热辅助磁记录的多尺度微磁/原子级建模
材料科学
2025-02-05 v1 计算物理
摘要
热辅助磁记录 (HAMR) 是磁记录领域的一项最新进展，与垂直磁记录 (PMR) 技术相比，它能够显著提高硬盘驱动器 (HDDs) 的面密度能力 (ADC)。这得益于高各向异性 FePt 介质，该介质需要被加热至其居里温度 () 以上，以通过电磁写入极促进磁化反转。因此，HAMR 微磁建模具有挑战性，因为它需要在接近和高于 的条件下进行，而在此条件下铁磁体没有自发磁化。原子级模型在此是最佳解决方案，因为它不需要任何参数重整化或非物理假设即可在任何温度下进行建模。然而，完整的磁道原子级记录模型计算成本极高。在这里，我们展示了一种真正的多尺度 HAMR 建模方法，该方法在嵌入长磁轨的移动模拟窗口中，将用于高温区域的原子级自旋动力学建模与用于较低温度区域的微磁建模相结合。该方法的优点包括 和 FePt 晶粒各向异性分布的自然涌现。代码的高效 GPU 优化提供了非常快的运行时间，在单个 GPU 上仅需数小时即可记录一条 60~nm 宽、包含二十五个 20~nm 长比特的磁轨。讨论了真实的 FePt L 晶体结构与简单立方晶体结构的影响，后者在保持多尺度方法优点的同时进一步缩短了运行时间。
引用
@article{arxiv.2502.02236,
title = {Multiscale micromagnetic / atomistic modeling of heat assisted magnetic recording},
author = {Mohammed Gija and Alexey Dobrynin and Kevin McNeill and Mark Gubbins and Tim Mercer and Philip Bissell and Serban Lepadatu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.02236},
year = {2025}
}