面向比特图案化磁记录的写头与介质数值优化

本工作中，我们通过对介质和磁写头设计的联合优化，对比特图案化（BP）磁记录介质的性能潜力进行了微磁学研究。由于设计空间庞大且复杂，我们开发了一种适用于计算集群并行实现的新型计算框架。我们的技术结合了先进的全局优化算法与有限元微磁求解器。针对 $4\mathrm{Tb}/\mathrm{in}^2$ 的数据比特密度，我们优化了居中、交错和瓦状 BP 写入的设计。介质中交换耦合复合 BP 岛的翻转磁化动力学以微磁方式处理。我们的仿真框架不仅考虑了道内错误的动力学，还考虑了热致相邻道擦除。通过协同优化的写头，结果显示出瓦状 BP 磁记录的优越性能，其中我们确定了两种特定设计分别实现了 $1.5\mathrm{x}10^{-8}$ 和 $8.4\mathrm{x}10^{-8}$ 的写入误码率。提供了这些设计关键设计特征的详细描述，并与居中及交错 BP 设计进行对比，后者即使在优化条件下也仅产生 $2.8\mathrm{x}10^{-3}$（居中设计）和 $1.7\mathrm{x}10^{-2}$（交错设计）的写入误码率。