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Vers une commutation magnéto optique térahertz en électronique

Des chercheurs du Laboratoire Ames, de l'université de l'Iowa et leurs collègues grecs de l'université de Crète ont mis au point un nouveau mode de commutation magnétique térahertz (un térahertz est égal à 1000 milliards de hertz) 1000 fois plus rapide que celui couramment utilisé dans les mémoires magnétiques actuelles.

La commutation magnétique est un principe physique qui permet d'enregistrer les informations sur les disques durs et les mémoires vives de nos ordinateurs.

L'équipe gréco-américaine, dirigée par Jigang Wang et E. Perakis, a utilisé des impulsions laser courtes pour créer très rapidement des modifications dans la structure magnétique. L'ordre de grandeur de ces impulsions est la femtoseconde (10-15 secondes).

"Le grand défi de l'écriture, de la lecture et du stockage magnétique est la vitesse et nous avons montré que ce défi pouvait être surmonté avec nos interrupteurs magnétiques ultrarapides qui basculent en moins d'un milliardième de seconde" souligne Jigang  Wang.

La technique mise au point par ces chercheurs permet, grâce à une utilisation en continu du faisceau laser, une écriture et une lecture magnéto-optique ultrarapide des informations numériques sur des matériaux ferromagnétiques.

Cette technologie pulvérise la barrière du gigahertz qui constitue la limite de vitesse de commutation magnétique aujourd'hui. Cette avancée s'est appuyée sur l'utilisation de la magnétorésistance colossale (CMR) de certains matériaux qui présentent la propriété d'être très sensibles aux champs magnétiques extérieurs utilisés pour écrire des données, sans avoir besoin de chaleur pour déclencher la commutation magnétique.

Mais à une telle vitesse, ces mémoires magnétiques du futur devront intégrer les contraintes spécifiques liées aux lois de la physique quantique. Cette nouvelle technologie a d'ailleurs été baptisée "Femto-magnétisme quantique" par les chercheurs.

"Avec notre procédé, la commutation se fait par la manipulation du spin et de la charge quantique", précise Wang qui ajoute : "Notre stratégie consiste à utiliser toutes les ressources de l'optique quantique pour parvenir à maîtriser une commutation magnétique térahertz en utilisant les matériaux CMR. Mais le but de ces recherches est très concret : révolutionner l'électronique et l'informatique en produisant de manière industrielle des mémoires d'une puissance à peine imaginable aujourd'hui".

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Phys.org

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