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Posté par Redbran le Vendredi 16/12/2016 à 12:00
La prochaine génération de disques durs à base de pérovskites
Un nouveau matériau révolutionnaire pour le stockage magnétique des données

Le nouveau matériau à pérovskites mis au point par les chercheurs de l'UE devrait définir la prochaine génération de disques durs.

La quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un groupe de choses.) de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) générée quotidiennement dépasse de loin les capacités de stockage des disques durs d'aujourd'hui. Pour pouvoir continuer de répondre aux besoins, la prochaine génération de disques durs doit utiliser des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) dont les propriétés magnétiques peuvent être manipulées aisément, tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en offrant une densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de référence est l'eau...) plus élevé et une meilleure efficacité.

Pour satisfaire cette demande, deux projets de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances...) financés par l'UE viennent de mettre au point (Graphie) un tel matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base sélectionnée en raison de propriétés...). Le nouveau matériau à pérovskites présente un ordre magnétique que la chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) peut facilement changer sans perturber le matériau lui-même.

Un matériau modifié

De nombreux chercheurs dans le domaine de l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) considèrent le photovoltaïque à pérovskites comme une alternative moins coûteuse aux systèmes traditionnels à base de silicium (Le silicium est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Si et de numéro atomique 14.). Or, contrairement aux autres formes du matériau à pérovskites, la version modifiée co-créée par les projets TOPOMAT et PICOPROP présente des propriétés uniques qui en font un matériau de choix pour la prochaine génération de disques durs.

Grâce à ses recherches, le projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande...) TOPOMAT a aidé à mieux comprendre le lien entre les propriétés physiques fondamentales des isolants topologiques et leurs applications technologiques potentielles. Les isolants topologiques sont une classe récemment découverte de matériaux présentant une bande électronique interdite et des états de surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec sa mesure, sa...) de conduction. Le projet PICOPROP, d'autre part, se concentre notamment sur les caractéristiques du matériau à pérovskites récemment découvert. Cette recherche associée – menée en totalité à l'École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) en Suisse – a conduit les chercheurs à découvrir que, vu que les propriétés magnétiques du nouveau matériau peuvent être facilement modifiées, il constitue en fait le premier photoconducteur magnétique.

Une combinaison de propriétés

Cette caractéristique représente une découverte importante dans le domaine du stockage magnétique des données. Le magnétisme (Le magnétisme est un phénomène physique, par lequel se manifestent des forces attractives ou répulsives d'un objet sur un autre, ou avec des charges...) du matériau provenant des interactions entre les électrons localisés et en circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles sur une route.), l'état magnétique obtenu est fixe. La seule façon de changer cet état est d'altérer la structure des électrons découverts dans la chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des espaces...) des matériaux ou la structure cristalline. Néanmoins, ce changement a un impact sur la constitution du matériau lui-même, limitant ainsi beaucoup son utilisation à des fins de stockage magnétique des données.

D'après un article publié dans la revue "Nature", le nouveau matériau à pérovskites contourne cette limitation en combinant les avantages des ferro-aimants, dont les moments magnétiques sont alignés dans un ordre bien défini, avec ceux des photoconducteurs, qui génèrent des électrons libres de conduction à haute densité.

Il s'agit d'une combinaison de propriétés qui facilite la modification de la magnétisation par les photoélectrons (soit, des électrons émis par le matériau lorsqu'il est frappé par la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm...).) Ainsi même une faible lueur comme celle d'une LED rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.) suffit à modifier l'ordre magnétique du matériau, engendrant une forte densité d'électrons mobiles. Ces électrons peuvent ensuite être facilement, rapidement et sans cesse manipulés rien qu'en changeant l'intensité de la lumière.

L'influence sur les disques durs de prochaine génération

Bien que les travaux des projets se poursuivent encore, ces premiers résultats indiquent que ce nouveau matériau influencera la création de la prochaine génération de disques durs haute capacité et à faible consommation. D'après un des chercheurs, le matériau à pérovskites est la clé pour combiner les avantages du stockage magnétique (la stabilité à long terme, les données haute densité, le fonctionnement non-volatile et la capacité de réécriture) avec la vitesse (On distingue :) de l'écriture et de la lecture optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement électromagnétique et de ses relations avec la vision.).

Pour plus d'informations, veuillez consulter:
- page du projet PICOPROP sur CORDIS
- page du projet TOPOMAT sur CORDIS
- Optically switched magnetism in photovoltaic perovskite CH3NH3(Mn:Pb)I3 Nature

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Source: CORDIS-Europa