов, применяемых при изготовлении НЖМД различными производителями (представлены в статье), с использованием атомной силовой микроскопии. Величина напряженности магнитного поля, воздействующего на тонкие слои, при котором происходит поворот доменов в одном направлении и стирание записанной информации с дисков - не менее 750 кА/м получена экспериментально при воздействии внешним магнитным полем со значением напряженности превышающим значение насыщения магнитного материала при этом происходит изменение состояний и структуры магнитного материала без возможности восстановления фрагментов записи.

Уверены, что предложенные исследования найдут широкое применение в случаях нежелательного доступа к информации.

Литература

1. Гуляев Ю.В., Хлопов Б.В., Лобанов B.C., Митягин Ал.Ю., Соколовский A.A., Тимирязева М.П., Фесенко М.В. Влияние внешних магнитных полей на информационную магнитную структуру современных жестких дисков // Нано-микросистемная техника, № 11. - М., 2010. С, 10-14.

2. Гуляев Ю.В., Хлопов В.В., Житковский В.Д., Казанцев Г.В., Митягин Ал. Ю., Муравьев Э.Н., Романьков A.C., Соколовский A.A. Уничтожение информации с накопителей на жестких магнитных дисках // Инженерная физика, №2. - М., 2004. С. 2-12.

3. Хлопов Б.В., Митягин А..Ю., Романьков A.C. и др., Разработка нормативных документов, выбор перспективных инструментальных средств для создания и применения техноло-

гий проектирования, разработки и постановки на производство информационных и программных средств, информационных технологий и автоматизированных систем военного назначения, отвечающих требованиям по безопасности информации // « Первопут-Д1». - М.: Изд. НПФ «Промтехн». Т.1. 2000.

4. Кравченко И.С., Хлопов Б.В., Фесенко М.В., Кузминых A.C. Внешнее магнитное поле для оперативного уничтожения информации на магнитных носителях // Журнал «Перспективные материалы», ISSN 1028-978Х. - M., 2008, Спец. Вып. С. 299-300.

5. Homma Т. // J, Magn. Soc. Jap. 1991. V. 15. P. 113.

6. Ohnuma S. // IEEE Trans, on Magn. 1988. V. 24. P. 2551.

7. Хлопов B.B., Кузьминых A.C., Лобанов B.C., Митягин Ал.Ю. Устройство для стирания записи с магнитных носителей / Патент на изобретение №2428749 от 10,09.2011 г. (приоритет от 29.03.2010 г). Бюл. №25.

8. Хлопов Б.В., Лобанов B.C., Бондарев Ю.С., Кузьминых A.C. Метод контроля стирания информации в информационных локальных сетях // Вестник МАИ. №3. - М., 2011. Т. 18. С. 155-160.

9. Хлопов Б.В., Фесенко М.В., Герус C.B., Митягин Ал.Ю., Соколовский A.A., Темирязева М.П. Влияние экранирования при воздействии импульсных магнитных полей на жесткие магнитные носители информации // Труды XV Международная научно-техническая конференция «Высокие тнхнологии в промышленности России». - М., 2009. - С. 223-227.

10. Гуляев Ю.В., Хлопов Б.В., Митягин Ал.Ю., Соколовский А А. Способ стирания записей на магнитном носителе и устройство для его осуществления / Патент на изобретение № 2267170 (приоритет от 05.05.2003 г). Опубликовано 27.12.2005. Бюл. №36.

11. Хлопов Б.В., Соколовский A.A., Митягин Ал.Ю. Способ стирания записи с магнитного носителя и устройство для его осуществления / Патент на изобретение № 2217816 (приоритет от 12.02,2002 г). Опубликовано 27.11.2003. Бюл. № 33.

CHANGES OF A CONDITION OF THIN-FILM LAYERS OF THE MAGNETIC MATERIALS APPLIED IN SYSTEMS OF EXTERNAL MEMORY OF MAGNETIC HARD DICK

Hlopov B.V., Samoylova V.S., Yuryev I.A., Federal state unitary enterprise "The central research radio engineering institute of the academician A.I. Berg", Moscow, Russia,

hlopovu@yandex.ru

Abstract

Researches and the analysis of characteristics of materials on a basis cobalt - the containing materials who allowed to specify their magnetic susceptibility are conducted and to develop processing equipment for research of magnetic properties of samples under the influence of an external electromagnetic field. By consideration of magnetic properties of thin films, such characteristics of materials as the coercive force and magnetization of saturation, and also their dependence on technological conditions of a dusting (oxygen pressure, sedimentation speed, temperature), thickness of a film, percentage of the elements making it, heat treatments (annealing) and microstructures of a film were investigated. Value of magnetization of thin-film magnetic material before saturation is defined. The method of research of a magnetic susceptibility of the thin-film materials applied in data recording devices is developed. The developed processing equipment intended for research of impact of a pulse electromagnetic field on structures of materials of hard magnetic drives is presented. The way of control of magnetic properties of thin-film magnetic materials in the course of which samples of magnetic disks were exhibited by a pulse magnetic field for the purpose of change of a phase condition of material is given. Samples of magnetic disks with the written-down information were investigated on the equipment NPM (nuclear power microscopy) by the developed and offered step-by-step technique at influence by a pulse magnetic field before full deleting of information and saturation of magnetic material of the studied disk. Considering that the chemical composition and structure of magnetic materials in systems of external record is a trade secret of producers, for receiving reliable information, disks with various memory size, such as Hitachi Travelstar 5K500, Hitachi Ultrastar A7K1000, Seagate Barracuda <st31000333as>, Seagate Barracuda ES2 <st31000340ns> are considered. The received results are illustrated with examples of pictures of a magnetic relief of surfaces of disks with the written-down information before influence by the pulse magnetic fields focused normally (orthogonally the disk planes) and is longitudinal (concerning the disk plane), and also with different values of intensity. Value of intensity of the external influencing magnetic field before saturation of thin-film magnetic material is defined. Influence by an external magnetic field with the value of intensity exceeding value of saturation of magnetic material changes a state and structure of magnetic material without possibility of restoration of fragments of record. The conducted researches are confirmed with experimental results.

Keywords: pulse magnetic field, magnetic disk, coercive force of material, nuclear power microscopy, magnetic relief.

References

1. Gulyaev Yu.V., Hlopov B.V., Lobanov B.S., Mityagin A. Yu., Sokolovsky A.A., Timiryazeva M.P., Fesenko M.V. Influence of external magnetic fields on information magnetic structure of modern hard drives / Nano-microsystem equipment, No. 11. M., 2010, pp. 10-14. (in Russian)

2. Gulyaev Yu.V., Hlopov B.V., Zhitkovsky V.D., Kazantsev G.V., Mityagin A.Yu., Muraviev E.N., Romankov A.S., Sokolovsky A.A. Destruction of information from stores on hard magnetic drives / Engineering physics, No. 2. M., 2004, pp. 2-12. (in Russian)

3. Hlopov B.V., Mityagin A.Yu., Romankov A.S., etc., Development of normative documents, a choice of perspective tools for creation and application of technologies of design, development and statement on production information and software, information technologies and the automated military systems meeting the requirements for safety of information / "Pervoput-D1", M. Prod., NPF of "Promtekhn", T.1, 2000. (in Russian)

4. Kravchenko I.S., Hlopov B.V., Fesenko M.V., Kuzminykh A.S. An external magnetic field for expeditious destruction of information on magnetic carriers//the Magazine "Perspective Materials", ISSN 1028-978X, M., 2008, Special Vyp. pp. 299-300. (in Russian)

5. Homma T. / J. Magn. Soc. Jap. 1991. V. 15. P. 113. (in Russian)

6. Ohnuma S. / IEEE Trans. on Magn. 1988. V. 24. P. 2551. (in Russian)

7. Hlopov B.V., Kuzminykh A.S., Lobanov B.S., Mityagin A.Yu. Magnetic carriers record deleting device / the Patent for the invention No. 2428749 from 10.09.2011g. (a priority from 29.03.2010g). Bulletin No. 25. (in Russian)

8. Hlopov B. V., Lobanov B.S., Bondarev Yu.S., Kuzminykh A.S. A control method of deleting of information in information local networks / MAI Bulletin, No. 3. M., 2011, volume 18, S. pp. 155-160. (in Russian)

9. Hlopov B.V., Fesenko M.V., Gerus S.V., Mityagin A.Yu., SokolovskyA.A., Temiryazeva M.P. Influence of shielding at impact of pulse magnetic fields on rigid magnetic data carriers / Works the XV International scientific and technical conference. (in Russian)

10. Gulyaev Y.V., Hlopov B.V., Mityagin A.Yu., Sokolovsky A.A. Method of deleting of records on the magnetic carrier and the device for its implementation / Patent on the invention No. 2267170 (a priority of 05.05.2003). It is published 27.12.2005. Bulletin No. 36. (in Russian)

11. Hlopov B.V., Sokolovsky A.A., Mityagin A. Yu. Method of deleting of record from the magnetic carrier and the device for its implementation / Patent on the invention No. 2217816 (a priority of 12.02.2002). It is published 27.11.2003. Bulletin No. 33. (in Russian)

r r\

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.