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Vers les disques durs du futur ?

Tandis que la pression pour augmenter la densité d’information sur les disques durs est de plus en plus forte (clouds, data centers, etc.), une découverte de l’équipe « Nanomagnétisme et Electronique de Spin » de l’Institut Jean Lamour (CNRS / Université de Lorraine) pourrait ouvrir de nouveaux horizons technologiques à l’enregistrement magnétique. Ce travail mené en collaboration avec des chercheurs américains, allemands et japonais a donné lieu à une publication dans la revue Science.

C’est en étudiant l’interaction laser-matière magnétique que ces chercheurs se sont rendu compte que l’aimantation de certains matériaux proches de ceux utilisés dans l’industrie pouvait être manipulée par un laser. Grâce à cela, la densité et les temps d’accessibilité des données sur les disques durs pourraient être décuplés.

Bien que resté cantonné aux expériences de laboratoires durant ces premières années, le retournement d’aimantation « tout-optique » semble enfin démontrer toute sa portée. Révolutionnaire par nature, il revient à modifier l’orientation des pôles nord et sud des aimants par la simple action d’un faisceau laser en lieu et place des forts champs magnétiques utilisés habituellement pour l’enregistrement magnétique. Pour autant, ce phénomène physique ne survient pas dans tous les matériaux et son mécanisme est encore débattu, mais ce travail pourrait permettre de faire la lumière sur l’origine du phénomène.

Alors que les théories existantes prédisaient que le retournement optique ne pourrait apparaître que dans des matériaux ferrimagnétiques où l’aimantation globale est la conséquence de l’interaction de deux sous-réseaux magnétiques, il est désormais avéré que des couches magnétiques plus classiques (ferromagnétiques) peuvent également présenter le phénomène. En effet, le laser permet de transférer de la chaleur et du moment cinétique (une orientation préférentielle pour les aimants). Ainsi, une fois le faisceau focalisé, le premier ingrédient permet d’atteindre la température d’ordre du matériau, tandis que le deuxième rend possible la manipulation de la direction de l’aimantation. Il devient alors possible d’enregistrer de l’information à l’endroit où le laser agit.

Au-delà d’une meilleure compréhension du phénomène physique et des nouvelles perspectives de recherches ouvertes par cette étude, la portée technologique du sujet est importante. En effet, ces travaux pourraient très vite inspirer les industriels soucieux d’améliorer les performances de stockage des systèmes existants et donner naissance aux disques durs du futur…

mangin

Référence

C-H. Lambert, S. Mangin, B. S. D. Ch. S. Varaprasad, Y. K. Takahashi, M. Hehn, M. Cinchetti, G. Malinowski, K. Hono, Y. Fainman, M. Aeschlimann, E. E. Fullerton

All-optical control of ferromagnetic thin films and nanostructures

Science 21 août 2014
DOI: 10.1126/science.1253493

Contact chercheur

Stéphane Mangin, Institut Jean Lamour – Nancy
Courriel : stephane.mangin@univ-lorraine.fr
Tél. : 03 83 68 48 31

Contacts institut

Christophe Cartier dit Moulin, Jonathan Rangapanaiken