Concevoir des enregistrements magnétiques tout optiques
L'enregistrement magnétique assisté par la chaleur (HAMR, pour Heat assisted magnetic recording) est un processus de chauffage du support magnétique qui permet d'améliorer les propriétés magnétique du substrat pendant l'écriture des données, c'est une solution prometteuse mais techniquement difficile à réaliser. Des chercheurs ont exploré un procédé de magnétisation optique de matériaux nanostructurés afin d'accroître la densité potentielle de l'enregistrement. Grâce aux fonds de l'Union européenne, le projet OP2M (Optical probe and manipulation of magnetization at the nanometer scale) a pu réunir les meilleurs chercheurs d'Europe et des États-Unis sur cette question. Les chercheurs ont utilisé des impulsions laser ultracourtes pour sonder et manipuler très rapidement un processus à très petite échelle de magnétisation. Ces impulsions de l'ordre de la femtoseconde peuvent inverser la magnétisation de 1 000 à 10 000 fois plus vite qu'un champ magnétique ou qu'une impulsion électrique à polarisation de spin, de plus leur rendement énergétique s'avère excellent. Les travaux des chercheurs se sont donc focalisés sur la dynamique de cette magnétisation ultra-rapide à l'échelle nanométrique et sur la commutation tout-optique de celle-ci. Les partenaires du projet OP2M avaient in fine pour objectif de concevoir des matériaux susceptibles de réaliser cette commutation tout-optique de la magnétisation sans pour autant appliquer de champ magnétique. Les chercheurs ont pu démontrer qu'il était possible d'obtenir cette commutation optique de la magnétisation au-delà d'un seul petit nombre d'alliages de métaux de transition et de terres rares. L'équipe a obtenu ce résultat en utilisant divers matériaux comme des alliages, des structures à couches multiples et des structures synthétiques ferromagnétiques. Ils ont réussi une percée en obtenant la première commutation tout-optique de la magnétisation dans un système hétérogène exempt de terres rares. Les chercheurs ont plus précisément élaboré près de trente alliages différents en pulvérisant terres rares et métaux de transition sur des substrats de verre et de tantale (Ta). Pour monter que ce phénomène n'était pas limité aux matériaux basés sur les terres rares, ils ont également élaboré des hétérostructures ferromagnétiques synthétiques. Ces travaux ont ainsi considérablement accru notre compréhension des mécanismes impliqués dans la commutation tout-optique de la magnétisation. Surtout, ces nouvelles connaissances devraient faciliter la production de matériaux susceptibles d'être magnétisés par des moyens tout optique en s'appuyant sur les techniques bien établies des couches minces. Ce projet assigne ainsi un nouveau rôle à l'enregistrement magnétique assisté par la chaleur dans les dispositifs de mémoire magnétique.
Mots‑clés
Dispositifs de mémoire magnétique, enregistrement magnétique assisté par la chaleur, commutation tout-optique de la magnétisation, matériaux nanostructurés, terres rares
