{"id":117929,"date":"2013-05-14T18:53:05","date_gmt":"2013-05-14T21:53:05","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=117929"},"modified":"2013-05-14T18:54:44","modified_gmt":"2013-05-14T21:54:44","slug":"voisinage-actif","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/voisinage-actif\/","title":{"rendered":"Voisinage actif"},"content":{"rendered":"

Publi\u00e9 en f\u00e9vrier 2011<\/em><\/p>\n

\"Cube

Cube m\u00e9tallique : arrangement en 3D des atomes de nickel \u00e0 temp\u00e9rature ambiante<\/p><\/div>\n

Physiciens de l\u2019Universit\u00e9 de S\u00e3o Paulo (USP), Sueli Hatsumi Masunaga et Renato de Figueiredo Jardim ont d\u00e9velopp\u00e9 une strat\u00e9gie relativement simple pour mesurer un ph\u00e9nom\u00e8ne qui affecte le stockage et la transmission d’informations enregistr\u00e9es sur des supports magn\u00e9tiques tel que le disque dur (HD) des ordinateurs. Si ce type d’\u00e9valuation des caract\u00e9ristiques du mat\u00e9riel composant la m\u00e9moire magn\u00e9tique des ordinateurs s’av\u00e8re commercialisable, on pourra envisager de produire \u2013 avec le m\u00eame mat\u00e9riel que celui utilis\u00e9 actuellement \u2013 des disques durs d’une capacit\u00e9 de stockage jusqu’\u00e0 cinq fois sup\u00e9rieure \u00e0 celle d’aujourd’hui.<\/p>\n

Le disque dur d’un ordinateur ordinaire enregistre les informations sur des films de petites particules magn\u00e9tiques de cobalt (Co), chrome (Cr) et platine (Pt), recouverts d’un mat\u00e9riel isolant. On estime qu\u2019il stocke 200 gigabytes de donn\u00e9es sur une superficie comparable \u00e0 celle d’une bo\u00eete d’allumettes. Pour Jardin, directeur de l’Institut de Physique (IF) de l\u2019USP, \u00ab en cas de fabrication optimum de ce composant, la m\u00eame superficie serait capable d’abriter un t\u00e9raoctet \u00bb.<\/p>\n

L’augmentation du pouvoir de stockage de ce mat\u00e9riel, dont la composition et la capacit\u00e9 exactes ne sont habituellement pas diffus\u00e9es par l’industrie, d\u00e9pend du contr\u00f4le de l’influence qu’exercent les nanoparticules les unes sur les autres \u2013 un ph\u00e9nom\u00e8ne du monde atomique nomm\u00e9 interaction dipolaire parce que les nanoparticules se comportent comme de minuscules aimants (dip\u00f4les magn\u00e9tiques). D’apr\u00e8s Masunaga, \u00ab cette interaction augmente en intensit\u00e9 avec la r\u00e9duction de l’espace entre les particules, et elle se produit m\u00eame \u00e0 des distances consid\u00e9r\u00e9es grandes dans le monde nanom\u00e9trique \u00bb.<\/p>\n

Lorsque l’on appuie sur la touche \u00ab Entr\u00e9e \u00bb d’un ordinateur pour enregistrer un fichier de texte, par exemple, une petite bobine (t\u00eate de lecture) qui flotte \u00e0 des dixi\u00e8mes de millioni\u00e8mes de millim\u00e8tres du disque dur convertit les signaux \u00e9lectriques en magn\u00e9tiques et oriente le champ magn\u00e9tique des nanoparticules dans un certain sens ou dans le sens contraire, \u00e0 180 degr\u00e9s. L\u2019orientation de ce champ magn\u00e9tique (imaginez une fl\u00e8che point\u00e9e vers le haut ou vers le bas) fonctionne comme une unit\u00e9 d\u2019information : le bit, repr\u00e9sent\u00e9 par les nombres 0 et 1. En actionnant la commande de sauvegarde de l\u2019information, une longue suite de 0 et de 1 est codifi\u00e9e dans l\u2019orientation magn\u00e9tique des nanoparticules ; et elle ne se modifie pas quand l\u2019appareil est \u00e9teint.
\nAugmenter la capacit\u00e9 de stockage de ce type de m\u00e9moire cr\u00e9\u00e9e dans les ann\u00e9es 1950 par IBM exige l\u2019installation d\u2019un nombre plus grand de particules magn\u00e9tiques sur une m\u00eame superficie. Mais certains facteurs comme l\u2019interaction dipolaire par exemple rendent l\u2019op\u00e9ration difficile. Au fur et \u00e0 mesure que les nanoparticules deviennent plus proches, les champs magn\u00e9tiques qu’elles g\u00e9n\u00e8rent interagissent entre eux jusqu’\u00e0, selon la distance, provoquer l\u2019inversion de sens de ces particules \u2013 ou, comme disent les physiciens, elles \u00ab flipent \u00bb. Et dans ce cas \u00ab fliper \u00bb est synonyme d’instabilit\u00e9, ce qui n’est pas souhaitable pour stocker des informations.<\/p>\n

Jardim et Masunaga ont propos\u00e9 en janvier 2011 dans l\u2019Applied Physics Letters une mani\u00e8re de contourner le probl\u00e8me : utiliser deux ensembles de caract\u00e9ristiques du mat\u00e9riel pour estimer \u00e0 partir de quel point l\u2019interaction dipolaire devient importante. D\u2019ordre structurel, le premier ensemble prend en compte la taille des particules et la distance qu\u2019il y a entre elles. L\u2019autre mesure est la susceptibilit\u00e9 magn\u00e9tique, c\u2019est-\u00e0-dire la r\u00e9ponse du mat\u00e9riel \u00e0 un champ magn\u00e9tique.<\/p>\n

Les deux chercheurs ont \u00e9labor\u00e9 cette strat\u00e9gie apr\u00e8s avoir analys\u00e9 le comportement d\u2019un mat\u00e9riel contenant des nanoparticules de nickel synth\u00e9tis\u00e9es par Masunaga \u2013 partie d\u2019un projet th\u00e9matique de la FAPESP coordonn\u00e9 par le physicien Reginaldo Muccillo. Naturellement magn\u00e9tique \u00e0 la temp\u00e9rature ambiante au m\u00eame titre que le fer (Fe) et le cobalt (Co), le nickel (Ni) est un m\u00e9tal mod\u00e8le pour l\u2019\u00e9tude des propri\u00e9t\u00e9s magn\u00e9tiques. Au laboratoire, Masunaga a m\u00e9lang\u00e9 un acide (citrique), un alcool (\u00e9thyl\u00e8ne glycol) et un sel (nitrate de nickel). Le m\u00e9lange liquide a \u00e9t\u00e9 maintenu \u00e0 80\u00baC jusqu\u2019\u00e0 ce qu\u2019il se transforme en gel, puis chauff\u00e9 pendant trois heures \u00e0 une temp\u00e9rature de 300\u00baC. La r\u00e9sine qui s\u2019est form\u00e9e a \u00e9t\u00e9 tritur\u00e9e et \u00e0 nouveau chauff\u00e9e, mais cette fois dans une atmosph\u00e8re d\u2019azote pour \u00e9liminer les impuret\u00e9s. Le r\u00e9sultat fut la formation de nanoparticules sph\u00e9riques de nickel immerg\u00e9es dans une matrice de carbone et d\u2019oxyde de silicium. Avec en moyenne cinq nanom\u00e8tres de diam\u00e8tre, chaque nanoparticule est en r\u00e9alit\u00e9 un agglom\u00e9rat de pr\u00e8s de 6 000 atomes dispos\u00e9s en forme de cubes et qui se comporte comme s\u2019il s\u2019agissait d\u2019un seul dip\u00f4le.<\/p>\n

Interaction<\/strong>
\nEn augmentant la concentration de nickel, qui a vari\u00e9 de 1,9 % \u00e0 12,8 % de la masse du compos\u00e9, Masunaga a constat\u00e9 au microscope \u00e9lectronique que la distance entre les nanoparticules \u00e9tait pass\u00e9e de 21 \u00e0 11 nanom\u00e8tres. Parall\u00e8lement, la susceptibilit\u00e9 magn\u00e9tique a r\u00e9v\u00e9l\u00e9 une plus grande interaction entre les particules. \u00c0 partir d\u2019une certaine distance, la susceptibilit\u00e9 magn\u00e9tique a cess\u00e9 d\u2019\u00eatre d\u00e9crite de la mani\u00e8re attendue pour des particules ind\u00e9pendantes, signifiant ainsi que les champs magn\u00e9tiques des nanoparticules commen\u00e7aient \u00e0 interf\u00e9rer les uns sur les autres. \u00ab L\u2019interaction dipolaire est devenue importante \u00e0 des distances inf\u00e9rieures \u00e0 14 nanom\u00e8tres \u00bb, indique Masunaga. La chercheuse a d\u00e9crit ces r\u00e9sultats dans un article de la Physical Review B de 2009 et dans un autre \u00e0 para\u00eetre dans le Journal of Applied Physics. Un disque dur contenant des nanoparticules si proches entre elles se comporterait comme une m\u00e9moire atteinte d\u2019Alzheimer : elle pourrait perdre l\u2019information aussit\u00f4t apr\u00e8s l\u2019avoir acquise.<\/p>\n

D\u2019apr\u00e8s Jardim, \u00ab cette caract\u00e9ristique qui rend le mat\u00e9riel inad\u00e9quat pour stocker des donn\u00e9es peut \u00eatre int\u00e9ressant pour des ph\u00e9nom\u00e8nes n\u2019exigeant pas la pr\u00e9servation de l\u2019\u00e9tat, comme la transmission de l\u2019information \u00bb. Il pense que la strat\u00e9gie peut \u00eatre appliqu\u00e9e \u00e0 tout mat\u00e9riel et \u00e9veiller ainsi l\u2019int\u00e9r\u00eat de l\u2019industrie : \u00ab La m\u00e9thode pourrait \u00eatre adopt\u00e9e en tant que protocole pour contr\u00f4ler la construction de m\u00e9moires magn\u00e9tiques d\u2019ordinateur et pour tester leur qualit\u00e9 \u00bb.<\/p>\n

LE PROJET<\/strong>
\n\u00c9tude de ph\u00e9nom\u00e8nes intergranulaires sur des mat\u00e9riaux c\u00e9ramiques \u2013 n\u00ba 2005\/53241-9
\nMODALIT\u00c9<\/strong>
\nProjet Th\u00e9matique
\nCOORDONNATEUR<\/strong>
\nReginaldo Muccillo \u2013 Ipen\/SP
\nINVESTISSEMENT<\/strong>
\n945 914,22 r\u00e9aux (FAPESP)<\/p>\n

Article scientifique<\/em>
\nMASUNAGA, S.H. et al. \u00ab Increase in the magnitude of the energy barrier distribution in Ni nanoparticles due to dipolar interactions \u00bb. Applied Physics Letters<\/strong>. v. 89. Janv. 2011.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Voisinage actif","protected":false},"author":16,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[1180],"tags":[],"coauthors":[105],"class_list":["post-117929","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-sciences"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/117929","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/16"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=117929"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/117929\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=117929"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=117929"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=117929"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=117929"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}