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Toute une bibliothèque sur une puce grâce aux mille-feuilles nanoscopiques

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Toute une bibliothèque sur une puce grâce aux mille-feuilles nanoscopiques

Vendredi, 14/03/2003 - 23:00 0 commentaire
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Le stockage magnétique à ultra haute densité s'obtient actuellement en utilisant une couche continue des grains ferromagnétiques dont l'état magnétique sert de support à l'information stockée. Il faut environ mille de ces minuscules aimants pour enregistrer une information. L'augmentation de la densité de stockage passe donc par une diminution de la taille de grains. Malheureusement, les limites de cette approche sont presque atteintes. En effet, la taille minimale des bits contenant les grains magnétiques se situe aux alentours de 100 nm. En deçà, les perturbations thermiques sont trop fortes pour que les informations puissent être conservées de manière stable. Une solution est de graver une couche magnétique pour former des « cases » isolés. En collaboration avec des chercheurs de l'Université de Cambridge, l'équipe du Laboratoire de photonique et de nanostructures (LPN) a donc cherché une méthode originale, non plus fondée sur un support discret (des cases séparées) mais continu, des couches métalliques très sensibles au magnétisme. L'idée consiste à changer les propriétés magnétiques du matériau utilisé en modifiant chimiquement son état de surface. Sur une base classique semi-conductrice de GaAs (arséniure de gallium), les chercheurs ont donc déposé une couche mince de nickel, d'un nanomètre d'épaisseur, dans certains endroits prédéfinis par lithographie. Jusque-là rien que de très classique. L'originalité arrive avec le dépôt, sur l'ensemble du substrat, de multicouches de nickel, recouvertes de quelques dizaines de nanomètres de multicouches de cuivre et de cobalt. Ce millefeuille nanoscopique est obtenu par épitaxie par jets moléculaires, une technique de dépôt de matériau qui permet de réaliser des couches très minces avec une excellente qualité de surface. Cette méthode est d'ailleurs utilisée pour fabriquer des diodes lasers et des structures quantiques. Le substrat ainsi préparé présente une structure polycristalline partout où se trouve le nickel de la première couche (celle d'un nanomètre d'épaisseur) et une structure cristalline partout ailleurs. Or, dans les zones polycristallines, la magnétisation est parallèle à la surface, et dans les zones cristallines, elle lui est perpendiculaire. Les zones « perpendiculaires » sont plus appropriées pour enregistrer de l'information : elles sont plus stables car l'aimantation perpendiculaire occupe moins de place. Le stockage est cependant partout possible, selon les conditions d'enregistrement. Autre avantage, la surface de stockage est parfaitement plate et lisse, sans les aspérités que présentaient les surfaces gravées. Enfin, en terme de stockage de haute densité, même si les expériences n'en sont qu'à leurs balbutiements, cette nouvelle technique ouvre de vraies perspectives : là où aujourd'hui les supports les plus denses acceptent environ 10 gigabits (109) par pouce carré, la méthode du Cambridge-LPN devrait offrir une résolution proche du térabit (1012) par pouce carré, soit 100 fois mieux. De quoi stocker une bibliothèque de 400 000 livres de 500 pages sur une seule puce !

CNRS : http://www.cnrs.fr/Cnrspresse/n403/pdf/n403rd14.pdf

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