Nouvelles avancées en matière d'écriture magnétique
Les fichiers informatiques que nous utilisons quotidiennement pour notre travail ou nos loisirs ne sont rien de plus que des plus de données numériques, c'est-à-dire une suite de zéros et de uns. Ces deux chiffres binaires sont enregistrés sur une fine couche magnétique à la surface des plateaux des disques durs d'un ordinateur, sous forme de domaines magnétique dont l'orientation (vers le haut ou le bas) représente un 1 ou un 0. La taille de ces domaines magnétiques a diminué avec les progrès technologiques. Elle atteint aujourd'hui quelques dizaines de nanomètres, ce qui permet de stocker un téraoctet sur un carré de 2 centimètres de côté. La performance est impressionnante, mais cette «miniaturisation» pose de nombreux problèmes aux physiciens et aux ingénieurs. Le secteur informatique, toujours extrêmement dynamique, exige que chaque élément d'information soit écrit indépendamment sur ces bits magnétiques, aussi vite que possible et avec le meilleur rendement énergétique. Une équipe de scientifiques d'Espagne et de France, financée par l'UE, a conçu une nouvelle méthode d'écriture des données magnétiques qui pourrait répondre à ces exigences. L'équipe a publié ses résultats dans la revue Nature, soulignant comment sa méthode pourrait contribuer à régler le problème et à répondre à l'évolution des besoins du marché. L'équipe a reçu une subvention de démarrage de 1,5 million d'euros du Conseil européen de la recherche (CER) dans le cadre du projet NOMAD («Nanoscale magnetization dynamics») financé au titre du thème «Idées» du septième programme-cadre (7e PC). La méthode actuelle utilise des champs magnétiques engendrés par des fils et des bobinages, et souffre de sévères limitations en termes d'évolutivité et de rendement énergétique. L'équipe propose une nouvelle technique qui se passe de champ magnétique: l'écriture des éléments de mémoire se fait d'une manière extrêmement simple et réversible en injectant un courant électrique parallèlement à la surface du bit magnétique. Le secret de la méthode réside dans la fabrication d'interfaces asymétriques au sommet et à la base de la couche magnétique. Ceci induit un champ électrique dans le matériau, ici un film de cobalt de moins d'un manomètre d'épaisseur pris en sandwich entre du platine et de l'alumine. À cause d'effets relativistes subtils, les électrons traversant la couche magnétique «voient» le champ électrique comme un champ magnétique, ce qui affecte leur magnétisme. Selon l'intensité du courant et la direction de la magnétisation, le champ magnétique induit dans le matériau peut être assez fort pour inverser sa magnétisation. Ces travaux ont des conséquences sur la mise au point de mémoires magnétiques à accès aléatoire, les MRAM. Les mémoires RAM utilisées actuellement doivent être «rafraîchies» à quelques millisecondes d'intervalle, et si on pouvait les remplacer par des MRAM, un ordinateur consommerait bien moins d'électricité et se mettrait en marche quasi-instantanément. L'équipe a montré que la méthode fonctionne de manière fiable à température ambiante. Cette découverte présente un autre intérêt: l'écriture par champ magnétique induit par un courant est plus efficace pour des couches magnétiques à base de matériaux «durs» que «mous». Ce résultat est un peu surprenant, car il est bien plus facile de faire basculer le magnétisme de matériaux magnétiques doux à l'aide d'un champ magnétique externe. Il est cependant très intéressant, car les matériaux magnétiques durs peuvent être miniaturisés jusqu'à une échelle nanométrique sans perdre leur magnétisme. Cette propriété permettrait d'augmenter la densité de stockage des informations sans perdre la capacité d'écriture. Le but final du projet NOMAD, qui s'achèvera en 2013, est de concevoir des approches exploratoires en vue de contrôler les propriétés magnétodynamiques d'éléments métalliques et moléculaires à l'échelle nanométrique.Pour plus d'informations, consulter: Institut Català de Nanotecnologia: http://www.nanocat.org/#
Pays
Espagne, France