Les mémoires numériques de demain ?

Les mémoires numériques de demain ?

Aujourd'hui, la plupart des appareils électroniques nomades utilisent des mémoires flash. Les mémoires ferroélectriques sont plus rapides, mais présentent d'autres inconvénients (faible densité (La densité est un nombre sans dimension, égal au rapport d'une masse d'une substance homogène à la masse du même volume...) de stockage et destruction des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose,...) lors de la lecture notamment). Une équipe de l'Unité Mixte de Physique (La physique (du grec φυσικη) est étymologiquement la science de la nature. Son champ...) CNRS/Thales/Université Paris-Sud 11 a résolu ces problèmes en montrant la faisabilité d'un nouveau type de mémoire (D'une manière générale, la mémoire est le stockage de l'information. C'est aussi le souvenir d'une information.) basé sur l'association de deux phénomènes physiques: la ferroélectricité (Les cristaux ferroélectriques ont un moment dipolaire électrique même en l'absence d'un champ électrique...) et l'effet tunnel (L'effet tunnel désigne la propriété que possède un objet quantique de franchir une barrière de potentiel,...). Ces mémoires auraient alors de nombreux avantages pour supplanter les mémoires flash. Ce résultat est publié dans Nature (advanced online publication du 31 mai 2009).

Aujourd'hui, l'électronique nomade a envahi notre vie. Elle dépend de manière cruciale des composants qui conservent les données quand l'appareil est éteint. On parle de mémoires non volatiles. Le marché réclame des mémoires toujours plus compactes, plus rapides, de plus haute densité et moins consommatrices d'énergie.

Actuellement, trois grandes familles de mémoires non volatiles existent: les mémoires magnétiques, les plus consommatrices d'énergie, les mémoires flash, avec lesquelles les temps d'écriture et de lectures sont plus longs, et les mémoires ferroélectriques, qui sont plus rapides mais avec lesquels les informations stockées sont détruites lors de la lecture. Les mémoires ferroélectriques sont commercialisées depuis plus de 10 ans et utilisées pour des applications de niche telles que certaines consoles de jeux.

En collaboration avec l'Université de Cambridge et la société Thales (Thales, anciennement Thomson-CSF jusqu'en 2000, est une société d'électronique spécialisée dans l'aérospatial, la...), une équipe de l'Unité mixte de physique CNRS/Thales/Université Paris-Sud 11 a réussi à marier deux phénomènes physiques que sont la ferroélectricité et l'effet tunnel. Les chercheurs ont montré la faisabilité d'un nouveau type de mémoire ferroélectrique, dont la lecture ne détruirait pas le contenu, ce qui était jusqu'à présent leur principal inconvénient.

La ferroélectricité est la propriété selon laquelle un matériau possède spontanément une polarisation ( la polarisation des ondes électromagnétiques ; la polarisation dûe aux moments dipolaires dans les matériaux...) électrique (asymétrie des charges internes). Elle peut être renversée par l'application d'un champ électrique (Dans le cadre de l'électromagnétisme, le champ électrique est un objet physique qui permet de définir et éventuellement...) extérieur. Une fois orienté, cet état de polarisation perdure. Il constitue la base de la mémoire non volatile et son orientation (Au sens littéral, l'orientation désigne ou matérialise la direction de l'Orient (lever du soleil à l'équinoxe) et des...) vers le "haut" ou vers le "bas" peut être associée à la valeur 0 ou 1 de notre informatique (L'informatique désigne l'automatisation du traitement de l'information par un système, concret (machine) ou abstrait....) binaire.

L'effet tunnel, quant à lui, est un phénomène permettant à un objet quantique (un électron par exemple) de traverser un matériau isolant (Un isolant est un matériau qui permet d'empêcher les échanges d'énergie entre deux systèmes. On distingue : les...) lorsque l'épaisseur de ce dernier est réduite à quelques atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la...). Cet effet est observé dans des dispositifs appelés "jonctions tunnel" constitués d'une mince barrière isolante prise en sandwich entre deux électrodes conductrices.

Les chercheurs ont combiné ces deux phénomènes en utilisant comme isolant un matériau ferroélectrique. Ils sont parvenus à y préserver la ferroélectricité, généralement fragilisée à ces échelles nanométriques: il sont ainsi observé que l'orientation de la polarisation affectait spectaculairement l'effet tunnel et le passage d'un courant électrique au sein du dispositif. Ceci permet de lire de façon non destructive l'état de polarisation, soit le contenu de l'élément mémoire.

Ce résultat ouvre la voie à la simplification de l'architecture des mémoires ferroélectriques actuelles, avec pour perspectives une diminution des coûts, une augmentation de la densité de stockage ainsi que de la rapidité, et une moindre consommation électrique.

                                                                                                                                    www.techno-science.net

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