Processus de fabrication des nouveaux nano-aimants 3D :à l'aide d'un injecteur de gaz et d'un microscope électronique, un échafaudage est imprimé en 3D sur un substrat de silicium (étapes 1 et 2). De la matière magnétique se dépose sur l'ensemble de l'ensemble (vert, étape 3). Les informations magnétiques sont ensuite lues à partir du substrat et de la nanostructure indépendamment à l'aide d'un laser (rouge, étape 4). Crédit :Dédalo Sanz-Hernández
Depuis la fin des années 60, les appareils électroniques ont stocké et transmis des informations (bits) dans des circuits bidimensionnels. Maintenant, des chercheurs de l'Université de Cambridge ont créé un circuit magnétique à l'échelle nanométrique capable de déplacer des informations dans l'espace tridimensionnel. Cette percée pourrait conduire à une augmentation importante des capacités de stockage et de traitement des appareils électroniques par rapport à celles utilisées aujourd'hui.
Les technologies actuelles atteignant les limites de ce que permet la physique, les chercheurs commencent à explorer la troisième dimension à la recherche d'une voie pour améliorer les appareils électroniques.
Dans une étude récente publiée dans la revue ACS Nano , chercheurs de l'Université de Cambridge (Royaume-Uni) et de la TU Eindhoven (Pays-Bas), démontrer que la combinaison des techniques les plus avancées de la nano-impression 3D avec les méthodes traditionnelles permet de créer des circuits fonctionnels capables de traiter l'information.
"Nous démontrons une nouvelle façon de fabriquer et d'utiliser un dispositif magnétique qui, à l'échelle nanométrique, peut déplacer de manière contrôlée des informations le long des trois dimensions de l'espace, " souligne Amalio Fernández-Pacheco, chercheur principal du projet au Cavendish Laboratory à Cambridge. Pour créer ces nano-aimants en 3D, un microscope électronique est utilisé avec un injecteur de gaz pour imprimer en 3D un échafaudage suspendu sur un substrat de silicium traditionnel en 2D. Après la nano-impression 3D, un matériau magnétique est déposé sur l'ensemble de l'ensemble pour permettre le transport de l'information.
Amalio Fernández-Pacheco, chercheur principal du projet (à gauche) et Dédalo Sanz-Hernández, auteur principal de l'œuvre (à droite) posant avec le système optique utilisé à l'Université de Cambridge pour lire des informations à partir de nanostructures magnétiques 3D. Crédit :Dédalo Sanz-Hernández
En combinant un protocole de fabrication précis avec un système laser sur mesure, les auteurs ont détecté des structures presque entièrement suspendues et d'une largeur de seulement 300 nanomètres.
"Dans ce travail, nous démontrons non seulement un grand saut dans les capacités de nanofabrication, mais aussi, nous avons développé un système qui nous permet de regarder ces petits appareils d'une manière relativement simple, " dit Dédalo Sanz-Hernández, chef de file de ce travail.
"Les informations contenues dans l'appareil peuvent être lues à l'aide d'un seul laser en configuration champ sombre (une technique conçue pour isoler les petits objets des arrière-plans lumineux), " il explique.
Cette percée s'inscrit dans le domaine plus large de la spintronique. Les technologies de spintronique exploitent non seulement les électrons de charge électrique pour stocker et traiter l'information, mais aussi leur tournure, permettant le développement de circuits électroniques bénéficiant d'une plus grande efficacité énergétique que les technologies actuelles.
"Des projets comme celui-ci ouvrent la voie au développement d'une toute nouvelle génération de dispositifs magnétiques capables de stocker les informations de mouvement et de traitement de manière très efficace en exploitant les trois dimensions de l'espace, " dit Fernández-Pacheco.
