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Des puces à mémoire atomique plus rapides et moins chères

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Des puces à mémoire atomique plus rapides et moins chères

Mercredi, 23/03/2005 - 23:00 0 commentaire
Des puces à mémoire atomique plus rapides et moins chères zoom

Des chercheurs de Philips ont mis au point un nouveau type de puce-mémoire qui pourrait révolutionner l'informatique d'ici quelques années. La mémoire des ordinateurs utilise un code binaire pour stocker ses informations dans des condensateurs qui peuvent maintenir les électrons dans deux états distincts, "on" ou "off". Mais comme il peut y avoir des pertes d'électrons, chaque condensateur doit être rechargé de milliers de fois par seconde. En cas de rupture d'alimentation, les données sont perdues. Martijn Lankhorst et ses collègues des laboratoires de recherches de Philips à Eindhoven aux Pays Bas ont montré qu'au lieu d'utiliser des électrons, il est possible de créer deux états en utilisant un agencement ordonné ou désordonné des atomes. Ils utilisent un matériau appelé tellurure d'antimoine (Sb2Te3), naturellement dans un état "amorphe", avec tous ses atomes pêle-mêle. Mais une petite impulsion électrique fournit assez de chaleur pour arranger les atomes en ligne, créant un agencement cristallin ordonné.

Une seconde impulsion à haute tension désagrège la structure cristalline, remettant le matériau à son état initial embrouillé. Un ordinateur pourrait faire la différence entre les deux structures car la phase cristalline a une résistance électrique très inférieure. Le câblage de minuscules morceaux de tellurure d'antimoine créerait une puce mémoire qui pourrait stocker l'information de façon durable, sans devoir être continuellement rechargée en énergie. "L'approche a un potentiel énorme", annonce Matthias Wuttig, scientifique des matériaux à l'université de RWTH à Aix-la-Chapelle en Allemagne. "On pourrait mettre en marche son ordinateur portable et travailler avec en moins d'une seconde," dit-il, "ou enregistrer et visualiser des films en intégralité sur son téléphone mobile."

Les matériaux à changement de phase, dont les propriétés physiques changent selon qu'ils se trouvent dans une phase amorphe ou cristalline, sont largement utilisés dans les supports de stockage optique, tels que les disques enregistrables et réinscriptibles DVD. Sur ces disques, c'est la réflectivité du matériau qui change, un laser étant utilisé à la fois pour chauffer le matériau à la température requise afin de le faire passer de sa phase amorphe à sa phase cristalline, et pour détecter le changement résultant dans sa réflectivité. La cellule mémoire à semi-conducteur de Philips emploie des matériaux à changement de phase similaires déposés en tant que film ultra mince sur la surface d'une puce de silicium, et utilise un courant électrique pour les faire passer d'une phase à l'autre et pour détecter le changement résultant dans sa résistance électrique.

L'idée n'est pas nouvelle mais il a fallu plus de 30 ans aux chercheurs pour trouver un matériau qui puisse de façon fiable changer d'état des millions de fois sans se dégrader, et pour développer les techniques requises pour câbler de si minuscules composants. La mémoire Flash est une autre tentative pour résoudre le même problème. Elle maintient aussi ses données indéfiniment, et est employée dans les appareils photo numériques et les cartes mémoire. Mais les cartes mémoire Flash font appel à des technologies de fabrication délicates et coûteuses. En outre, une unité de mémoire Flash conventionnelle ne peut pas avoir une taille inférieure à environ 65 nanomètres, tandis que les cellules de mémoire à Sb2Te3 peuvent potentiellement descendre jusqu'à 10 nanomètres. "Mais le facteur de succès essentiel est que la cellule mémoire est remarquablement simple à produire", précise Wuttig, "puisque ce n'est finalement qu'un gros bout de matière relié à deux contacts électriques. Avec ces recherches, Philips un fait un pas important vers la mémoire unifiée qui combine la vitesse de la mémoire SRAM avec la densité de la mémoire DRAM et la non volatilité de la mémoire Flash.

Nature

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