La révolution des nanodispositifs quantiques

La révolution des
nanodispositifs quantiques

De la physique fondamentale aux applications :
-Nanomagnétisme et disque dur
-Confinement quantique et marqueur en biologie
-Transport quantique : le transistor à nanotube de carbone
-Nanophotonique et communications
-…
Quelques exemples de nanodispositifs

~10
8
d’augmentation
Densité de stockage magnétique
Options
technologiques:
Longitudinal
Perpendicular
Heat Assist
Discrete Track
Discrete Bit
Self Organized
Media
1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
2020
1E-6
1E-5
1E-4
1E-3
0.01
0.1
1
10
100
1000
10000
100 Gbit/in
2
1 Gbit/in
2
⊥
⊥⊥
⊥
||
1 Tbit/in
2
, Products
, Lab Demos
Areal Density (Gbit/in
2
)
Date (year)
1 Mbit/in
2
2 kbits/in
2
25 years
10 years
Recherche:
≥
≥≥
≥1 Tbits/in2
Produits commerciaux:
~100 Gbits/in2, 130 GB/3.5” Plateau
Démonstrations:
jusqu’à 245 Gbit/in2

Nanotechnologie du disque dur
Direction of Disk Motion
Inductive Write Element
GMR Read Sensor
Track of Recording Media
Grain Structure and
Magnetic Transition
t
W
B
7-10 nm
B = 30 nm (σ
j
< 3 nm)
W=194 nm, t = 15 nm, d= 10 nm
B = 30 nm (σ
j
< 3 nm)
W=194 nm, t = 15 nm, d= 10 nm
100
Gbit/in
2
70-100 grains
d
Grains magnétiques en CoCrPt
Nécessité : σ
σσ
σ
j
~ 1nm pour une densité du Tbits/inch²
×~1/3
×~1/3
1000
10 nm
64 nm
4-5 nm

Plus forte densité->plus petits grains
Les grains petits ont une
stabilité moins grande, le bit
est donc instable
Haute densité->Petits volumes
La limite superparamagnétique
=
−
Tk
VK
f
B
u
exp
1
0
τ
6040 −=
Tk
VK
B
u
est nécessaire industriellement