專利名稱：一種硬盤設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大容量存儲(chǔ)設(shè)備，尤其是涉及一種基于低摩擦的原子級(jí)光滑表面的硬
盤設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前的硬盤存儲(chǔ)器都有以下特點(diǎn)磁頭、盤片及運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)密封；固定并高速旋轉(zhuǎn) 的鍍磁盤片表面平整光滑；磁頭沿盤片徑向移動(dòng)；磁頭對(duì)盤片接觸式啟停，但工作時(shí)呈飛 行狀態(tài)不與盤片直接接觸。磁頭在停止工作時(shí)，與磁盤是接觸的，但是在工作時(shí)呈飛行狀 態(tài)。 隨著信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，人類對(duì)于各式各樣信息技術(shù)的需求不斷上升，諸如對(duì)信息 處理的速度、信息傳輸?shù)乃俣?、人機(jī)界面的速度等等的需求永遠(yuǎn)不會(huì)滿足于現(xiàn)狀。因此，人 類對(duì)于信息存儲(chǔ)量的需求也是一樣，需要快速、超高密度、穩(wěn)定的讀寫的永久存儲(chǔ)。
硬盤的存儲(chǔ)由磁性材料上的雙穩(wěn)態(tài)磁單元組成，以滑動(dòng)的磁頭移動(dòng)到存儲(chǔ)位置達(dá) 到讀寫的目的。磁單元為自然的雙穩(wěn)態(tài)，若非讀寫失誤，信息基本上可以永久存儲(chǔ)。磁單元 的存儲(chǔ)密度由原子分子的特性決定，硬盤的讀寫是一種近場(chǎng)機(jī)制，就像原子力顯微鏡的極 限分辨率是單原子大小一樣，硬盤的存儲(chǔ)密度還有非常大的發(fā)展?jié)摿?，其終極密度將遠(yuǎn)遠(yuǎn) 超過(guò)目前已開(kāi)發(fā)量，而且隨著需求的上升，還會(huì)有更好的材料出現(xiàn)。但是為了獲得足夠的分 辨率，硬盤磁頭大小必須和硬盤單位的磁單元大小相當(dāng)。因此隨著存儲(chǔ)密度的不斷增加，磁 頭的大小也在不斷減小。然而存儲(chǔ)單元和磁頭的減小會(huì)降低硬盤讀寫時(shí)的信號(hào)強(qiáng)度，而為 了保證磁頭具有足夠的靈敏性，就必須不斷降低磁頭和盤體磁性材料之間的間距。目前硬 盤的讀寫都是采用磁頭懸浮在盤體上方幾納米高度的空氣懸浮式讀寫技術(shù)，降低磁頭和盤 體磁性材料的高度主要通過(guò)合理設(shè)計(jì)磁頭外形以降低飛行高度和選取合理的保護(hù)層、潤(rùn)滑 層材料以降低這兩層厚度來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而按照懸浮式讀寫技術(shù)條件，要想達(dá)到1Tbits/ir^的 存儲(chǔ)密度，磁頭的飛行高度必須小于3. 5納米。如果進(jìn)一步降低磁頭和磁性單元的距離將 受到兩方面的制約一方面由于硬盤采用空氣懸浮式讀寫技術(shù)，磁頭在讀寫過(guò)程中懸浮在 盤體上方，磁頭和盤體的振動(dòng)，空氣懸浮軸承本身的穩(wěn)定性要求磁頭有一定的飛行高度；另 一方面磁頭需要保護(hù)層，盤體磁性材料需要保護(hù)層和潤(rùn)滑層，這三層材料都需要一定的厚 度，同樣制約著磁頭和磁性材料距離的降低。 另外，隨著計(jì)算機(jī)整體性能的大幅提高，尤其是隨著高速接口技術(shù)的快速發(fā)展，硬 盤的讀寫速度已明顯落后于其他器件，成為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸。目前主流硬盤傳輸性 能的提升主要是靠提高磁盤轉(zhuǎn)速和記錄密度來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是磁盤轉(zhuǎn)速的提高受限于很多因 素如硬盤的機(jī)械結(jié)構(gòu)、盤體的振動(dòng)、空氣懸浮軸承的阻尼和穩(wěn)定性、驅(qū)動(dòng)馬達(dá)壽命等，已經(jīng) 沒(méi)有太大的提升空間了。而根據(jù)前面分析磁盤記錄密度的提高受限于讀寫信號(hào)強(qiáng)度以及磁 單元材料性質(zhì)，也很難在短期內(nèi)有重大提高。因此需要提出一種能夠直接降低飛行高度的 硬盤設(shè)備，使其不僅能夠?qū)崿F(xiàn)磁頭與盤體進(jìn)行接觸式讀寫，而且還能夠獲得讀寫速度大幅 提高。
此外，讀寫穩(wěn)定性是衡量硬盤性能的另外一個(gè)重要指標(biāo)。 一般計(jì)算機(jī)(尤其工業(yè) 用計(jì)算機(jī))上的硬盤都無(wú)法避免震動(dòng)，高低溫，高海拔等惡劣環(huán)境。硬盤在這些惡劣條件 下，不但使用壽命會(huì)縮短，而且可能會(huì)因?yàn)橥话l(fā)故障影響日常生產(chǎn)生活。另外，傳統(tǒng)硬盤在 跌落等沖擊載荷下也很容易損壞，影響數(shù)據(jù)安全性。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述制約現(xiàn)有硬盤技術(shù)的瓶頸問(wèn)題之一，本發(fā)明提出了一種新的硬盤設(shè) 備。該技術(shù)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體以及利用該原子級(jí)光 滑表面間范德華力來(lái)降低磁頭和盤體間距，可以實(shí)現(xiàn)超高密度、超高讀寫速度和高穩(wěn)定性 的新一代硬盤。 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了如下所述的技術(shù)方案。 一種硬盤設(shè)備，包括磁頭和 盤體，所述磁頭和所述盤體具有低摩擦的原子級(jí)光滑表面。 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述低摩擦的原子級(jí)光滑表面包括單層石墨烯、二硫 化鉬、鉍、鉬、云母之一。 在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述盤體具有覆蓋整個(gè)盤體的低摩擦的原子級(jí)光滑 表面。 在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述盤體具有覆蓋所述磁道部分的低摩擦的原子級(jí) 光滑表面。 在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，在讀取數(shù)據(jù)時(shí)，所述磁頭與所述盤體之間的距離保 持在1納米之內(nèi)。 —種磁盤設(shè)備，包括盤體和與盤體相對(duì)應(yīng)的傳動(dòng)臂，以及設(shè)置在所述傳動(dòng)臂末端 的磁頭陣列，所述磁頭陣列包括與所述盤體的磁道數(shù)目相對(duì)應(yīng)的多個(gè)磁頭，所述多個(gè)磁頭 的間隔與所述磁道間隔相對(duì)應(yīng)，所述多個(gè)磁頭具有低摩擦的原子級(jí)光滑表面，所述盤體具 有覆蓋所述磁道部分的低摩擦的原子級(jí)光滑表面。 在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，所述低摩擦的原子級(jí)光滑表面包括單層石墨烯、二 硫化鉬、鉍、鉬、云母之一。 在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，在讀取數(shù)據(jù)時(shí)，所述磁頭和所述盤體間距保持在1 納米之內(nèi)。 在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，所述盤體為非圓形，在讀取數(shù)據(jù)時(shí)，所述傳動(dòng)臂相對(duì) 于所述盤體進(jìn)行移動(dòng)。 在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，所述硬盤設(shè)備還包括以一主軸為中心設(shè)置的多個(gè)圓 形盤體，所述傳動(dòng)臂包括與盤體相對(duì)應(yīng)的多個(gè)傳動(dòng)臂，在讀取數(shù)據(jù)時(shí)，所述盤體以主軸為中 心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。 —種硬盤設(shè)備，包括多個(gè)盤體和與所述盤體相對(duì)應(yīng)的多個(gè)圓盤式讀寫頭，所述盤 體和所述圓盤式讀寫頭交替布置在同一個(gè)主軸上，主軸和驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接；其中每個(gè)所述圓 盤式讀寫頭包括與所對(duì)應(yīng)的盤體的磁道數(shù)目相對(duì)應(yīng)的多個(gè)環(huán)形讀寫頭，各環(huán)形讀寫頭位于 一同心圓上，每個(gè)環(huán)形讀寫頭包括多個(gè)磁頭，其中每個(gè)環(huán)形讀寫頭和磁盤的一個(gè)磁道對(duì)應(yīng)。
通過(guò)上述的技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn) 1、利用原子級(jí)光滑表面間的范德華力作為柔性支撐，大大降低磁頭和盤體間距，相應(yīng)地提高了磁盤的存儲(chǔ)密度，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)硬盤的接觸式讀寫。 2、原子級(jí)光滑表面間極低摩擦系數(shù)可以輕易實(shí)現(xiàn)極高轉(zhuǎn)速，提高硬盤數(shù)據(jù)讀寫速 度。 3、自動(dòng)尋道多讀寫頭并行讀寫，消除了尋道時(shí)間，提高讀寫速度。 4、可以很好的解決傳統(tǒng)硬盤在耐高低溫、防震、防沖擊等方面的缺陷，大大提高硬
盤的穩(wěn)定性。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的硬盤設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明的石墨烯范德華柔性支撐軸承受力隨層間距變化圖； 圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例的能夠轉(zhuǎn)動(dòng)讀寫的硬盤設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖； 圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例的能夠滑動(dòng)讀寫的硬盤設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖； 圖5是根據(jù)本發(fā)明的石墨烯圓盤單位面積回復(fù)力隨兩圓盤偏心距變化圖； 圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的同心圓陣列讀寫頭的硬盤設(shè)備剖面圖以及 圖7是根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行并行讀寫數(shù)據(jù)時(shí)的數(shù)據(jù)分塊示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖更加詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的硬盤設(shè)備的具體實(shí)施例。 本發(fā)明利用設(shè)置在硬盤設(shè)備的磁頭和盤體上的低摩擦的原子級(jí)光滑表面提供磁
頭和盤體之間的范德華柔性支撐，具體來(lái)說(shuō)，如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的硬盤設(shè)
備，包括磁頭和盤體，其中磁頭和盤體具有低摩擦的原子級(jí)光滑表面。其中，所述原子級(jí)光
滑表面包括單層石墨烯、二硫化鉬、鉍、鉬、云母等之一。 由于盤體和磁頭都具有低摩擦的原子級(jí)光滑表面，依靠它們之間的范德華相互作 用可以支撐磁頭在盤體上高速滑動(dòng)，從而提高磁盤的穩(wěn)定性。下面就以單層石墨烯為例來(lái) 詳細(xì)說(shuō)明磁頭與磁盤的接觸式受力原理 兩層石墨上任意兩個(gè)碳原子間的范德華相互作用可以用6/12形式的 Lernmrd-Jones勢(shì)描述-
<formula>formula see original document page 5</formula> 其中rij表示上層碳原子i和下層碳原子j的間距，Eu表示兩個(gè)碳原子之間的范
德華相互作用能量，F(xiàn)ij表示兩個(gè)碳原子之間的受力，e = 0. 00284電子伏，o =3.4埃。 對(duì)于上下兩層石墨間的受力可以通過(guò)對(duì)上下兩層碳原子的連續(xù)化近似，積分得
到 <formula>formula see original document page 5</formula>
其中p表示石墨層內(nèi)碳原子的數(shù)密度，S15 ^分別表示上下兩個(gè)石墨表面，dSl， ds2上下兩層石墨的面積微元，r表示上下兩個(gè)石墨平面兩面積微元間距，z表示兩層石墨 間距，E兩層石墨的能量，F(xiàn)兩層石墨受力。 通過(guò)數(shù)值計(jì)算得到兩層石墨之間的支撐力隨石墨間距的變化如圖2所示。通過(guò)此 圖可以發(fā)現(xiàn)兩層石墨間距極小的變化就會(huì)產(chǎn)生109帕量級(jí)的回復(fù)力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其它材料能 產(chǎn)生的回復(fù)力，這樣在不加任何外部約束和控制的情況下，可以保證在讀寫過(guò)程中磁頭與 盤體保持小于1納米，最優(yōu)為大約0. 34納米的穩(wěn)定高度。因此石墨層間的范德華柔性支撐 可以給接觸式讀寫技術(shù)提供足夠的支撐強(qiáng)度，保證磁頭在讀寫過(guò)程中一直保持在最佳的高 度，這是接觸式讀寫技術(shù)的關(guān)鍵。同時(shí)由于石墨層間摩擦非常低(摩擦系數(shù) 0. OOl)，面內(nèi) 熱導(dǎo)非常高(5000瓦/米.度)，因此保證了接觸式讀寫技術(shù)即使在硬盤轉(zhuǎn)速非常高的情況 下，都不會(huì)因?yàn)檫^(guò)熱而被損壞。 以上僅以單層石墨烯為例對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施例進(jìn)行了描述，應(yīng)該知道本發(fā)明的 低摩擦原子級(jí)光滑表面不僅限于上述材料，具有上述性質(zhì)的任何材料，包括但不限于二硫 化鉬、鉍、鉬、云母等均可以用于本發(fā)明的硬盤設(shè)備，這些均不脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。
特別地，可以在整個(gè)盤體上覆蓋低摩擦的原子級(jí)光滑表面。由于低摩擦的原子級(jí) 光滑表面具有完美的平面結(jié)構(gòu)、良好的化學(xué)穩(wěn)定性、優(yōu)異的導(dǎo)熱性，因此使用這種低摩擦的 原子級(jí)光滑表面可以取代傳統(tǒng)硬盤上的保護(hù)層和潤(rùn)滑層，或者將該低摩擦的原子級(jí)光滑表 面覆蓋在保護(hù)層和潤(rùn)滑層上，能夠大大降低涂層厚度；并且還能夠降低磁頭和盤體磁性材 料之間的間距，為硬盤密度的提高提供足夠的空間。此外，現(xiàn)有硬盤設(shè)備中的尋道和伺服系 統(tǒng)可以適應(yīng)性地應(yīng)用于本發(fā)明的硬盤設(shè)備中。這對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是容易實(shí)現(xiàn) 的。 可以通過(guò)如下的方式制備在整個(gè)盤體覆蓋具有低摩擦原子級(jí)光滑表面的盤體，對(duì) 盤體覆蓋石墨烯的加工工藝可以利用目前成熟的外延生長(zhǎng)石墨烯技術(shù)，在單晶銅或者鎳基 底上外延生長(zhǎng)一層石墨烯。然后利用目前廣泛應(yīng)用的石墨烯轉(zhuǎn)移技術(shù)把石墨烯轉(zhuǎn)移到盤體 上，從而在硬盤的盤體上實(shí)現(xiàn)石墨烯涂層。利用這層石墨覆蓋或者取代傳統(tǒng)硬盤盤體上的 保護(hù)層和潤(rùn)滑層以及磁頭上的保護(hù)層，實(shí)現(xiàn)硬盤的接觸式讀寫技術(shù)，控制磁頭和盤體磁性 材料的間距在1納米之內(nèi)，從而提高分辨率，減小磁頭的大小。在此基礎(chǔ)上可以把盤體的磁 單元做小，實(shí)現(xiàn)10Tbits/in2的存儲(chǔ)密度。同時(shí)由于磁頭和盤體磁單元的距離小于1納米， 具有足夠的靈敏度，保證硬盤數(shù)據(jù)的正常讀取。 優(yōu)選地，也可以僅在磁道上面覆蓋該低摩擦的原子級(jí)光滑表面，在這種情況下，當(dāng) 磁頭脫離磁道時(shí)，在磁道上的原子級(jí)光滑表面與磁頭之間將產(chǎn)生較大的恢復(fù)力，可以提高 磁頭的定位和跟蹤，從而在高轉(zhuǎn)速、高磁道密度時(shí)保持高讀寫可靠性，因此對(duì)磁頭尋道起到 一定的校準(zhǔn)作用。應(yīng)該知道，可以通過(guò)例如上面描述的制備工藝與磁道加工工藝相結(jié)合來(lái) 制備磁道上覆蓋低摩擦原子級(jí)光滑表面的盤體。 在上述僅在磁道上覆蓋低摩擦原子級(jí)光滑表面的情況下，如圖3所示，本發(fā)明可 以提供一種新的磁盤設(shè)備，包括盤體和與盤體相對(duì)應(yīng)的傳動(dòng)臂，以及設(shè)置在傳動(dòng)臂末端的 磁頭陣列，特別地，所述磁頭陣列包括與盤體的磁道數(shù)目相對(duì)應(yīng)的多個(gè)磁頭，多個(gè)磁頭的間 隔與磁道間隔相對(duì)應(yīng)，多個(gè)磁頭具有低摩擦的原子級(jí)光滑表面，盤體具有覆蓋磁道部分的 低摩擦的原子級(jí)光滑表面。其中，原子級(jí)光滑表面可以為單層石墨烯、二硫化鉬、鉍鉬、云母等。 在每個(gè)磁道和磁頭上覆蓋低摩擦的原子級(jí)光滑表面，利用上述的接觸式讀寫技術(shù) 中磁頭和盤體之間具有范德華相互作用，可以保證每個(gè)磁頭和磁道一一對(duì)應(yīng)，并且能夠保 證在讀寫過(guò)程中磁頭不會(huì)滑出磁道，從而實(shí)現(xiàn)自尋軌多磁頭讀寫。該技術(shù)不需要尋軌過(guò)程， 因此盤體既可以根據(jù)需要做成圓形進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)讀寫，還可以做成非圓形進(jìn)行滑動(dòng)讀寫，例如 直線型等，如圖3和圖4所示。 按照前面提到的接觸式讀寫技術(shù)，磁頭和硬盤磁盤依靠低摩擦的原子級(jí)光滑表面 層間范德華相互作用柔性支撐，層間距能夠達(dá)到小于1納米，優(yōu)選地大約為0. 34納米。讀 寫過(guò)程中磁盤相對(duì)磁頭滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)讀寫。利用低摩擦的原子級(jí)光滑表面的自回復(fù)機(jī)制， 磁頭可以很好的和磁道重疊，降低讀寫系統(tǒng)的復(fù)雜性，保證并行讀寫的順利完成。同時(shí)，通 過(guò)陣列磁頭并行讀寫技術(shù)，可以輕易實(shí)現(xiàn)硬盤讀寫速度的提高。 下面就以單層石墨烯為例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明其具體原理為由于石墨層間的范德華相互 作用，當(dāng)兩個(gè)石墨片滑開(kāi)時(shí)，其會(huì)受到范德華回復(fù)力，自動(dòng)回復(fù)到處是位置。同公式(2)我 們可以得到兩層石墨片錯(cuò)開(kāi)時(shí)的回復(fù)力如公式(3): ￡ = P2 J" )12 -(*)6購(gòu)?fù)?br> Si & 尸=一"^ (3) fix 通過(guò)數(shù)值計(jì)算，當(dāng)石墨片的直徑為4納米時(shí)，兩層石墨片的回復(fù)力隨錯(cuò)開(kāi)距離變 化如圖5所示。從圖上可以看出對(duì)于4納米半徑的石墨片圓盤，范德華回復(fù)力可以達(dá)到將 近100兆帕，因此依靠這個(gè)范德華回復(fù)力，我們可以保證每個(gè)陣列磁頭和硬盤每個(gè)磁道重 疊，并且在讀寫過(guò)程中每個(gè)陣列磁頭都不會(huì)偏離磁道。利用該技術(shù)的新型硬盤就不需要傳 統(tǒng)硬盤中的尋道系統(tǒng)，例如音圈電機(jī)伺服系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了硬盤的機(jī)械結(jié)構(gòu)，并且消除了傳統(tǒng)硬 盤的尋道時(shí)間，提高了讀寫速度。這是該技術(shù)提高硬盤讀寫速度的一個(gè)方面；另一方面提出 陣列磁頭并行讀寫技術(shù)，從根本上能夠提高讀寫速度。 在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，一種硬盤設(shè)備，包括多個(gè)盤體和與盤體相對(duì)應(yīng)的多 個(gè)圓盤式讀寫頭，盤體和圓盤式讀寫頭交替布置在同一個(gè)主軸上，主軸和驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接；其 中每個(gè)圓盤式讀寫頭包括與所對(duì)應(yīng)的盤體的磁道數(shù)目相對(duì)應(yīng)的多個(gè)環(huán)形讀寫頭，各環(huán)形讀 寫頭位于一同心圓上，每個(gè)環(huán)形讀寫頭包括多個(gè)磁頭，其中每個(gè)環(huán)形讀寫頭和磁盤的一個(gè) 磁道對(duì)應(yīng)。主軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)盤體轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤讀寫頭通過(guò)軸承連接在主軸上，讀寫頭一端固定。 也可以盤體連接在軸承上，盤體固定，讀寫頭轉(zhuǎn)動(dòng)。主軸和驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接。具體結(jié)構(gòu)請(qǐng)參照 圖6所示。 在本實(shí)施例中，可以利用并行讀寫技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問(wèn)，即將讀寫數(shù)據(jù)分塊，經(jīng)緩沖 同步后同時(shí)送到磁頭陣列中的每個(gè)磁頭進(jìn)行寫操作；或者同時(shí)把每個(gè)磁頭讀取的數(shù)據(jù)送到 緩沖區(qū)，還原為一個(gè)完整的數(shù)據(jù)文件，通過(guò)文件分割，多頭讀寫提高讀寫速度。例如，首先根 據(jù)讀寫文件的大小確定需要多少個(gè)磁道才能完全寫下，如一個(gè)文件需要3個(gè)磁道大小的空
間，在此基礎(chǔ)上把文件粗分成3塊；然后根據(jù)每個(gè)磁道上陣列磁頭的個(gè)數(shù)，把這3塊數(shù)據(jù)分 成相應(yīng)的小塊；這些小塊數(shù)據(jù)經(jīng)硬盤緩沖同步后同時(shí)傳送到磁頭，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)并行存儲(chǔ)功能。 相應(yīng)地可以實(shí)現(xiàn)并行讀數(shù)據(jù)的功能，具體請(qǐng)參照?qǐng)D7所示。這樣可以大大的提高硬盤內(nèi)部
7數(shù)據(jù)傳輸率，利用現(xiàn)在的高速接口技術(shù)，可以突破硬盤讀寫數(shù)據(jù)的瓶頸。本技術(shù)提到的文件 分塊和還原可以通過(guò)軟件自動(dòng)完成。 利用原子級(jí)光滑表面間的范德華力作為柔性支撐，大大降低磁頭和盤體間距，相
應(yīng)地提高了磁盤的存儲(chǔ)密度，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)硬盤的接觸式讀寫。同時(shí)，通過(guò)自動(dòng)尋道多讀寫頭 并行讀寫技術(shù)，消除了尋道時(shí)間，而且由于原子級(jí)光滑表面間極低摩擦系數(shù)可以輕易實(shí)現(xiàn)
極高轉(zhuǎn)速，因此能夠提高硬盤數(shù)據(jù)讀寫速度。此外，通過(guò)本發(fā)明能夠很好的解決傳統(tǒng)硬盤在 耐高低溫、防震、防沖擊等方面的缺陷，大大提高硬盤的穩(wěn)定性。 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種硬盤設(shè)備，其特征在于，包括磁頭和盤體，所述磁頭和所述盤體具有低摩擦的原子級(jí)光滑表面。
2. 如權(quán)利要求1所述的硬盤設(shè)備，其特征在于，所述低摩擦的原子級(jí)光滑表面包括單層石墨烯、二硫化鉬、鉍、鉬、云母之一 。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的硬盤設(shè)備，其特征在于，所述盤體具有覆蓋整個(gè)盤體的低摩擦的原子級(jí)光滑表面。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的硬盤設(shè)備，其特征在于，所述盤體具有覆蓋所述磁道部分的低摩擦的原子級(jí)光滑表面。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的硬盤設(shè)備，其特征在于，在讀取數(shù)據(jù)時(shí)，所述磁頭與所述盤體之間的距離保持在1納米之內(nèi)。
6. —種磁盤設(shè)備，包括盤體和與盤體相對(duì)應(yīng)的傳動(dòng)臂，以及設(shè)置在所述傳動(dòng)臂末端的磁頭陣列，所述磁頭陣列包括與所述盤體的磁道數(shù)目相對(duì)應(yīng)的多個(gè)磁頭，所述多個(gè)磁頭的間隔與所述磁道間隔相對(duì)應(yīng)，其特征在于，所述多個(gè)磁頭具有低摩擦的原子級(jí)光滑表面，所述盤體具有覆蓋所述磁道部分的低摩擦的原子級(jí)光滑表面。
7. 如權(quán)利要求6所述的硬盤設(shè)備，其特征在于，所述低摩擦的原子級(jí)光滑表面包括單層石墨烯、二硫化鉬、鉍、鉬、云母之一 。
8. 如權(quán)利要求6或7所述的硬盤設(shè)備，其特征在于，在讀取數(shù)據(jù)時(shí)，所述磁頭和所述盤體間距保持在l納米之內(nèi)。
9. 如權(quán)利要求6或7所述的硬盤設(shè)備，其特征在于，所述盤體為非圓形，在讀取數(shù)據(jù)時(shí)，所述傳動(dòng)臂相對(duì)于所述盤體進(jìn)行移動(dòng)。
10. 如權(quán)利要求6或7所述的硬盤設(shè)備，其特征在于，所述硬盤設(shè)備還包括以一主軸為中心設(shè)置的多個(gè)圓形盤體，所述傳動(dòng)臂包括與盤體相對(duì)應(yīng)的多個(gè)傳動(dòng)臂，在讀取數(shù)據(jù)時(shí)，所述盤體以主軸為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
11. 一種硬盤設(shè)備，其特征在于，包括多個(gè)盤體和與所述盤體相對(duì)應(yīng)的多個(gè)圓盤式讀寫頭，所述盤體和所述圓盤式讀寫頭交替布置在同一個(gè)主軸上，主軸和驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接；其中每個(gè)所述圓盤式讀寫頭包括與所對(duì)應(yīng)的盤體的磁道數(shù)目相對(duì)應(yīng)的多個(gè)環(huán)形讀寫頭，各環(huán)形讀寫頭位于一同心圓上，每個(gè)環(huán)形讀寫頭包括多個(gè)磁頭，其中每個(gè)環(huán)形讀寫頭和磁盤的一個(gè)磁道對(duì)應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種硬盤設(shè)備，包括磁頭和盤體，其中磁頭和盤體具有低摩擦的原子級(jí)光滑表面。所述低摩擦的原子級(jí)光滑表面包括單層石墨烯、二硫化鉬、鉍、鉬、云母等。利用原子級(jí)光滑表面間的范德華力作為柔性支撐，大大降低磁頭和盤體間距，相應(yīng)地提高了磁盤的存儲(chǔ)密度，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)硬盤的接觸式讀寫。同時(shí)，由于原子級(jí)光滑表面間極低摩擦系數(shù)可以輕易實(shí)現(xiàn)極高轉(zhuǎn)速，因此能夠提高硬盤數(shù)據(jù)讀寫速度。此外，通過(guò)本發(fā)明能夠很好的解決傳統(tǒng)硬盤在耐高低溫、防震、防沖擊等方面的缺陷，大大提高硬盤的穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)G11B5/255GK101794581SQ20101011589
公開(kāi)日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2010年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月1日
發(fā)明者劉益?zhèn)? 程曜, 鄭泉水 申請(qǐng)人:清華大學(xué)