Des semi-conducteurs aux propriétés électriques et magnétiques
L'électronique classique est basée sur la circulation des électrons, des particules de charge négative. De leur côté, les systèmes magnétiques s'appuient sur les principes gouvernant le spin de l'électron, un phénomène de physique quantique en rapport avec le moment angulaire. L'association du moment angulaire et du spin engendre un champ magnétique. Dans la plupart des matériaux, le champ magnétique de chaque atome est annulé par celui de ses voisins. Par contre, dans les matériaux magnétiques (qui sont de divers types et généralement des métaux), les moments des dipôles atomiques s'alignent (il y a polarisation), produisant un champ magnétique sensible à l'échelle macroscopique. Les systèmes de stockage magnétique sont basés sur la magnétisation de différents domaines pour enregistrer les données. L'avènement des nanotechnologies et la tendance à réaliser des systèmes fonctionnels à l'échelle nanométrique ont conduit à une nouvelle discipline, la spintronique. La spintronique (l'abréviation d'électronique de spin, également appelée magnéto-électronique), exploite à la fois la charge d'un électron et son spin pour lire et écrire des bits de données sur des matériaux semi-conducteurs. Elle pourrait aussi servir de base à un tout nouveau concept de l'informatique. L'une des méthodes les plus directes pour introduire dans un semi-conducteur des électrons au spin polarisé est d'utiliser des 'dopants' (des impuretés qui modifient les propriétés du semi-conducteur) afin de fabriquer des semi-conducteurs magnétiques dilués (SMD). Dans le but de mettre au point un processus de dépôt électrique pour synthétiser des nanofils et des jonctions semi-conductrices SMD, des scientifiques européens ont lancé le projet MAJIC-SPIN («Doped magnetic ZnO p-n junction heterostructures for nano-spintronic devices»). Le consortium a réussi à produire des nanofils dopés, par une technique de dépôt électrique direct. Il a ensuite étudié leurs composition, structure et propriétés magnétiques via diverses techniques expérimentales sophistiquées comme l'absorption de rayons X et un dispositif SQUID (système d'interférence quantique à supraconducteur). Les scientifiques ont montré que l'incorporation complète de cobalt (Co) dans le réseau cristallin de nanofils dopés avec ce métal conduisait à une phase magnétiquement ordonnée. Les résultats du projet MAJIC-SPIN ont illustré l'efficacité du dépôt électrique dans la fabrication de semi-conducteurs SMD fonctionnels, dotés de propriétés magnétiques. L'optimisation du système et sa commercialisation pourraient avoir un important impact sur les futurs appareils nanospintroniques.
