[發(fā)明專利]讀寫(xiě)接觸式硬盤(pán)的磁頭、硬盤(pán)設(shè)備及轉(zhuǎn)移方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410100304.5
• 申請(qǐng)日: 2014-03-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103824566A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭泉水;張首沫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G11B5/255
• 分類號(hào): G11B5/255;G11B5/53;G11B5/60
• 代理公司: 北京博雅睿泉專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11442
• 代理人: 馬佑平;王昭智

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及存儲(chǔ)設(shè)備領(lǐng)域，更準(zhǔn)確地說(shuō)，涉及一種讀寫(xiě)時(shí)，能與盤(pán)體始終保持原子接觸的磁頭結(jié)構(gòu)、盤(pán)體以及一種硬盤(pán)設(shè)備；本發(fā)明還涉及一種向磁頭滑塊上轉(zhuǎn)移二維原子晶體材料層的方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)機(jī)械硬盤(pán)（hard?disk?drive，簡(jiǎn)稱HDD）在工作時(shí)一般采用磁頭在盤(pán)體上飛行的模式，其與盤(pán)片保持一定的距離，且磁頭沿盤(pán)片徑向移動(dòng)；靜止（非工作）時(shí)磁頭相對(duì)于盤(pán)片呈接觸式啟停狀態(tài)。

磁存儲(chǔ)技術(shù)是一種近場(chǎng)技術(shù)，讀寫(xiě)磁信息時(shí)磁場(chǎng)強(qiáng)度隨著磁頭與磁介質(zhì)之間距離的增大呈現(xiàn)指數(shù)衰減。目前，磁存儲(chǔ)單元的尺寸越來(lái)越小，磁頭讀寫(xiě)器與磁介質(zhì)之間的距離也越來(lái)越小，以保證快速讀寫(xiě)磁盤(pán)上的磁信息的準(zhǔn)確度。但這種距離的減小受到磁頭飛行高度、磁頭滑塊表面的類金剛石膜厚度以及磁介質(zhì)上方的類金剛石保護(hù)膜厚度和潤(rùn)滑層厚度等的限制

磁盤(pán)中磁頭滑塊作為磁頭組件的核心部件之一，具有兩方面的作用，一是它的表面具有某種圖形能與盤(pán)面形成氣浮軸承，以穩(wěn)定地飛在盤(pán)面上方且能隨著盤(pán)面的高低變化實(shí)現(xiàn)俯仰、翻轉(zhuǎn)及擺動(dòng)等；另一方面，它承載著讀寫(xiě)磁頭及相關(guān)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換電路。因此，合理的磁頭滑塊結(jié)構(gòu)及形貌對(duì)磁存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要。隨著硬盤(pán)存儲(chǔ)容量與日俱增，盤(pán)片存儲(chǔ)介質(zhì)的顆粒日益減小，為了保證數(shù)據(jù)存取的可靠性，磁頭的飛行高度也不斷減小，因而要求磁頭滑塊的體積及重量越來(lái)越小。

除了傳統(tǒng)的飛行模式硬盤(pán)之外，中國(guó)專利ZL201010115892.1（發(fā)明名稱；一種硬盤(pán)設(shè)備）公開(kāi)了一種接觸式讀寫(xiě)的硬盤(pán)設(shè)備，其中利用具有低摩擦的原子級(jí)光滑表面的材料覆蓋磁頭和盤(pán)體以及利用該原子級(jí)光滑表面間范德華力支撐來(lái)降低磁頭與盤(pán)體間距離。該專利利用磁頭下表面材料與盤(pán)體上表面材料之間的范德華柔性支撐作用代替?zhèn)鹘y(tǒng)的飛行模式，將磁頭與盤(pán)體的間距從傳統(tǒng)飛行模式的2-5nm范圍降低至1nm以下。同時(shí)，利用磁頭下表面和盤(pán)體表面包裹的單層原子層材料形成低摩擦、“接觸式”運(yùn)動(dòng)。但是，所述“低摩擦”并沒(méi)有清晰定義，通常理解為仍然具有很小的摩擦；在覆蓋在磁頭和盤(pán)體的原子級(jí)光滑表面的材料是同一種材料時(shí)，例如石墨烯，由于存在共度現(xiàn)象，磁頭在接觸式讀取過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生磁頭和盤(pán)體表面材料的磨損，從而導(dǎo)致磁盤(pán)損壞。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種讀寫(xiě)超潤(rùn)滑“原子接觸”式硬盤(pán)的磁頭，在讀寫(xiě)時(shí)，能與盤(pán)體始終保持“原子接觸”且二者處于“超潤(rùn)滑”狀態(tài)。“原子接觸”定義為兩層原子級(jí)平整的表面相互平行，兩層界面之間沒(méi)有或幾乎沒(méi)有其他雜質(zhì)并且界面之間原子不形成化學(xué)鍵，界面之間依靠范德華相互作用的接觸形式。“超潤(rùn)滑”狀態(tài)指的是界面之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)摩擦力幾乎為零的狀態(tài)。

為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種讀寫(xiě)接觸式硬盤(pán)的磁頭，包括磁頭滑塊，其特征在于：所述磁頭滑塊上用于和盤(pán)體配合的接觸面為平面，所述磁頭滑塊的接觸面上設(shè)有至少一層由原子級(jí)平整的一種二維原子晶體材料，在讀取數(shù)據(jù)時(shí)，所述磁頭滑塊和盤(pán)體之間始終保持原子接觸，原子接觸的平衡距離在該原子接觸中范德華力的作用勢(shì)的最低點(diǎn)。

為了進(jìn)一步減小滑塊與盤(pán)體的摩擦力，所述覆層由磁頭滑塊的底面延伸至其側(cè)面。