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FP7

STIFNANO Résultat en bref

Project ID: 624893
Financé au titre de: FP7-PEOPLE
Pays: Espagne

Des isolateurs topologiques pour la spintronique

Des chercheurs financés par l'UE ont rassemblé des preuves pour confirmer le fonctionnement des isolateurs topologiques qui pourraient permettre des appareils de spintronique ainsi que des ordinateurs quantiques beaucoup plus puissants que les classiques.
Des isolateurs topologiques pour la spintronique
Contrairement à la plupart des matériaux qui sont soit isolants, soit conducteurs, les isolants topologiques sont les deux à la fois. Ce sont des isolants à l'intérieur mais ils conduisent l'électricité via leur surface. Comme les électrons à leur surface sont extrêmement mobiles et transportent également un moment magnétique, cette classe émergente de matériaux pourrait rendre possible les composants de spintronique. Plus précisément, les composants de spintronique ne se baseraient pas sur le mouvement des transporteurs de charge comme dans les composants semi-conducteurs, mais sur la manipulation de leurs spins.

Une équipe de physiciens financés par l'UE a travaillé sur la façon dont les spins des électrons dans les isolants topologiques peuvent être contrôlés. Dans le cadre du projet STIFNANO (Spintronics with topological insulator/ferromagnet nanodevices), ils ont installé un système épitaxial à faisceau moléculaire (EFM) à double enceinte à l'institut catalan de nanoscience et de nanotechnologie (ICN2) en Espagne.

Le système EFM pour la croissance de films fins épitaxiaux d'ultra-grande pureté est l'un des rares en Europe. Les physiciens ont utilisé cette installation unique pour développer des isolateurs topologiques de composition et d'épaisseur bien définies. De nouvelles procédures ont également été développées pour développer différents isolants topologiques basés sur le bismuth.

L'une des principales réussites de STIFNANO a été la suppression totale des défauts dans les films fins monocristallins pour isolateurs topologiques. Des défauts cristallins étendus sont généralement observés dans ces matériaux et nuisent à l'observation des phénomènes de surface.

Les physiciens ont en outre développé la configuration expérimentale pour étudier les hétérostructures topologiques isolant/ferro-aimant. La génération de ferromagnétisme induit par l'échange de charge de spin sur leur interface donne une approche innovante pour réaliser des appareils présentant des fonctionnalités quantiques.

Le système expérimental de STIFNANO a déjà été exploité pour récolter les premières mesures de résonance ferromagnétique induites par le courant. Le magnétisme interfacial amélioré mesuré peut être très pertinent pour la construction de nouveaux dispositifs de spintronique capables de réaliser des calculs à l'aide des lois de la mécanique quantique.

Informations connexes

Mots-clés

Isolateurs topologiques, spintronique, STIFNANO, ferro-aimant, films minces
Numéro d'enregistrement: 190863 / Dernière mise à jour le: 2017-01-16