La jeune histoire du stockage de données à l’échelle nanoscopique (à la frontière de l’échelle atomique, de l’ordre du millonnième de millimètre) vient de vivre une nouvelle avancée considérable.Dans une publication du 12 juillet dernier, des chercheurs du département de physique des universités du Wisconsin-Madison (Etats-Unis) et de Bâle (Suisse) ont annoncé la mise au point d’une mémoire, dont le codage d’un bit dépend de l’absence ou de la présence d’un seul atome de silicium.La densité du périphérique conçu par cette équipe de recherche dirigée par Franz Himpsel est prodigieuse : 250 Tbit dans une aire de 1 pouce de côté. Autrement dit, près de 100 Tbit/cm2, soit 12,5 To/cm2 ! C’est environ cinq mille fois plus que la densité maximale ?” environ 20 Gbit/cm2 ?” des actuels disques durs magnétiques les plus évolués.Et deux cent cinquante fois plus que la mémoire présentée par IBM en juin dernier ?” 1 Tbit/pouce2 ?” dans le cadre de son projet Millipede. “Notre objectif était d’atteindre l’ultime limite de densité de stockage d’une information binaire sur un matériau solide : coder un bit dans un seul atome”, rapportait Roland Bennewitz, l’un des membres de l’équipe, à notre confrère Nanotechweb.org.
Un point faible : le temps de lecture-écriture
Dans un discours légendaire(1) prononcé en décembre 1959, Richard Feynman, prix Nobel de physique en 1965, estimait que le codage d’un bit serait un jour atteint au moyen d’un cube de cent vingt-cinq atomes (5 x 5 x 5). Il était visionnaire : quarante ans plus tard, dans la mémoire atomique de Himpsel, chaque bit est codé sur un atome de silicium dans une surface à deux dimensions, formée de cinq atomes de hauteur (1,7 nm) et quatre atomes de largeur (soit vingt atomes).Les dix-neuf atomes restants évitent toute interférence entre deux bits adjacents. Sur le silicium est apposée une fine couche d’or, qui se traduit par la présence de pistes parallèles (voir photo), sur lesquelles se fixent les atomes.Pour lire et écrire les données binaires, le dispositif fait appel à des microscopes à effet tunnel, MET(2). Or, à moins de disposer ces microscopes en parallèle (à raison de mille pointes de MET), on aborde là le gros inconvénient de ce périphérique : les vitesses de lecture-écriture des données sont, pour l’instant, très ?” trop ?” lentes. De fait, la durée d’interprétation du signal n’est pas immédiate au vu de la très faible énergie dégagée par le bit atomique.(1) De longs extraits sont publiés dans le numéro de septembre 2002 de Futuribles.
(2) Invention signée en 1981 par deux chercheurs d’IBM à Zurich, Gerd Binnig et Heinrich Rohrer, permettant d’observer les atomes et d’envisager la possibilité de les piloter.
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