Le secteur des technologies de l’information et de la communication connait depuis trois décennies une très forte croissante portée par une demande forte des consommateurs et par des progrès technologiques remarquables. En parallèle, depuis quelques années, la demande sociétale pour une croissance maîtrisée respectueuse de l’environnement a émergé et s’est imposée dans le débat public. Comment concilier ces deux aspirations, au-delà des formules imprécatoires. À l’Irig, où les chercheurs travaillent sur les futures générations de mémoires pour les technologies quantiques ou les futurs processeurs pour l’internet des objets, une équipe de recherche s’est posée la question suivante : quel est l’impact environnemental des mémoires qu’elle développe ?

Les chercheurs de l’Irig ont effectué un bilan complet de la soutenabilité des mémoires à aimantation perpendiculaire, une technologie de stockage à basse consommation. Des matériaux critiques au regard de l’approvisionnement comme le cobalt (Co), le ruthénium (Ru), le tantale (Ta) et le platine (Pt) entrent à des degrés divers dans leur composition. En tenant compte de la quantité de matière utilisée par dispositif, c’est le platine, produit à 80 % par l’Afrique du Sud et la Russie, qui présente le plus de risque (géostratégique, environnemental, économique…). Toutefois, selon l’étude publiée par les chercheurs de l’Irig, le coût économique et environnemental d’une mémoire est dominé par le substrat à base de silicium. Une mémoire en contient en effet 127 g, contre 3,4  mg de Pt.

Il est cependant intéressant, pour amoindrir toute dépendance, de substituer le platine utilisé dans la multicouche Co/Pt par une multicouche Co/Ni dans la couche de référence d’une mémoire magnétique à accès aléatoire (MRAM). Le nickel n’est pas un métal rare et de ce fait ne présente pas de risques dans son approvisionnement. Les résultats des chercheurs (Figure) montrent qu’il est possible de changer la composition de la couche de référence [Co 0,5 nm/Pt 0,25 nm]_xN par une couche de composition [Co 0,18 nm/Ni 0,55 nm]_xN tout en conservant les mêmes propriétés magnétiques et la même stabilité thermique. De plus, la substitution du platine par le nickel n’implique pas le recours à d’autres matériaux critiques. Il est alors possible d’obtenir une réduction d’un facteur 3 du potentiel de réchauffement climatique calculée pour de la couche de référence.

Une utilisation plus large des MRAM par l’industrie de la microélectronique est donc envisageable de façon durable en remplaçant le platine par le nickel et de potentiellement diminuer les risques de disponibilité.


La substitution de la multicouche Co/Pt par une multicouche Co/Ni dans la couche de référence d’une MRAM n’entraîne pas de dégradation de la stabilité thermique.