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台灣資訊儲存技術協會會刊2005 邀稿 垂直磁記錄原理 Principles of Perpendicular Magnetic Recording 楊志信 教授 (Jyh-Shinn Yang) 國立台灣海洋大學光電科學研究所 (National Taiwan ocean University, Institute of Optoelectronic Sciences) 摘要： 由於現今媒體中增強的熱效應，即超順磁效應的關係，水平磁記錄正接近其技術極限。垂直 磁記錄公認為最接近傳統水平記錄之替代技術，並且有展延面密度達每平方英寸兆位元以上的潛 能。在本文中，我們將評論垂直磁記錄模式因其組態而獨有的特徵，並且闡明垂直磁記錄超越水 平磁記錄的優點。 Abstract Longitudinal magnetic recording (LMR) is approaching its technical limits owing to the enhanced thermal effects in modern media, known as the superparamagnetic effect. Perpendicular magnetic recording (PMR) is believed to be the closest alternative to conventional technology and provides the possibility of extending the areal density beyond 1 Tbpsi. In this article, the unique feature of PMR due to its configuration is reviewed and the advantages of PMR over LMR are clarified. 關鍵字：垂直磁記錄、超順磁效應、微磁學 Keywords: Perpendicular magnetic recording, superparamagnetic effect, micromagnetics 前言 ： 便宜及使用簡易，硬碟機因具有這些特點而 磁記錄為運用磁性媒體磁滯特性以儲 成為電腦資料儲存之主流。近 50 年來，硬 存訊號(資料)並重現之的技術，此技術早於 碟機技術不斷地改進，記錄密度也隨著快速 [4] 西元 1898 年就由丹麥工程師 Poulsen 先生 增加，至今已增加5 千萬倍以上 。然而更 發明，最先用於聲音錄放，之後於 1956 年 高記錄密度的追尋永不止盡，磁記錄密度仍 Ampex 公司將此技術用於影像錄放。西元 可繼續飛躍成長嗎？較可信的答案似乎是 1950 年代IBM 公司發明了硬碟機技術，並 現今水平磁記錄之密度已逼近其物理極 [5] 於 1957 年出廠世上第一台硬碟機 限，即超順磁效應造成的限制 。如何因應 (HDD)--RAMAC[1, 2] ，從此進入磁記錄的黃 此一物理極限，本文將從基礎的磁記錄原理 金年代。百年來，磁記錄隨著新技術的發展 出發，介紹垂直磁記錄的優點將能展延此一 與運用一直維持著成長，不僅運用於專業資 物理極限，進一步推升磁記錄密度。 料儲存，並且深入人們日常生活各層面，同 [3] 時也深深影響社會文化政治等層面 。 (一) 基本磁記錄原理 ： 作為資料儲存的記憶媒體，首重要求為 資料是藉著媒體之磁化雙