Методы визуализации магнитных полей носителей

В некоторых случаях, например, в случае гарантийной замены неисправного накопителя, содержащего конфиденциальную информацию, необходимо существование уверенности в том, что информация гарантированно уничтожена. Под гарантированным уничтожением информации с магнитного носителя будем понимать такое изменение его магнитной структуры, при котором невозможно считывание информации стандартными средствами накопителя, а ее восстановление с помощью специальных средств и методов экономически нецелесообразно. Таким образом, чтобы оценить надежность удаления данных, необходим инструмент, позволяющий зарегистрировать и измерить происходящие в процессе уничтожения изменения.

Задача гарантированного уничтожения информации встает далеко не перед каждым пользователем. А вот восстанавливать информацию приходилось многим. Обычно утерянные в результате ошибок оператора или действия вирусов данные восстанавливают с помощью специализированных утилит. Задача усложняется при выходе накопителя из строя. В случае неисправности его электронных компонентов ее можно решить заменой микросхемы, перепрошивкой firware и т.п. Если же повреждены рабочие поверхности, то стандартными методами восстановить информацию практически невозможно. Как и в случае гарантированного уничтожения, необходим инструмент, который обеспечил бы доступ к информации на физическом уровне.

Таким инструментом являются методы визуализации магнитных полей рассеяния, позволяющие создавать визуальное представление рабочих поверхностей носителя с разрешением, достаточным для побитового исследования информации. В настоящее время разработано более десяти различных методов визуализации. В отличие от принятого в технике магнитной записи трактования понятия «сигналограмма» как временного распределения амплитуд сигнала записи/считывания, техника визуализации данных на магнитных носителях использует другой подход. Под магнитной сигналограммой понимается пространственное распределение амплитуд остаточной намагниченности, что дает возможность «увидеть» данные на носителе. В этой статье рассмотрены те методы визуализации, которые наиболее часто используются для исследования магнитных полей рассеяния магнитных носителей.

Метод Биттера

Это самый старый из известных методов визуализации магнитных полей. Ф. Биттер использовал его для исследования магнитной структуры материалов еще в 1930г., когда еще не была сформирована теория магнитных доменов, поэтому в публикациях говорилось просто о неоднородностях в ферромагнетиках.

 

Рис. 3. Изображения доменов в монокристалле железа

 

То, что на полученных Биттером изображениях (рис. 3) были действительно домены, только в 1949г. доказали ученые одной из исследовательских лабораторий «Белл компани».

Чтобы понять суть метода, достаточно вспомнить известный школьный эксперимент, в котором на лист бумаги насыпают железных опилок, а внизу располагают магнит. В результате можно «увидеть» магнитное поле магнита, поскольку опилки выстраиваются вдоль его силовых линий.

Биттер усовершенствовал эту технологию, применив вместо опилок коллоидную суспензию магнитных частиц, каждая из которых по форме напоминает микроскопическую иглу размерами всего несколько микрон. Пребывая во взвешенном состоянии и практически не испытывая трения, такие частицы могут быстро переориентироваться в зависимости от направления приложенного поля. Если нанести на намагниченную поверхность тонкий слой суспензии, они концентрируются вдоль участков образца, где намагниченность меняет свой знак, формируя так называемые картины Биттера, которые можно наблюдать с помощью оптического микроскопа. Для достижения большего контраста образец иногда помещают в небольшое внешнее магнитное поле, направленное вдоль его поверхности.

Разрешение метода определяется, в основном, размерами магнитных частиц и составом раствора, и в меньшей мере разрешающей способностью используемого микроскопа. Раньше приготовление суспензии было одним из сложнейших этапов подготовки и проведения эксперимента - получение продукта с заданными характеристиками требовало терпения и специальных навыков исследователя. Сейчас ее изготовление поставлено на промышленную основу. В лучших образцах коммерческих суспензий размеры магнитных частиц составляют порядка 10 нм, что лежит за пределом разрешающей способности оптических микроскопов. При проведении исследований с использованием таких суспензий оптические микроскопы заменяют электронными, а разрешение метода в этом случае достигает 100 нм.

Позволяя быстро и с достаточно высоким разрешением визуализировать магнитные поля, метод Биттера в то же время имеет существенный недостаток - удалить магнитную суспензию с намагниченной поверхности абсолютно невозможно, т.е. метод Биттера является разрушающим. Тем не менее, он широко применяется на практике в приложениях контроля и оценки эффективности уничтожения информации, хранящейся на магнитных носителях. Компания ЕПОС использовала этот метод при исследовании надежности уничтожения информации на жестких дисках станцией комплексного технического обслуживания накопителей СКТО НЖМД.