Une mosaïque d'atomes où chaque pièce bascule toute seule est longtemps restée une jolie idée, mais inutilisable. Dans un ferroélectrique ordinaire, un matériau qui stocke un bit par l'orientation de sa polarisation électrique, les pièces voisines sont liées. Pour en retourner une, il faut entraîner les autres, et le motif obtenu reste grossier : des domaines larges de plusieurs nanomètres, et non d'un seul atome.

Or il s'est avéré que ce lien entre les pièces peut être presque entièrement rompu. Pour cela, on alterne des couches de titanate de baryum d'une épaisseur d'une maille élémentaire avec des couches de zirconate ou de stannate de baryum. Les atomes de zirconium ou d'étain sont plus gros que le titane, si bien que les cages d'oxygène qui les entourent se déforment légèrement. Il en résulte un motif particulier de vibrations du réseau cristallin, qui éteint l'interaction entre mailles voisines.

Des calculs sur superordinateur l'ont montré : dans une telle mosaïque, on peut retourner une seule pièce sans toucher aux autres. Le domaine occupe un quart de maille élémentaire, et l'énergie de sa paroi n'est que de 2,2 millijoules par mètre carré. À titre de comparaison, chez les ferroélectriques ordinaires, cette énergie est des centaines de fois plus grande.

L'avantage pratique saute aux yeux. La densité d'écriture atteint 320 térabits par centimètre carré. Sur la surface d'un timbre-poste tiendrait le contenu de plusieurs millions de livres. En outre, basculer une seule pièce ne demande que 0,135 électronvolt, ce qui promet une faible consommation d'énergie.

La mosaïque d'atomes a cessé d'être une métaphore. C'est désormais un défi d'ingénierie : faire croître ces couches ultraminces sur un substrat d'oxyde de magnésium et vérifier comment les pièces basculent dans un dispositif réel. Si l'expérience confirme le calcul, la mémoire à précision atomique passera de la science-fiction à la production de série.