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 de données 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 dont les propriétés magnétiques peuvent être manipulées aisément, tout en offrant une densité plus élevé et une meilleure efficacité.

Pour satisfaire cette demande, deux projets de recherche financés par l'UE viennent de mettre au point un tel matériau. Le nouveau matériau à pérovskites présente un ordre magnétique que la chaleur peut facilement changer sans perturber le matériau lui-même.

Un matériau modifié

De nombreux chercheurs dans le domaine de l'énergie considèrent le photovoltaïque à pérovskites comme une alternative moins coûteuse aux systèmes traditionnels à base de silicium. 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 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 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 du matériau provenant des interactions entre les électrons localisés et en circulation, l'état magnétique obtenu est fixe. La seule façon de changer cet état est d'altérer la structure des électrons découverts dans la chimie 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.) Ainsi même une faible lueur comme celle d'une LED rouge 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 de l'écriture et de la lecture optique.

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