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17/09/2021

La spintronique et le disque dur

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C’est en faisant des recherches sur la physique quantique, et plus particulièrement sur le spin, que je suis tombé sur la vidéo en fin d’article.

Cette vidéo parle de la spintronique.

C’est grâce à cette technologie appelée spintronique que les capacités de stockage des disques durs n'ont cessé d'augmenter ces dernières années.

La Spintronique, ou électronique de Spin, désigne le fait de se servir des électrons, qui ont une masse et une charge, et qui possèdent une autre propriété : un spin.  A l’intérieur de la matière des disques durs se trouvent des petites boussoles, ou aimants, dirigés soit vers le haut soit vers le bas. Si leur pôle nord est orienté vers le haut, cela donne un 0, et s’il est vers le bas, cela donne un 1.

C'était en 1988, à Orsay, au sud de Paris. Albert Fert travaillait sur les propriétés du spin de l'électron, une propriété magnétique que l'on assimile à celle d'un petit aimant qui pourrait prendre deux positions. Il découvre un phénomène très curieux : une énorme augmentation de résistance électrique dans des couches ultrafines de matériaux ferromagnétiques soumises à un champ magnétique, même faible. Baptisée magnétorésistance géante (en anglais GMR pour Giant MagnetoResistance), cette propriété a pu rapidement être exploitée par l'industrie informatique : c'est grâce à elle que fonctionnent les têtes de lecture des disques durs. Avec ces têtes dites magnétorésistives, leur capacité s'est mise à grimper en flèche. L'électronique de spin, ou spintronique, à peine née, avait conquis ses lettres de noblesse.

Une tête de lecture de disque dur GMR est comparable, dans sa structure, à une tête magnétorésistive. L'écriture continue à être assurée par une tête inductive. La lecture, quant à elle, repose sur le phénomène de Magnétorésistance géante, découvert par deux équipes de physiciens dirigées respectivement par Albert Fert (français) et Peter Grünberg (allemand) qui reçurent conjointement le prix Nobel en 2007. Ce phénomène se résume ainsi : lorsque le spin d'un électron est parallèle à l'orientation du champ magnétique du matériau dans lequel il se déplace, ici le disque dur, une faible résistance électrique est engendrée, par contre lorsque le spin est de direction opposée on observe une forte résistance. 

 

Références :

 - Spintronique

 - Tête de lecture à technologie GMR

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