(Phys.org) - Des nano-rubans de silicium configurés de manière à ce que les atomes ressemblent à du grillage pourraient détenir la clé des systèmes de stockage de données et de traitement de l'information à ultra-haute densité du futur.

Il s'agit d'une découverte clé d'une équipe de scientifiques dirigée par Paul Snijders du laboratoire national d'Oak Ridge du ministère de l'Énergie. Les chercheurs ont utilisé la microscopie à effet tunnel et la spectroscopie pour valider les premiers calculs – ou modèles – qui, pendant des années, avaient prédit ce résultat. La découverte, détaillé dans Nouveau Journal de Physique , valide cette théorie et pourrait rapprocher les scientifiques de leur objectif à long terme de créer de manière rentable du magnétisme dans des matériaux non magnétiques.

« Alors que les scientifiques ont passé beaucoup de temps à étudier le silicium, car c'est le cheval de bataille des technologies de l'information actuelles, pour la première fois, nous avons pu établir clairement que les bords des nano-rubans comportent des atomes de silicium magnétiques, " dit Snijders, membre de la division Science et technologie des matériaux.

La surprise est que si le silicium en vrac est non magnétique, les bords des nano-rubans de ce matériau sont magnétiques. Snijders et ses collègues de l'ORNL, Laboratoire National d'Argonne, l'Université du Wisconsin et le Naval Research Laboratory ont montré que les spins des électrons sont ordonnés de manière antiferromagnétique, ce qui signifie qu'ils pointent alternativement vers le haut et vers le bas. Configuré de cette façon, les atomes polarisés en spin haut et bas servent de substituts efficaces aux zéros conventionnels et communs aux électrons, ou facturer, courant.

"En exploitant les spins électroniques résultant des liaisons brisées intrinsèques sur des surfaces de silicium stabilisées à l'or, nous avons pu remplacer les zéros et les classiques chargés électroniquement par des rotations pointant vers le haut et vers le bas, " a déclaré Snijders.

Cette découverte offre une nouvelle voie pour étudier le magnétisme de faible dimension, les chercheurs ont noté. Plus important encore, de telles surfaces en silicium-or étagées fournissent un modèle atomiquement précis pour les dispositifs à un seul spin à la limite ultime du stockage et du traitement de données à haute densité.

"A la recherche d'aimants plus petits et moins chers, électro-moteurs, appareils électroniques et de stockage, créer du magnétisme dans des matériaux autrement non magnétiques pourrait avoir des implications de grande envergure, " a déclaré Snijders.