Perpendicular magnetic recording

1. Perpendicular magnetic recording Jean-Pierre Singer-Gassner – M2 ILTS 2006

2. Data storage milestones • 1886: H. Hollerith. Tabulating machine using punch cards. • 1898: V. Poulsen. Telegraphone. • 1919: W. H. Eccles & F. W. Jordan. Flip-flop circuit. Jean-Pierre Singer-Gassner – M2 ILTS 2006

3. Disk data storage milestones • 1932: G. Taushek,Magnetic drum memory • 1941: K. Zuse. Computer using binary process • 1949: New computer design, UC Berkeley Jean-Pierre Singer-Gassner – M2 ILTS 2006

4. Disk data storage milestones • 1952: IBM Research laboratory R. Johnson • 1956: RAMAC 350 disk drive • 1961: IBM 1301 disk drive Jean-Pierre Singer-Gassner – M2 ILTS 2006

5. Disk data storage milestones • 1971: first 8“ floppy disk, IBM • 1991: first 1GB hard disk drive, IBM • 2000: 1 inch disk drive, IBM Jean-Pierre Singer-Gassner – M2 ILTS 2006

6. Disk drive present state of the Art • 2006:Toshiba 2.5" 120GB MK-1233 GAS capacity: 120 GB spindle speed: 4200 rpm Drive transfer rate: 100MBps technology: perpendicular width: 7 cm depth: 10 cm height: 9.5 cm weight: 0.1 kg Jean-Pierre Singer-Gassner – M2 ILTS 2006

7. Hard disk drive fundamentals Jean-Pierre Singer-Gassner – M2 ILTS 2006

8. Enlarged hard disk drive Jean-Pierre Singer-Gassner – M2 ILTS 2006

9. Disk device terminology • Several rotating platters on a spindle with information recorded magnetically on both surfaces • Bits are recorded on tracks, which are divided into sectors • Actuator moves head (end of arm) over track (“seek”), select surface, wait for sector rotate under head, then read or write (R-W) • Cylinder: all tracks under heads Jean-Pierre Singer-Gassner – M2 ILTS 2006

10. Disk device performance • Disk latency = Queuing time + Controller time + Seek time + Rotation time + Transfer time + Controller time • Seek time depends on track number, arm move, seek speed • Rotation time depends on speed disk rotation, distance sector to head • Transfer time depends on date rate (bandwidth) of disk (bit density), size of request Jean-Pierre Singer-Gassner – M2 ILTS 2006

11. Longitudinal magnetic recording Jean-Pierre Singer-Gassner – M2 ILTS 2006

12. Perpendicular magnetic recording Jean-Pierre Singer-Gassner – M2 ILTS 2006

13. Areal density and capacity • Bit: binary digit. Either of the digits 0 or 1 when used in the binary numeration system. • Gigabit (Gbit): One billion bits. • Terabit(Tbit): ten bits to the twelfth power; 1.000.000.000.000 in decimal notation. • Byte: A string that consists of a number of bits, treated as a unit, and usually representing a character or a part of a character. The number of bits in a byte is usually 8. • Megabyte (MB): Unit of information capacity or volume on, for example, a hard disk. A megabyte is equivalent to one million of bytes. • Gigabyte (GB): A unit for measuring computer storage capacity, equal to approximately one billion bytes or one thousand megabytes. Jean-Pierre Singer-Gassner – M2 ILTS 2006

14. Perpendicular magnetic recording basics • Bs: high saturation magnetic flux density • Hc: coercitivity of magnetic recording media • G (Gauss): unit of magnetic flux density unit of magnetic induction • Mx (Maxwell): unit for the magnetic flux One gauss is a magnetic flux density of 1 maxwell per square centimeter. • Oe (Oersted): unit of magnetic induction • Superparamagnetism: loss of magnetization direction caused by thermal energy Jean-Pierre Singer-Gassner – M2 ILTS 2006

15. Hard disk drive technologies Jean-Pierre Singer-Gassner – M2 ILTS 2006

16. Innovative technologies and magnetic materials Jean-Pierre Singer-Gassner – M2 ILTS 2006

17. Diagram of CoNiFe ternary alloys Jean-Pierre Singer-Gassner – M2 ILTS 2006

18. Co/Pd double-layered media Schematic representation of Co/Pd multilayer double-layered media with the Pd/Si dual seedlayer prepared with the N2 gas addition and post-annealing Jean-Pierre Singer-Gassner – M2 ILTS 2006

19. Tree diagrams Arborescences Jean-Pierre Singer-Gassner – M2 ILTS 2006

20. Mass data storage media Légende : Lien générique Lien partitif Lien fonctionnel band and punched card surface deformation rigid disk Hard diskdrive diskette mass data storage unit magnetic storage flexible disk band CD-MO DVD-RAM magneto-optical disk optical storage optical disk CD-ROM DVD-ROM CD-RW flash card semiconductor USB key Jean-Pierre Singer-Gassner – M2 ILTS 2006

21. Supports d’unité de mémoire de masse Légende : Lien générique Lien partitif Lien fonctionnel déformation de surface bande et carte perforées rigide disque dur disquette unité de mémoire de masse magnétique flexible bande CD-MO DVD-RAM magnéto-optique optique CD-ROM DVD-ROM CD-RW disque optique carte flash semiconducteur clé USB Jean-Pierre Singer-Gassner – M2 ILTS 2006

22. Hard disk drive device Légende : Lien générique Lien partitif Lien fonctionnel R/W head Giant Magnetoresistive GMR actuator arm spindle Hard disk drive case tracks platters sectors cylinders Composition du disque dur tête de lecture/écriture Magnétoresistive géante actuateur bras boîtier de disque dur axe moteur pistes plateaux secteurs cylindres Jean-Pierre Singer-Gassner – M2 ILTS 2006

23. Longitudinal magnetic recording NiFe inductive reproducing head R/W head Ring-type head hard disk drive NiFe recording layer platter glass substrate Perpendicular magnetic recording R/W head Single-pole type recording head CoNiFe GMR reproducing head hard disk drive Co/Pd recording layer Pd/Si seedlayer platter CoZrNb SUL glass substrate Jean-Pierre Singer-Gassner – M2 ILTS 2006

24. Enregistrement magnétique longitudinal NiFe tête inductive tête de lecture/écriture tête circulaire disque dur NiFe couche support d’information plateau substrat de verre Enregistrement magnétique perpendiculaire tête de lecture/écriture Ring-type head CoNiFe tête GMR disque dur Co/Pd couche support d’information Pd/Si couche noyau plateau CoZrNb sous-couche douce substrat de verre Jean-Pierre Singer-Gassner – M2 ILTS 2006

25. Physics antiferromagnetic materials Antiferromagnetism Cr, FeMn, Nio... Magnetism ferromagnetic materials Co, Ni, Fe... Ferromagnetism Éléments de Physique materiaux antiferromagnetiques Cr, FeMn, Nio... Antiferromagnétisme Magnétisme Co, Ni, Fe... matériaux ferromagnetiques Ferromagnétisme Légende : Lien générique Lien partitif Lien fonctionnel Jean-Pierre Singer-Gassner – M2 ILTS 2006

26. The R/W characteristics of double-layered media depend not only on the microstructure and magnetic properties of recording layer, but also on the magnetic properties and magnetization state of SUL. Usually, sputter-deposited Co- and/or Fe-based soft magnetic thin films more than 100 nm thick were used as SUL. The critical issue in fabricating SUL for practical use is to develop a preparation method with sufficiently high mass productivity, and to obtain SUL not showing any spike noise originating from marked magnetic domain walls. Novel preparation methods for CoNiFe-based SULs using electroless deposition were proposed because electroless deposition is greatly advantageous in terms of mass productivity compared to deposition by sputtering . A uniform CoNiFe-based SUL, deposited on 2.5-in.-diameter disk, was obtained by electroless deposition and chemical mechanical polishing. Furthermore, by rotating the disk substrate during the electroless deposition with an applied magnetic field, CoNiFe-based SUL without marked magnetic domain walls were fabricated. The doublelayered media with the electroless-deposited SUL exhibited no spike noise, indicating the validity of electroless deposition as preparation method for SUL. Les caractéristiques de lecture/écriture des supports à double couche dépendent non seulement de la microstructure et des propriétés magnétiques de la couche d’enregistrement, mais aussi des propriétés magnétiques et de l’état de magnétisation de la sous-couche douce. Des couches minces magnétiques douces à base de cobalt et/ou de fer d’une épaisseur de plus 100 nanomètres étaient habituellement utilisées comme sous-couche douce. Lors de la fabrication de la sous-couche douce pour une utilisation pratique, le problème critique est de mettre au point une méthode de préparation qui présente une productivité de masse suffisamment élevée, et d’obtenir une sous-couche douce qui ne présente aucun bruit de pointe émanant des parois marquées du domaine magnétique. Des méthodes originales de préparation de sous-couches douces à base d’alliage ternaire cobalt-nickel-fer par dépôt autocatalytique ont été proposées. En effet, le dépôt autocatalytique est très avantageux en termes de productivité de masse comparé au dépôt par pulvérisation cathodique. Une sous-couche à base d’alliage cobalt-nickel-fer, déposée sur un disque de 2,5 pouces de diamètre, a été obtenue par dépôt autocatalytique suivi de polissage mécanique et chimique. De plus, des sous-couches douces à base d’alliage cobalt-nickel-fer ne présentant pas de parois marquées du domaine magnétique ont été fabriquées en faisant tourner la couche de substrat du disque lors du dépôt autocatalytique, au moyen d’un champ magnétique appliqué. Le support à double-couche et la sous-couche douce élaborée par dépôt autocatalytique n’ont montré aucun bruit de pointe, ce qui montre la validité du dépôt autocatalytique comme méthode de préparation de la sous-couche douce. Traduction de texte Jean-Pierre Singer-Gassner – M2 ILTS 2006

27. Tableau de bord des mémoires • Terminologie : • Affiner le choix des termes vedettes • Développer les arborescences • Rédiger les fiches longues • Continuer à collecter les contextes • Valider les définitions par les experts : MM. Fievet et Viau - ITODYS Paris 7 • Développer le glossaire de traduction • Traduction : • Intensifier le rythme et élever le niveau de traduction • Recherche documentaire : • répertorier et/ou numériser les documents recueillis • compléter la recherche documentaire en bibliothèque Jean-Pierre Singer-Gassner – M2 ILTS 2006

28. Thank you very much for your attention. Merci beaucoup pour votre attention.