Des chercheurs de l’Université de technologie de Chalmers, en Suède, ont développé un matériau magnétique bidimensionnel d’épaisseur atomique capable de combiner simultanément deux ordres magnétiques opposés. Cette percée pourrait réduire la consommation énergétique des dispositifs de stockage de données d’un facteur dix, offrant une nouvelle solution pour répondre à la demande énergétique croissante des technologies numériques.

Les résultats de cette recherche ont été publiés dans la revue Advanced Materials, sous la direction du professeur Saroj P. Dash du Département de physique des dispositifs quantiques de l’Université de Chalmers, avec le Dr Bing Zhao comme auteur principal. La particularité de ce nouveau matériau magnétique bidimensionnel réside dans sa capacité à présenter à la fois un ordre ferromagnétique et antiferromagnétique au sein d’une seule couche, créant ainsi des conditions idéales pour le développement de technologies de stockage de données plus efficaces.

Avec la popularisation de l’intelligence artificielle, des appareils mobiles et des technologies numériques, le volume mondial de données connaît une croissance exponentielle. Les prévisions indiquent que, dans les décennies à venir, le traitement et le stockage des données pourraient représenter près d’un tiers de la consommation énergétique mondiale. Cette tendance pousse la communauté scientifique à rechercher activement des méthodes pour réduire la consommation énergétique du stockage de données.

Le Dr Bing Zhao a déclaré : « Découvrir cette coexistence d’ordres magnétiques dans une seule couche mince est une percée. Ses propriétés en font un candidat idéal pour le développement de puces de stockage ultra-efficaces pour l’intelligence artificielle, les appareils mobiles, les ordinateurs et les technologies de données futures. »

Les mémoires magnétiques traditionnelles dépendent de champs magnétiques externes pour modifier l’orientation des électrons, un processus qui consomme beaucoup d’énergie. En revanche, le nouveau matériau magnétique bidimensionnel possède une structure d’alignement magnétique inclinée, permettant aux électrons de changer rapidement de direction sans dépendre de champs magnétiques externes. Ce mécanisme intrinsèque réduit considérablement les pertes d’énergie, rendant les opérations de stockage plus efficaces.

Ce matériau est constitué d’un alliage magnétique de cobalt, fer, germanium et tellure, formé en empilant des films cristallins bidimensionnels par des forces de van der Waals. Le professeur Dash a souligné : « Les matériaux présentant plusieurs comportements magnétiques éliminent les problèmes d’interface rencontrés dans les empilements multicouches, et leur fabrication est plus simple. Auparavant, l’empilement de plusieurs films magnétiques introduisait des problèmes de jonction à l’interface, affectant la fiabilité et complexifiant la production des dispositifs. »

Les chercheurs ont démontré que ce matériau magnétique bidimensionnel peut réduire la consommation énergétique des unités de stockage d’un facteur dix. Son processus de fabrication simple et sa fiabilité accrue posent les bases d’une application à grande échelle des technologies de stockage de données de prochaine génération. Cette innovation contribuera non seulement à résoudre les problèmes de consommation énergétique des centres de données, mais favorisera également le développement de technologies numériques durables.