ハードディスクドライブプラッター

ハードディスクドライブのプラッターまたはハードディスクは、ハードディスクドライブ内でデジタルデータが保存される円形の磁気ディスクです。^{[1]プラッターの硬い性質から、その名前が付けられています（}フロッピーディスクの製造に使用される柔軟な素材とは対照的です）。ハードドライブには通常、同じスピンドルに取り付けられた複数のプラッターがあります。プラッターは両面に情報を保存できるため、通常はプラッターごとに2つの記録ヘッド（表面ごとに1つ）が必要です。

各プラッタの磁気表面は、サブマイクロメートルサイズの小さな磁気領域に分割されており、各領域は単一のバイナリ情報単位を表すために使用されます。ハードディスクプラッタ上の一般的な磁気領域（2006年現在）は、幅約200〜250ナノメートル（プラッタの半径方向）で、ダウントラック方向（プラッタの円周方向）に約25〜30ナノメートル広がり、^{[要出典]、}ディスク面積1平方インチあたり約1000億ビット（15.5  Gbit /cm ^{2 ）に相当します。メインの}磁気媒体層の材料は通常、コバルトベースの合金です。今日のハードドライブでは、これらの磁気領域のそれぞれは、磁化されるベース材料である数百の磁性粒子で構成されています。全体として、各磁気領域は磁化を持ちます。

連続磁性媒体ではなく磁性粒子が使用される理由の 1 つは、磁性領域に必要なスペースが削減されるからです。連続磁性材料では、ネール スパイクと呼ばれる構造が現れる傾向があります。これらは反対の磁化を持つスパイクで、棒磁石が反対方向に整列する傾向があるのと同じ理由で形成されます。スパイクが互いの磁場を打ち消し合うため、問題が生じます。そのため、領域の境界では、ネール スパイクの長さにわたって、ある磁化から別の磁化への遷移が発生します。これを遷移幅と呼びます。

多くのハードドライブのプラッターには、オーバーコートと呼ばれるダイヤモンドライクカーボンなどのアモルファスカーボンでできた潤滑剤の層があり、スパッタリングまたは化学蒸着法を使用してディスク上に堆積されます。^[2]シリコン窒化物、PFPE ^{[3] [4]}および水素化炭素もオーバーコートとして使用されています。^{[5] [6] [7]}あるいは、PFPEをオーバーコートの上の潤滑剤として使用することもできます。^[8]

粒状媒体は、縦方向または垂直方向の磁気記録が使用されるかどうかに基づいて方向付けられます。^[9]整列粒状媒体は従来の粒状媒体よりも高い記憶密度を可能にし、ビットパターン媒体は記憶密度において整列粒状媒体の後継となります。^[10]

粒子は、理論上は各粒子が単一の磁区であるため（実際には常にそうとは限りませんが）、この問題を解決するのに役立ちます。これは、磁区がスパイクを形成するために拡大または縮小できないことを意味し、したがって遷移幅は粒子の直径と同程度になります。したがって、ハードドライブの開発の多くは、粒子サイズの縮小にありました。^{[11] [12]}

プラッターは通常、アルミニウム、ガラス、またはセラミックの基板を使用して作られています。^[13]ラップトップのハードドライブのプラッターはガラスで作られていますが、デスクトップコンピュータではアルミニウムのプラッターがよく見られます。^{[14] [15]} ディスクの製造では、主にマグネトロンスパッタリングと呼ばれる真空蒸着プロセスによって、基板の両面に薄いコーティングが堆積されます。コーティングは、下層としてさまざまな金属（ほとんどが非磁性）合金で構成される複雑な層構造になっており、その上にある実際の磁気メディア層、つまり情報ビットを保存するフィルムの結晶方位と粒径の制御が最適化されています。その上に、同じスパッタリングプロセスで炭素ベースの保護オーバーコートが堆積されます。プラッターには通常、シード層、コバルトや鉄を含むこともある軟磁性下地層（SUL）^{[16] [17]}、ニッケル酸化物、ニッケルマンガンまたは鉄マンガン合金でできた反強磁性（A-FM）層^[18] 、ルテニウムでできた中間層^{[18] 、および酸化物を含むコバルト-クロム-パラジウム合金の層[8]}など、複数の材料の層が含まれています。 後処理では、ディスクを溶剤溶液に浸すことで、スパッタ構造の上にナノメートルの薄いポリマー潤滑層が堆積され、その後、ディスクはさまざまなプロセスで研磨され^{[説明が必要]}、小さな欠陥が除去され、浮上ヘッド上の特別なセンサーで、凹凸やその他の欠陥が残っていないことが検証されます（上記のビットのサイズは、重大な欠陥のサイズを構成する尺度を大まかに設定します）。ハードディスク ドライブでは、ハード ドライブ ヘッドが回転するプラッターの表面上を放射状に飛行して移動し、データの読み取りや書き込みを行います。ハードディスク プラッターには、極めて滑らかで耐久性があり、仕上げが完璧であることが求められます。

1991年2月、Areal Technologyは、以前のハードドライブで使用されていたアルミニウム合金に代わるガラス基板を使用した最初のハードドライブであるMD-2060をリリースしました。これはもともとラップトップ用に設計されており、ガラス基板の優れた耐衝撃性はラップトップに適しています。^{[19] [20] [21]} 東芝は1991年4月にMK1122FCでこれに続きました。東芝の工場はArealよりもはるかに多くのドライブを生産することができました。Arealはすぐに市場から姿を消しました。^{[19] [22]} 2000年頃、他のハードドライブメーカーは、ガラスプラッターがアルミニウムプラッターよりもいくつかの利点があるため、アルミニウムプラッターからガラスプラッターへの移行を開始しました。^{[23] [24] [25]}

2005～2006 年に、ハードディスク ドライブと磁気ディスク/メディアの技術に大きな転換が始まりました。当初は、面内磁化材料を使用してビットを保存していましたが、現在は垂直記録に置き換えられています。この移行の理由は、ストレージ密度の増加傾向を継続する必要があり、垂直配向メディアは、ビット サイズの縮小に対してより安定したソリューションを提供するためです。ディスク表面に対して垂直に磁化を配向することは、ディスクの堆積構造と磁性材料の選択、およびハードディスク ドライブの他のコンポーネント (ヘッドや電子チャネルなど) に大きな影響を与えます。

• データ復旧ハードウェア
• 熱アシスト磁気記録