Des scientifiques révèlent les secrets des structures de stockage de données
Des chercheurs ont découvert les secrets du stockage de données des DVD et autres dispositifs de stockage. Les résultats, publiés dans la revue Nature Materials, devraient renforcer le développement de supports de stockage à accès facile en leur donnant une plus grande capacité et une durée de vie plus longue. On utilise les dispositifs de réécriture et de densité de stockage important tels que les DVD-RAM (DVD en mémoire à accès direct), les DVD-RW (DVD réinscriptibles), les disques Blu-ray et la mémoire vive (mémoire à accès aléatoire) depuis de nombreuses années. Ces systèmes se basent tous sur le changement de phase; dans les DVD, les données sont stockées en «octets» de moins de 100 nm (nanomètres) sur une fine couche d'alliage à partir de plusieurs éléments. Les octets peuvent être de différents types, ou phases, une phase «cristalline» ordonnée et une phase «amorphe» désordonnée. Un octet peut passer d'une phase à une autre en une fraction de seconde en utilisant une impulsion laser. On utilise également des lasers pour lire des données stockées sur un disque, car les deux états ont des réflectivités différentes. Les DVD-RAM et les disques Blu-ray possèdent une couche de stockage de données GST; l'acronyme GST provient des symboles des éléments qui constituent la couche, à savoir le germanium (Ge), l'antimoine (Sb) et le tellurium (Te). De même, les dispositifs de DVD-RW utilisent des alliages AIST; ces derniers sont composés de petites quantités d'argent (Ag) et d'indium (In), ainsi que d'antimoine (Sb) et de tellurium (Te). Malgré la nature répandue des dispositifs utilisant les systèmes de stockage AIST et GST, on connaît très peu de choses sur le fonctionnement de ces systèmes à un niveau atomique lorsque les octets passent d'une phase à l'autre. Dans cette étude, les scientifiques en Finlande, en Allemagne et au Japon ont testé le fonctionnement du système de stockage de données AIST. L'équipe s'est basé sur les données expérimentales et les spectres de rayons X de le synchrotron japonais SPring-8, la source de rayons X la plus puissante au monde. Ces informations étaient complétées par des simulations intensives en utilisant le superordinateur JUGENE au Forschungszentrum Jülich en Allemagne. Les analyses révèlent que dans les alliages AIST, le changement de phases commence à la sortie de l'octet, là où il est connecté à l'environnement cristallin, vers l'intérieur. Selon l'équipe, le «modèle d'échange de liaison» fonctionne; lorsque les octets sont stimulés avec un laser, les atomes d'antimoine dans l'octet échangent la puissance de ses liaisons avec ces deux voisins. La phase de transition dans le stockage AIST est donc relativement différente par rapport à celle du stockage GST, que les chercheurs ont pu comprendre dans des recherches antérieures. Dans le système GST, l'octet amorphe se cristallise par nucléation; en d'autres termes, le changement commence au milieu de l'octet et se développe jusqu'à ce qu'il couvre l'octet entier. Dans les systèmes GST, les deux phases sont caractérisées par un groupe de quatre atomes arrangés en un cercle selon le format «ABAB», dans lequel le «A» est du germanium ou de l'antimoine et «B» du tellurium. Cette structure comprend suffisamment d'espace vide pour que les atomes se réarrangent sans casser trop de liaisons atomiques. «Les deux familles d'alliages contiennent de l'antimoine et du tellurium et semblent avoir beaucoup de points en commun, mais les mécanismes du changement de phase sont assez différents», commente le Dr Robert Jones du Forschungszentrum Jülich. Selon les chercheurs, les calculs de la structure de la phase amorphe sont les plus importants jamais réalisés dans ce domaine; l'équipe a utilisé quelque 4000 processeurs du superordinateur JUGENE pendant 4 mois.Pour de plus amples informations, consulter: Forschungszentrum Jülich: http://www.fz-juelich.de/(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) Revue Nature Materials: http://www.nature.com/naturematerials(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre)
Pays
Allemagne, Finlande, Japon