东芝硬盘成功验证用于共振型微波辅助磁记录的“自旋扭矩振荡元件” 振荡状态评估方法 - 安防知识网

东芝集团（“东芝”）近日宣布，针对有望进一步实现硬盘大容量化的下一代技术——共振型微波辅助磁记录（MAS-MAMR），东芝成功开发出可详细阐明磁头内“自旋扭矩振荡元件”（以下简称STO）振荡状态的评估方法。具备低成本储庞大量数据的机械硬盘，

东芝集团（“东芝”）近日宣布，针对有望进一步实现硬盘大容量化的下一代技术——共振型微波辅助磁记录（MAS-MAMR），东芝成功开发出可详细阐明磁头内“自旋扭矩振荡元件”（以下简称STO）振荡状态的评估方法。

具备低成本储庞大量数据的机械硬盘，至今仍是重要的存储设备，且市场对更高记录密度的需求持续增长。东芝致力于同时开发共振型微波辅助磁记录（MAS-MAMR）和热辅助磁记录（HAMR）两項技术，其中，在MAS-MAMR方面，东芝硬盘采用独创的双振荡型STO，并已证实能有效提升记录能力，成为一项重要技术创新进展[1] 。

要实现共振型微波辅助磁记录（MAS-MAMR）的商业化，需要准确掌握STO的振荡状态，以获得最佳微波特性，并将其反应到设计中，然而传统方法难以对其进行详细解析。

东芝此次通过与日本国立研究开发法人物质与材料研究机构（以下简称NIMS）的共同研究，成功开发出可直接评估STO振荡状态的创新方法。该方法有助于加深对双振荡型STO为代表的STO工作机制的理解，并推动共振型微波辅助磁记录（MAS-MAMR）技术的进一步发展。东芝硬盘将继续开发共振型微波辅助磁记录（MAS-MAMR）与热辅助磁记录（HAMR）两项技术，并推动下一代近线硬盘的研发。

该成果已于2026年1月21日发表于《Communications Physics》[2] 。该期刊是由Nature Portfolio发行的物理学领域学术刊物，刊载对物理科学各专业领域中具有研究影响力的新实验结果、新技术以及计算方法等成果。

开发背景

随着社会数字化进程不断推进，生成式AI的快速发展正深刻改变我们的生活。信息存储需求持续增长，机械硬盘在2024年的出货容量已超过1ZB，仍然在信息存储设备中发挥核心作用。预计到2030年，机械硬盘市场规模将达到320亿美元，其中面向数据中心的大容量近线硬盘市场预计将显著增长[3] 。在此背景下，市场对硬盘进一步实现大容量化的需求将持续增强。

实现大容量化的关键，在于新型记录方式——能量辅助磁记录技术。东芝正在推进两种能量辅助技术的开发：对磁记录介质施加微波的MAS-MAMR，以及通过加热介质的HAMR。

共振型微波辅助磁记录（MAS-MAMR）中的微波源由磁头尖端形成的STO产生。东芝率先提出并开发了双振荡型STO，并成功验证了通过MAS-MAMR效应提升记录能力的效果[1]。双振荡型STO通过内部的两个磁性层协同振荡，能够产生最适和MAS-MAMR的微波。为了提高MAS-MAMR的记录密度，微波的稳定性、频率、强度和振荡方向等因素非常重要，而解析和理解作为微波源的STO的振荡状态，对于改良STO的设计并进一步实现硬盘的大容量化至关重要。

然而，磁头结构复杂，安装在其中的纳米级STO难以直接观察并解析其振荡状态。以往通过结合模拟结果和记录特性等多个间接信息来推测振荡状态，但通过直接解析来理解工作机制，已成为更高阶技术开发的关键。

本项技术的优点

因此，东芝通过与NIMS的共同研究，开发出可详细阐明STO振荡状态的评估方法。该方法通过引入一种新的评估天线，并从外部向STO发射微波，实现了以往难以完成的振荡状态直接评估（图1）。

图1：共振型微波辅助磁记录（MAS-MAMR）记录操作和本评估方法示意图

该方法着眼于STO振荡与评估用天线所照射微波之间的同步现象。同步现象的有无因STO振荡状态而异，特别是在双振荡型STO所追求的双振荡状态下，该同步现象不会出现。即使在传统测量中振荡信号无明显差异的情况下，该方法也能明确区分双振荡状态与非双振荡状态，从而阐明振荡状态（图2）。根据STO的振荡状态，可能会出现多个振荡信号，但由于可以在频率层面进行测量，因此可以确定出共振型微波辅助磁记录（MAS-MAMR）最佳振荡状态的真实频率。

图2：利用该评估方法区分双振荡型STO的振荡状态

虽然磁头结构复杂，但只有STO会对评估用天线所发出微波产生灵敏的响应，因此可实现对STO进行专门的测量。传统方法需要准备复杂的配线才能进行精确评估，而本方法只需引入天线即可完成评估。能在数十GHz高频振荡下直接识别磁头内部STO状态的技术，代表硬盘记录技术领域的重要创新进展。

此外，STO还有望应用于模拟人脑工作机制的神经形态计算，以及适用于时间序列数据处理的储备池计算等下一代计算系统，该方法不仅限于共振型微波辅助磁记录（MAS-MAMR），还可广泛应用于STO的各种应用领域。

未来展望

该方法将促进对STO工作机制的理解，有助于实现STO的高级设计改良以及共振型微波辅助磁记录（MAS-MAMR）技术的进一步发展。东芝将继续开发MAS-MAMR与HAMR两项技术，加速下一代大容量硬盘的研发，并致力于为快速扩张的数据中心、生成式AI等多样化的存储需求提供解决方案。

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[1] (株)东芝、东芝电子元件及存储装置(株)新闻稿 (2021年12月27日) 东芝硬盘成功验证“共振型微波辅助记录技术（MAS-MAMR）”－旨在尽早实现超30TB高容量近线硬盘的商用化 | 东芝半导体&存储产品中国官网

[2] https://www.nature.com/articles/s42005-025-02469-4

[3] 数据来源株式会社Techno System Research （2026年1月）