Il flusso di calore in materiali atomicamente sottili è fortemente direzionale e ora la ricerca di A*STAR indica che questa proprietà potrebbe essere impiegata per migliorare le prestazioni dei dischi rigidi dei computer.

I dischi rigidi memorizzano i dati utilizzando campi magnetici per modificare le proprietà di una piccola sezione di un materiale magneticamente sensibile. La riduzione delle dimensioni di questa sezione aumenta la capacità dell'unità ma aumenta anche la dimensione del campo magnetico richiesto per la commutazione. Per di più, la dimensione minima del campo magnetico è limitata da un effetto noto come superparamagnetismo, in cui le proprietà magnetiche su scala nanometrica possono cambiare spontaneamente, perdere qualsiasi informazione memorizzata.

Un approccio per aggirare questi problemi è la registrazione magnetica assistita dal calore (HAMR). Questo metodo utilizza un raggio laser per riscaldare il supporto di memorizzazione a una temperatura alla quale l'intensità del campo magnetico richiesta per la scrittura è inferiore e il superparamagnetismo è meno diffuso.

Uno svantaggio di HAMR è che il riscaldamento può anche danneggiare lo strato protettivo di rivestimento che circonda la pellicola magnetica. Questo rivestimento dovrebbe essere il più sottile possibile per consentire alla testina di scrittura magnetica di avvicinarsi alla pellicola, ma gli strati più sottili sono più suscettibili alle variazioni di temperatura.

Come possibile soluzione, Shengkai Yu e i suoi colleghi Peng Yu e Weidong Zhou dell'A*STAR Data Storage Institute hanno studiato teoricamente le prestazioni termiche del grafene; il materiale più sottile al mondo.

I ricercatori hanno studiato il flusso di calore indotto dalla luce laser rossa a diverse profondità in un dispositivo HAMR multistrato fatto di grafene - spesso 0,335 nanometri - su 12 nanometri di ferro platino, un materiale magnetico che si forma naturalmente in grani su scala nanometrica. Sotto questi materiali, il loro modello includeva strati di nitruro di titanio, cromo rutenio e tantalio il tutto su un substrato di vetro.

"I nostri studi di simulazione mostrano che il rivestimento in grafene riduce l'aumento di temperatura nella struttura multistrato, rispetto al carbonio simile al diamante, che è un materiale di rivestimento più comunemente usato. Questo non va bene per le applicazioni HAMR perché significa che è necessaria più potenza laser per riscaldare il supporto, " dice Yu. "Tuttavia, la resistenza tra lo strato di rivestimento in grafene e lo strato sottostante può aumentare la temperatura tra gli strati, ma la conduttività termica del grafene può ridurre l'aumento di temperatura locale nello strato di rivestimento e quindi evitare il surriscaldamento".

Il prossimo passo per il team è studiare i benefici del grafene per altri materiali di memoria magnetica.