Des chercheurs de l’université de Berkeley sont récemment parvenus à fabriquer un aimant unique en son genre; non seulement il ne mesure qu’un seul atome d’épaisseur, mais en plus, il est parfaitement stable à température ambiante et jusqu’à 100 °C.
Ce n’est pas la première fois qu’un objet magnétique aussi fin -un millionième de feuille de papier standard, tout de même- est créé. En revanche, les aimants en 2D précédentes présentaient toutes le défaut rédhibitoire d’être très instables. Cela signifie qu’à moins de les conserver à très basse température, ils avaient tendance à perdre rapidement leurs propriétés magnétiques.
C’est la première fois que des chercheurs parviennent à produire un aimant aussi fin et assez stable pour pouvoir envisager des applications pratiques. En effet, les aimants sont à la base de notre technologie de stockage de données. Des cassettes à bande aux disques durs en passant par les disquettes, cette dernière a bien évolué au fil des années, mais une constante demeure : sans aimants, point de support de stockage ! Notre capacité à miniaturiser les aimants est donc cruciale pour le développement de cette technologie – d’où l’intérêt de développer des aimants d’une finesse extrême.
Miniaturiser pour mieux stocker
Mais encore faut-il que ces aimants fonctionnent en conditions réelles, et c’est là tout tl’intérêt de cette technologie. Puisque l’aimant de Berkeley est stable à température ambiante, il serait donc utilisable dans les conditions d’ un data center standard. Et un tel matériau pourrait faire des merveilles dans ce contexte. Car aujourd’hui, les différents matériaux magnétiques utilisés ont une épaisseur d’au moins quelques centaines d’atomes.
Avec des aimants monocouches, les ingénieurs pourraient développer des technologies capables de stocker des données à une densité plusieurs dizaines de fois supérieures ! Cette technologie pourrait donc changer bien des choses dans notre infrastructure actuelle; à terme, on peut imaginer stocker dans une seule pièce ce qui nécessite aujourd’hui un hangar entier. Et à une échelle plus réduite, cela permettrait de créer des supports de données encore plus fins, ce qui se répercuterait forcément sur l’épaisseur des appareils.
Cap sur les disques durs quantiques ?
Cette découverte pourrait aussi servir de base à une technologie de stockage quantique, conceptuellement très différente de celle que l’on utilise aujourd’hui. Dans votre appareil préféré, c’est la charge électrique qui est utilisée pour stocker l’information. À terme, les chercheurs espèrent pouvoir le faire grâce à une autre propriété des électrons : leur spin. Le souci, c’est que pour étudier cette possibilité, il faudrait pouvoir examiner individuellement chaque électron. C’est par nature très difficile, et même impossible dans un aimant standard de plusieurs centaines de couches, où les atomes sont difficilement accessibles. En revanche, un matériau monocouche comme celui-ci “ouvre la possibilité d’examiner chaque atome impliqué dans le magnétisme à l’échelle individuelle, ce qui permet d’observer comment la physique quantique régit les interactions entre eux”, d’après les auteurs de l’étude.
Le texte de l’étude est disponible ici.
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