(PhysOrg.com) -- Un nouveau support d'enregistrement magnétique composé de minuscules nanosphères a été conçu par des chercheurs européens. La technologie peut conduire à des disques durs capables de stocker plus d'un millier de milliards de bits d'informations dans un pouce carré.

Les PC grand public étant désormais vendus avec des disques durs d'un téraoctet ou plus - assez pour enregistrer plus de deux ans de musique - la capacité de stockage semble augmenter sans limite. Mais les limites sont là et les initiés de l'industrie savent qu'elles approchent à grands pas.

Les disques durs actuels enregistrent des informations sur une couche ferromagnétique. La couche est composée de grains d'environ 7 nanomètres de diamètre et chaque « bit » d'information est contenu dans une cellule magnétisée couvrant peut-être 60 à 80 grains. Lorsque le champ magnétique pointe dans un sens, un « 1 » est enregistré et lorsqu'il pointe dans l'autre sens, un « 0 » est enregistré.

Une façon de stocker des informations sur un disque serait de réduire la taille des cellules. Mais avec moins de grains par cellule, le rapport signal sur bruit augmente et avec lui la probabilité qu'un bit soit mal lu.

La réponse évidente est d'utiliser un support d'enregistrement avec des grains plus petits, mais alors des problèmes de stabilité thermique surviennent. "Heures supplémentaires, si la stabilité thermique n'est pas assez grande, l'orientation magnétique basculera dans la direction opposée et perdra donc ses informations, », déclare Manfred Albrecht de l'Université de technologie de Chemnitz.

Nanosphères

Il privilégie une toute nouvelle approche utilisant des techniques issues de la nanotechnologie pour construire une surface d'enregistrement « à motifs » constituée non pas de grains irréguliers mais de cellules magnétiques spécialement conçues. « Le problème est maintenant de savoir comment produire ces nanostructures à grande échelle et à faible coût ? »

Albrecht a coordonné le projet MAFIN financé par l'UE qui visait à construire des réseaux réguliers de cellules à partir de minuscules nanosphères magnétisées. Les sphères sont faites de silice et sont disponibles dans le commerce dans une gamme de tailles. Après avoir testé de nombreuses tailles différentes, l'équipe MAFIN s'est fixée sur des sphères de 25 nanomètres de diamètre, plus gros que les grains conventionnels mais plus petits que les cellules de stockage normales.

L'intérêt d'utiliser des nanosphères est qu'elles s'assemblent en un réseau régulier. Les nanosphères sont mélangées à une solution à base d'alcool qui est déposée sur le substrat. Au fur et à mesure que l'alcool s'évapore, les sphères sont laissées de manière régulière.

« Nous avons ensuite déposé un film magnétique sur les particules pour former un « capuchon » magnétique, », explique Albrecht. "Et si vous le faites correctement, ce capuchon magnétique agit comme un seul aimant, avec un pôle nord et un pôle sud, et la baie peut être utilisée comme périphérique de stockage.

Que le capuchon soit magnétisé avec un pôle nord ou sud vers le haut détermine s'il stocke un « 1 » ou un « 0 ».

Alliage fer-platine

Le film magnétique est un alliage fer-platine qui a déjà suscité l'intérêt de l'industrie du stockage magnétique. Il est appliqué sur les nanosphères par dépôt par pulvérisation cathodique magnétron. Comme la silice elle-même est non magnétique, chaque calotte est isolée de ses voisines et peut bien retenir son aimantation.

L'auto-assemblage des nanosphères est guidé par un pré-modelage du substrat de silicate par lithographie aux rayons X pour créer de minuscules fosses dans lesquelles les sphères peuvent s'installer.

"Je pense que les approches basées sur l'auto-assemblage ont le plus grand potentiel car elles ne sont pas chères, ", dit Albrecht. « Ils sont à très bas prix. »

Un espacement de 25 nanomètres entre les sphères équivaut à une densité de stockage d'un térabit (1000 gigabits) par pouce carré. En utilisant la même approche avec des sphères plus petites, les chercheurs devraient être en mesure d'atteindre des densités jusqu'à six fois plus élevées.

En plus de regarder le support d'enregistrement, Les chercheurs du MAFIN ont également étudié les techniques d'enregistrement. Le fer-platine est plus difficile à magnétiser que les supports conventionnels, des modifications seront donc nécessaires pour permettre aux informations d'être facilement enregistrées et lues.

Opportunités pour l'industrie

L'équipe a étudié en utilisant une sonde avec une pointe magnétique fine pour magnétiser et lire chacune des nanosphères au lieu d'une tête d'enregistrement conventionnelle.

MAFIN s'est terminé en mai 2009, mais son travail s'est poursuivi dans un projet de l'UE successeur, TERAMAGSTOR. Alors que MAFIN se préoccupait d'une preuve de concept, le nouveau projet vise à démontrer un disque dur avec une densité de stockage dépassant un térabit par pouce carré.

Albrecht voit des opportunités pour l'industrie européenne de développer des procédés de fabrication qui des supports de stockage nanostructurés nécessiteront. « En Europe, nous n'avons pas de véritable industrie qui produit des disques durs, " il dit. « Tout est en Asie et aux États-Unis. Mais nous avons des fabricants d'outils de dépôt et une expertise en technologie de pulvérisation.

Les substrats verriers des disques durs classiques ne seront pas adaptés aux procédés haute température nécessaires au dépôt d'alliages, ainsi, les entreprises européennes ayant un savoir-faire dans les matériaux céramiques peuvent également avoir un rôle à jouer.