1、信息技術(shù)是當(dāng)今世界發(fā)展最為快速的核心技術(shù)之一，對推動人們生活的便利與社會進(jìn)步發(fā)揮著重要的作用，而存儲技術(shù)為推動信息技術(shù)的發(fā)展提供了重要的基礎(chǔ)。在各種存儲技術(shù)之中，磁存儲以其較低的成本、極高的記錄密度以及高可靠性等優(yōu)點在存儲領(lǐng)域中占據(jù)著重要的位置。然而傳統(tǒng)磁記錄技術(shù)因面臨超順磁效應(yīng)問題將無法滿足信息技術(shù)發(fā)展對存儲密度增長的需求。因此，必須引入新的技術(shù)以持續(xù)提升磁記錄密度。超高密度磁記錄是磁存儲行業(yè)的發(fā)展方向，其中如何利用新型的記錄介質(zhì)與創(chuàng)

2、新的磁頭結(jié)構(gòu)，以使磁存儲系統(tǒng)的記錄密度達(dá)到10Tbit/in2成為磁存儲領(lǐng)域備受關(guān)注的戰(zhàn)略性研究課題。瓦記錄采用與傳統(tǒng)磁頭結(jié)構(gòu)類似的寫磁頭，無需大規(guī)模改變現(xiàn)有磁頭結(jié)構(gòu)，亦能提供更強的寫入能力，其實現(xiàn)難度與制造成本低，因此被認(rèn)為是實現(xiàn)10Tbit/in2磁記錄密度的有效途徑。目前對瓦記錄的研究主要集中在設(shè)計新的文件管理方式與數(shù)據(jù)組織格式等方面，而對高密度瓦磁頭設(shè)計存在的問題研究甚少。在此背景下，論文旨在系統(tǒng)的研究利用瓦記錄實現(xiàn)10 Tbi

3、t/in2密度存在的關(guān)鍵問題，并探索將瓦記錄與熱輔助磁記錄、瓦記錄與ECC技術(shù)相結(jié)合的可行性，為實現(xiàn)超高密度磁記錄提供理論依據(jù)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴采用三維有限元與微磁學(xué)仿真的方法，對瓦磁頭進(jìn)行了建模與微磁學(xué)分析，設(shè)計了適用于10Tbit/in2密度下瓦記錄系統(tǒng)的寫磁頭結(jié)構(gòu)，并分析了瓦磁頭在不同外加驅(qū)動場、ABS面寬度、錐形磁頭側(cè)面傾角以及錐形磁頭與屏蔽層間隙等因素作用下對瓦磁頭有效寫場與側(cè)寫場梯度的影響。⑵在深入分析超高

4、密度瓦記錄下圓角效應(yīng)與匯聚效應(yīng)基礎(chǔ)上，提出了利用兩種效應(yīng)進(jìn)行瓦磁頭設(shè)計的新方法。隨著密度提高，磁頭會出現(xiàn)圓角效應(yīng)與匯聚效應(yīng)，而利用這兩種效應(yīng)對瓦磁頭寫角形態(tài)的影響，可以使磁頭產(chǎn)生高梯度寫場、優(yōu)化邊緣場分布以提升記錄系統(tǒng)的寫性能。此外還研究了瓦磁頭在運動過程產(chǎn)生的斜交角效應(yīng)，利用該效應(yīng)將磁盤中的熱數(shù)據(jù)保存在一定的斜交角范圍內(nèi)，可以減小磁頭對這一區(qū)域?qū)戇^程中的誤碼率。⑶提出了一種瓦磁頭寫角邊緣場記錄方式中磁頭有效寫場與側(cè)寫場梯度的計算方法，

5、給出了衡量瓦記錄性能的標(biāo)準(zhǔn)——誤碼率的計算方法，為優(yōu)化磁頭設(shè)計提供了理論依據(jù)。⑷研究了熱輔助瓦記錄實現(xiàn)超高密度磁記錄的可行性。熱輔助瓦記錄可以克服熱輔助磁記錄對磁頭和熱源的極端限制，同時亦有瓦磁頭提供高寫場的優(yōu)勢，其在提高磁頭寫入能力與增大側(cè)寫場梯度方面表現(xiàn)優(yōu)越，研究揭示了通過合理的磁頭缺口與熱源配置，熱輔助瓦記錄在持續(xù)提高磁記錄密度方面比其他記錄方式更有優(yōu)勢。⑸討論了將瓦記錄與ECC介質(zhì)相結(jié)合，實現(xiàn)10 Tbit/in2磁記錄密度的可