Le nouvel alliage fer-gallium fait le buzz en magnétoélectrique


Les chercheurs affirment que leur nouveau matériel pourrait réduire les besoins en électricité de l’infrastructure informatique mondiale.

Un groupe dirigé par des chercheurs de l’Université du Michigan a développé un nouveau matériau pour les dispositifs magnétoélectriques. L’équipe affirme que le matériau est deux fois plus magnétostrictif, plus économe en énergie et moins coûteux que les autres de sa catégorie.

Les dispositifs magnétoélectriques stockent les données avec des champs magnétiques au lieu de l’électricité. L’une de leurs propriétés principales est la magnétostriction, qui se produit lorsque la forme d’un matériau et le champ magnétique sont liés. Si la forme du matériau change, son champ magnétique change également. La magnétostriction est ce qui provoque le bourdonnement des lampes fluorescentes et des transformateurs électriques.

Les chercheurs ont déclaré que l’utilisation de cette propriété pour développer des puces magnétoélectriques pourrait réduire les besoins en électricité de l’infrastructure informatique mondiale et améliorer l’efficacité énergétique de tout, des centres de données aux smartphones. En effet, ils ne nécessitent pas un flux constant d’électricité comme les autres puces.

«Une clé pour faire fonctionner les dispositifs magnétoélectriques est de trouver des matériaux dont les propriétés électriques et magnétiques sont liées», a déclaré le professeur John Heron, responsable de la recherche.

«Et plus de magnétostriction signifie qu’une puce peut faire le même travail avec moins d’énergie.»

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Le nouveau matériau de Heron et de son équipe combine le fer et le gallium. Ceux-ci offrent une alternative moins coûteuse et plus abondante aux éléments de terres rares généralement requis pour les matériaux magnétostrictifs.

Pour créer leur matériau magnétostrictif fer-gallium, les chercheurs ont utilisé un processus appelé épitaxie par faisceau moléculaire à basse température. Cette technique leur permettait d’ajouter plus de gallium au matériau et, finalement, de multiplier par dix la magnétostriction par rapport à d’autres alliages fer-gallium qui n’avaient pas été modifiés de cette manière.

«C’est un peu comme la peinture au pistolet avec des atomes individuels», a expliqué Heron. «Et« pulvériser »le matériau sur une surface qui se déforme légèrement lorsqu’une tension est appliquée a également facilité le test de ses propriétés magnétostrictives.»

Les dispositifs magnétoélectriques de l’équipe sont grands par rapport aux normes informatiques actuelles, mesurant plusieurs microns. Mais les chercheurs travaillent avec Intel pour les réduire à des tailles plus utilisables.

Leur article, publié dans Nature Communications, a déclaré qu’un appareil utilisant ce matériau serait probablement encore dans des décennies. Cependant, l’équipe a déposé une demande de protection par brevet et a déclaré qu’en plus d’un potentiel informatique, les puces magnétoélectriques pourraient également conduire à de meilleurs capteurs magnétiques pour les dispositifs médicaux et de sécurité.

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