Miniaturisation extrême

Des données stockées sur un seul atome

Stocker des informations et les récupérer sur des aimants constitués d’un seul atome est désormais possible. Des scientifiques d'IBM et de l'EPFL l'ont fait.

Les scientifiques ont utilisé un atome d'holmium (ici sous forme d'éclats) pour stocker des données. (Source: By brainandforce (Own work) [CC0], via Wikimedia Commons)
Les scientifiques ont utilisé un atome d'holmium (ici sous forme d'éclats) pour stocker des données. (Source: By brainandforce (Own work) [CC0], via Wikimedia Commons)

Des scientifiques d’IBM et de l’EPFL sont parvenus à stocker des informations et à les récupérer sur des aimants constitués d’un seul atome. «Cette percée a potentiellement des implications significatives pour la miniaturisation d'appareils à mémoire magnétique», se félicite l'Ecole polytechnique. Pendant longtemps, la difficulté a résidé dans l'écriture et la lecture des données à cause de la rapide démagnétisation de l'aimant, entraînant la perte des informations. Dans la revue Nature, les chercheurs expliquent comment ils sont parvenus à résoudre cette problématique.

En premier lieu, les scientifiques ont exploité le phénomène dit de la rémanence magnétique, c'est-à-dire la capacité de l'atome unique à rester magnétisé. Cette faculté permet donc d’encoder des données sur des supports qui ne perdront pas les informations. Pour ce faire, ils ont repris un prototype d'aimant à un seul atome basé sur l'élément terre rare holmium, construit par des confrères. Pour l'écriture et la lecture des informations, ils utilisent deux méthodes de haute précision basées sur un microscope à effet tunnel à balayage, qui consiste essentiellement en une pointe métallique acérée, de l'épaisseur d'un atome, balayée le long d'une surface. Pour l'écriture, des impulsions électriques permettent aux électrons de pénétrer par effet tunnel à travers la pointe pour inverser la magnétisation des atomes d'holmium. Pour lire l'état des bits d'holmium, les scientifiques ont exploité le phénomène de la «magnétorésistance à effet tunnel», qui leur a permis de voir la direction de la magnétisation des atomes d'holmium.

Et le résultat est significatif: les données sont restées stockées dans ces aimants à atome unique pendant plusieurs heures. Qu'en est-il du poids des données dans l'aimant? Fabian Natterer, membre du projet chez IBM, explique: «La technologie des disques durs conventionnels atteint une densité d'environ un Terabit par pouce carré. En utilisant des aimants à atome unique, nous pourrions atteindre une densité mille fois supérieure.» Reste à savoir quand cette innovation sera accessible à tous: «C'est difficile à dire, précise le chercheur. Mais les chiffres montrent déjà que nous sommes vraiment près de la limite fondamentale de la technologie de stockage classique, soit seulement trois ordres de grandeur supplémentaires.»

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