Stockage des données plus rapide et moins cher Nanotechnologies, physique

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Des chercheurs d’Allemagne, de France et du Royaume-Uni ont mis au point un matériau qui présente une caractéristique rare et polyvalente : le magnétisme à température ambiante.

Dans la revue Nature Materials, l’équipe explique comment cette propriété “multiferroïque” unique présente dans le matériau pourrait être utilisée pour le stockage rapide et rentable de données. Un matériau multiferroïque a la capacité d’être à la fois chargé électriquement (ferroélectrique) et magnétiquement (ferromagnétique). Sa magnétisation est contrôlée par l’électricité.

Diffractomètre (Centre Helmholtz de Berlin pour les matériaux et l’énergie)

Le matériau à la base de cette recherche est connu sous le nom de titanate de baryum – BaTiO3. L’équipe a pu observer la double caractéristique ferroélectrique et ferromagnétique des films minces de BaTiO3 grâce à une méthode de recherche connue sous le nom de diffusion magnétique résonante des rayons X mous.

Nous avons montré une méthode permettant d’obtenir un matériau multiferroïque à température ambiante”, explique Sergio Valencia, chercheur principal au Centre Helmholtz de Berlin pour les matériaux et l’énergie. Le titanate de baryum est ferromagnétique, ce qui signifie que le moment magnétique net peut être contrôlé par un champ électrique. L’idée est d’appliquer une tension au ferroélectrique pour inverser la polarisation ferroélectrique qui, à son tour, affecte la magnétisation de votre film. Vous pouvez l’utiliser, par exemple, pour écrire des bits d’information dans les mémoires des ordinateurs en appliquant uniquement des tensions, ce qui est beaucoup moins coûteux en termes d’énergie que l’application traditionnelle de champs magnétiques.

C’est pourquoi être capable de contrôler le magnétisme d’un matériau à température ambiante est plus rentable alors que le contrôle des matériaux multiferroïques actuels est beaucoup plus compliqué.

L’équipe espère que ses découvertes permettront de réduire la rareté de ces types de matériaux multiferroïques. Les deux caractéristiques ferromagnétique et ferroélectrique ont une relation tumultueuse. Les conditions requises par un ferromagnétique pour exister ne sont malheureusement pas les mêmes que celles requises par un ferroélectrique. Cependant, dans le même temps, ils se complètent et influencent leur comportement respectif.

Ils sont rares et le problème est que la plupart d’entre eux ne sont multiferroïques qu’à très basse température”, commente Sergio Valencia. Ils ne sont donc pas utiles pour les applications. S’il faut aller jusqu’à 270 °C pour un multiferroïque, il est alors vraiment compliqué et coûteux de les mettre en œuvre dans des dispositifs fonctionnant à température ambiante.

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