20/02/2013 - Nouvelle technologie de refroidissement magnétique des puces

Menéame

L’enquêteur Luis Hueso CIC nanoGUNE, ainsi que des chercheurs de la Université de Cambridge, entre autres, a développé une nouvelle technologie de refroidissement magnétique des puces, basée sur tension des matériaux.

Cette évolution permet un impact moins important sur l’environnement que les technologies actuelles. Le travail a été récemment publié dans la revue prestigieuse Nature Materials.

Les systèmes de refroidissement actuels, qu’il s’agisse de réfrigérateurs, de réfrigérateurs ou de climatiseurs, utilisent la compression et l’expansion d’un gaz. Lorsque le gaz est compressé, il passe à l’état liquide et s’évapore à nouveau. Pour s’évaporer, il a besoin de chaleur, il l’extrait du milieu auquel il touche et le refroidit donc. Cependant, ce système est nuisible à l’environnement, et en outre, les compresseurs utilisés sont peu efficaces.

L’une des principales solutions de remplacement actuellement étudiées est la réfrigération magnétique. Il s’agit, au lieu de gaz, d’utiliser un matériau magnétique, et au lieu de cycles de compression-expansion, cycles d’imanation-désimation. Le refroidissement magnétique est une technique basée sur l’effet magnétocalorique, c’est-à-dire basée sur les propriétés de certains matériaux pour modifier leur température lorsqu'un champ magnétique leur est appliqué. Cependant, l’application d’un champ magnétique pose de nombreux problèmes dans les dispositifs technologiques miniaturisés actuels (puces électroniques, mémoires d’ordinateur...), car le champ magnétique pourrait interagir négativement en agissant sur les unités voisines. À cet égard, la recherche de nouvelles façons de contrôler la magnétisation est essentielle.

Magnétisme sans champs magnétiques

Les chercheurs Luis Hueso, Andreas Berger et Odrej Hovorka de nanoGUNE ont découvert qu’en utilisant la tension des matériaux, on peut éviter les problèmes d’application d’un champ magnétique. " En tentant le matériau et en le relaxant, on crée un effet similaire à celui du champ magnétique, entraînant ainsi l’effet magnétocalorique responsable de la réfrigération ," explique Luis Hueso, leader du groupe de nano-électroniques dans nanoGUNE et chercheur de l’étude.

"Cette nouvelle technologie nous permet d’avoir une méthode de refroidissement plus locale et plus contrôlée, sans perturber les autres unités du dispositif, et en conformité avec la tendance à la miniaturisation des dispositifs technologiques " ajoute Oso.

Des films d’une vingtaine de nanomètres composés de lanthane, de calcium, de manganèse et d’oxygène ont été développés (La_0.7Ca_0.3MnO₃). Selon Oso, "l’objectif de ce domaine de recherche est de trouver des matériaux efficaces, économiques et respectueux de l’environnement."

 " L’idée est née à l’Université de Cambridge, et entre divers groupes du Royaume-Uni, de France, d’Ukraine et du Pays Basque nous avons donné avec le matériel approprié et une technique efficace pour la réfrigération des puces électroniques, mémoires d’ordinateur et toutes ces applications de la microélectronique. Techniquement, il n’y aurait pas de barrière à l’emploi dans les réfrigérateurs, les réfrigérateurs etc., mais économiquement ne compense pas, en raison de la taille " souligne Hueso.

Aujourd'hui, sur les grands serveurs de données, la majeure partie de l’argent va être refroidi. Cette nouvelle technologie pourrait donc être efficace dans ce type d’applications. De même, l’une des grandes contraintes que les processeurs d’ordinateurs ont aujourd'hui est qu’ils ne peuvent pas aller aussi vite qu’ils veulent, parce qu’ils se réchauffent facilement. "Si nous réussissons à les refroidir correctement, ils seraient plus efficaces et pourraient travailler plus vite," ajoute Bones.

Le docteur Hueso souligne qu’il s’agit d’un sujet très intéressant pour les futurs brevets.

Luis Hueso

Luis Hueso (Madrid, 1974) est chercheur Ikerbasque et leader du groupe des nanotechnologies dans nanoGUNE. Il est docteur en physique à l’Université de Santiago de Compostelle. Entre 2002 et 2005, Marie Curie a été stagiaire à l’Université de Cambridge, où elle a développé un projet sur le transport du spin dans les nanotubes de carbone. En 2006, il a été transféré au Consiglio Nazionale delle Ricerche (Italie) et nommé professeur à l’Université de Leeds en 2007. Depuis 2008, Luis Hueso poursuit ses activités de recherche scientifique dans le groupe des nanosystèmes de nanoGUNE, en explorant des matériaux et des fonctionnalités pour pouvoir développer de nouveaux dispositifs électroniques qui entraînent une révolution par rapport à ceux actuels, basés sur des siliciums, et qui pourraient être proches de leur limite de capacité. C’est précisément cette tâche qui lui a permis d’obtenir en 2012 la prestigieuse bourse Starting Grant accordée par le Conseil européen de la recherche, pour une valeur de 1,3 million d’euros.

Publication de référence

X.Moya, L.E. Hueso, F. Maccherozzi, A.I. Tovstolytkin, D.I. Podyalovskii, C. Ducati, L.C. Phillips, M. Ghidini, O. Hovorka, A. Berger, M.E. Vickers, E. Defay, S.S. Dhesi and N. D. Mathur. Giant and reversible extrinsic magnetocaloric effects in La0.7Ca0.3MnO3 films due to strain. Nature Materials. DOI: 10.1038/NMAT3463.
 

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