La quantité de données générées quotidiennement dépasse rapidement les capacités de stockage des disques durs d'aujourd'hui. Afin de suivre, la prochaine génération de disques durs doit utiliser des matériaux aux propriétés magnétiques facilement manipulables, offrant ainsi une densité plus élevée et une meilleure efficacité.

Pour répondre à cette demande, deux projets de recherche de l'UE ont développé un tel matériau. Le nouveau matériau pérovskite présente un ordre magnétique qui peut être facilement modifié avec la chaleur et sans perturber le matériau lui-même.

Un matériau modifié

De nombreux chercheurs en énergie considèrent le photovoltaïque à pérovskite comme une alternative moins chère aux systèmes traditionnels à base de silicium. Cependant, contrairement à d'autres formes de matériau pérovskite, la version modifiée co-créée par les projets TOPOMAT et PICOPROP présente des propriétés uniques qui en font le matériau de choix pour la prochaine génération de disques durs.

Le projet TOPOMAT a posé les bases avec ses recherches sur le lien entre les propriétés physiques fondamentales des isolants topologiques et leurs applications technologiques prospectives. Les isolants topologiques sont une classe de matériaux récemment découverte qui ont un espace électronique massif et présentent des états de surface conducteurs. Le projet PICOPROP, d'autre part, se concentre spécifiquement sur les caractéristiques du matériau pérovskite nouvellement découvert. Combiné, ces recherches – qui sont toutes menées à l'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) en Suisse – ont conduit les chercheurs à découvrir que, parce que les propriétés magnétiques du nouveau matériau peuvent être facilement modifiées, c'est essentiellement le premier photoconducteur magnétique.

Une combinaison de propriétés

Cette caractéristique représente une percée importante dans le domaine du stockage de données magnétiques. Comme le magnétisme d'un matériau provient des interactions de ses électrons localisés et en mouvement, le résultat est un état magnétique fixe. La seule façon de changer cet état est de modifier la structure des électrons présents dans la chimie ou la structure cristalline du matériau. Cependant, un tel changement affecte la composition du matériau lui-même, limitant ainsi sévèrement son utilisation à des fins de stockage de données magnétiques.

Selon un article publié dans la revue La nature , le nouveau matériau pérovskite contourne cette limitation en combinant les avantages des ferroaimants, dont les moments magnétiques sont alignés dans un ordre bien défini, avec photoconducteurs, où l'éclairage lumineux génère des électrons de conduction libre à haute densité.

C'est cette combinaison de propriétés qui permet la fusion de l'aimantation par les photo-électrons (c'est-à-dire, électrons émis par le matériau lorsqu'il est frappé par la lumière). Le résultat est que même une lumière faible telle qu'une LED rouge est suffisante pour faire fondre l'ordre magnétique du matériau, créant une forte densité d'électrons voyageant. Ces électrons peuvent alors être facilement, rapidement et continuellement manipulé en changeant simplement l'intensité de la lumière.

Influent sur les disques durs de nouvelle génération

Bien que les projets restent un travail en cours, ces premiers résultats indiquent que ce nouveau matériau s'avérera influent dans la création de la prochaine génération de haute capacité, disques durs basse consommation. Selon un chercheur, le matériau pérovskite est la clé pour combiner les avantages du stockage magnétique - stabilité à long terme, haute densité de données, fonctionnement non volatile et capacité de réécriture - avec la vitesse d'écriture et de lecture optique.