Le graphène est un matériau composé d’une seule couche d’atomes de carbone. Il a notamment des propriétés électriques étonnantes. Découvrez en vidéo, grâce à Tout Est Quantique, les secrets du graphène.
La densité de données des disques durs a quadruplé depuis 1990 pour culminer aujourd'hui à 1 To par pouce carré. Pour aller bien plus loin, il faut compter sur l'utilisation d'un des matériaux fétiches des chercheurs : le graphène. En le combinant avec une méthode de stockage à haute température, il pourrait décupler la capacité de stockage au pouce carré.
En matière de stockage, on n'évoque guère plus que les disques SSD avec leur fiabilité, leur vélocité et leur faible consommation d'énergie. Leur seule contrainte reste leur capacité de stockage toujours limitée pour les gros consommateurs de données. C'est toujours sur ce créneau que les disques durs mécaniques parviennent toujours à résister. Alors que la densité des disques durs a été multipliée par quatre depuis les années 90, elle pourrait être multipliée par 10 en utilisant le matériau aux multiples vertus : le graphène. Une équipe internationale de ces chercheurs provenant des universités de Cambridge et d'Exeter au Royaume-Uni, mais aussi d'Inde, de Suisse, de Singapour et des États-Unis, viennent de publier dans Nature, une étude qui pourrait bien donner un sacré coup de pouce au secteur du disque dur mécanique.
Ils expliquent que l'usage du graphène permet de décupler la densité de stockage. Les disques durs mécaniques sont constitués de plateaux circulaires survolés par des têtes magnétiques de lecture-écriture. C'est l'espace entre cette tête et la surface du plateau qui se réduit continuellement afin d'augmenter les densités. Mais il existe une limite physique. Celle qui provient d'un revêtement constitué de carbone. Il permet à la fois de protéger les plateaux des chocs et de l'oxydation. Depuis 1990, cette épaisseur est passée de 12,5 nm à environ 3 nm, ce qui correspond à un téraoctet par pouce carré. Les efforts pour aller plus loin deviennent de plus en plus problématiques. Mais, avec les propriétés du graphène, les règles du jeu vont changer.
Dès que son nom est évoqué, le graphène apparait comme un matériau aux propriétés magique. Quel que soit le domaine, il permet souvent d’aller plus loin, plus fort et de façon efficiente.
Une densité multipliée par dix
Ainsi, l'équipe a testé des plateaux dotés d'une à quatre couches de graphène pour en tester la résistance à la friction, l'usure, la corrosion, la stabilité thermique. Des essais qui ont finalement montré que le graphène va au-delà des espérances. Il apparait ainsi qu'une seule couche de graphène réduit l'oxydation de 2,5 fois. Mieux encore, les chercheurs de Cambridge ont appliqué du graphène sur des disques durs constitués d'un alliage fer-platine. Ils ont pu alors tester une méthode d'enregistrement magnétique assisté par la chaleur baptisée HAMR (Heat Assisted Magnetic Recording). Avec le graphène, cette méthode, qui n'a rien de nouveau, permet d'augmenter la densité de stockage en chauffant la couche magnétique à haute température.
Une température que ne peuvent pas supporter les couches de carbone actuelles. Finalement, en combinant la robustesse du graphène à cette méthode, ce sont 10 To qu'il est possible de stocker sur un pouce carré, soit 10 fois plus qu'aujourd'hui. Autre atout : le graphène permet de fiabiliser et d'augmenter la durée de vie des disques malgré ce traitement à haute température. Pour le coup, les disques peuvent prolonger leur espérance de vie tout en décuplant leur capacité de stockage. Reste à savoir si l'industrialisation de ces technologies peut se faire de façon économique. En tout cas, comme toujours, ce matériau a quelque chose de magique dès qu'il est exploité.
Ce qu'il faut retenir
- En remplaçant la couche de carbone des disques durs par du graphène, il est possible de décupler la densité de stockage.
- La combinaison graphène avec une méthode d'écriture à haute température permet d'augmenter la capacité.
