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Une approche innovante pour stocker de grandes quantités de données

Technologie 17 décembre 2021

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Selon une nouvelle étude, des motifs magnétiques à l’échelle atomique ressemblant aux pics d’un hérisson pourraient donner naissance à des disques durs d’une capacité nettement supérieure à celle des appareils actuels. Cette découverte pourrait aider les centres de données à faire face à l’augmentation exponentielle de la demande de stockage des données vidéo et dans le « cloud ».

Des motifs magnétiques de germanure de manganèse

Dans une étude, des chercheurs de l’université d’État de l’Ohio ont utilisé un microscope magnétique pour visualiser les motifs, formés dans des films minces d’un matériau magnétique inhabituel, le germanure de manganèse. Contrairement aux aimants familiers comme le fer, le magnétisme de ce matériau suit des hélices, qui sont semblables à la structure de l’ADN.

Cela donne lieu à un nouvel ensemble de motifs magnétiques portant des noms tels que hérissons, anti-hérissons, skyrmions et mérons, qui peuvent être beaucoup plus petits que les bits magnétiques actuels.

« Ces nouveaux motifs magnétiques pourraient être utilisés pour le stockage de données de la prochaine génération », a déclaré Jay Gupta, auteur principal de cette étude et professeur de physique à l’Ohio State. « La densité de stockage des disques durs approche de ses limites, car elle est liée à la taille des bits magnétiques qui permettent ce stockage. C’est ce qui nous a incités à rechercher de nouveaux matériaux permettant de réduire considérablement la taille des bits magnétiques. »

Le « corps » du hérisson ne fait que 10 nanomètres de large

Pour visualiser ces motifs magnétiques, M. Gupta et son équipe ont utilisé un microscope à effet tunnel dans son laboratoire, qui a été modifié avec des pointes spéciales. Ce microscope fournit des images des motifs magnétiques avec une résolution atomique. Leurs images ont révélé que dans certaines parties de l’échantillon, le magnétisme à la surface était tordu en un motif ressemblant aux pointes d’un hérisson.

Cependant, dans ce cas, le « corps » du hérisson ne fait que 10 nanomètres de large, ce qui est beaucoup plus petit que les bits magnétiques actuels (environ 50 nanomètres), et presque impossible à visualiser. À titre de comparaison, un seul cheveu humain a une épaisseur d’environ 80 000 nanomètres.

L’équipe de recherche a également découvert que les motifs en forme de hérisson pouvaient être déplacés à la surface par des courants électriques, ou inversés par des champs magnétiques. Cela préfigure la lecture et l’écriture de données magnétiques, en utilisant potentiellement beaucoup moins d’énergie que ce qui est actuellement possible.

Il reste beaucoup de travail mais ils ont un énorme potentiel 

« Ces motifs magnétiques présentent un énorme potentiel pour permettre un stockage de données plus efficace sur le plan énergétique », a déclaré M. Gupta, qui prévient toutefois qu’il reste encore des recherches à effectuer avant que ce matériau puisse être mis en œuvre sur un site de stockage de données. « Nous avons encore beaucoup de travail scientifique fondamental à faire pour comprendre ces motifs magnétiques et améliorer la façon dont nous les contrôlons. Mais c’est une étape très intéressante ».

Cette recherche a été publiée dans Science.

Source : Ohio State University
Crédit photo : StockPhotoSecrets