Dans une étude, des scientifiques de la Michigan Technological University explorent des matériaux alternatifs pour améliorer la capacité et réduire la taille des technologies de stockage de données numériques. Ranjit Pati, professeur de physique au Michigan, a dirigé l’étude et explique la physique derrière la nouvelle conception de nanofils de son équipe.
Grâce à une propriété appelée spin, les électrons se comportent comme de minuscules aimants. De la même manière que l’aimantation d’un barreau magnétique est dipolaire, pointant du sud vers le nord, les électrons d’un matériau ont des vecteurs de moment dipolaire magnétique qui décrivent l’aimantation du matériau.
Une recherche surprenante
Selon le sens d’aimantation (pointant vers le haut ou vers le bas), les données sont enregistrées sous forme de bits (soit a 1 soit 0) dans les domaines ferromagnétiques. Cependant, il existe deux goulots d’étranglement, et tous deux dépendent de la proximité. Tout d’abord, rapprochez un aimant externe trop près, et son champ magnétique pourrait modifier la direction des moments magnétiques dans le domaine et endommager le périphérique de stockage.
Voici comment les nanofils ont révolutionné le monde de la technologie :
Deuxièmement, les domaines ont chacun leur propre champ magnétique, ils ne peuvent donc pas non plus être trop proches les uns des autres. Le défi avec les appareils électroniques plus petits, plus flexibles et plus polyvalents est qu’ils exigent des dispositifs qui rendent plus difficile la séparation des domaines ferromagnétiques en toute sécurité.
Comment résoudre ce problème ?
Pour résoudre ce problème, l’équipe de Pati a utilisé une théorie quantique prédictive à plusieurs corps qui prend en compte les interactions électron-électron. L’équipe a découvert que les nanofils dopés au chrome avec un noyau en germanium et une coque en silicium peuvent être un semi-conducteur antiferromagnétique.
Dans leurs travaux récents, ils ont réussi à exploiter les caractéristiques intrigantes d’un antiferromagnétique dans un nanofil de semi-conducteur complémentaire compatible avec les oxydes métalliques (CMOS) de faible dimension sans détruire la propriété semi-conductrice du nanofil.