Une électronique de spin, fabriquée par la chimie L'UE a financé des recherches sur les semi-conducteurs ferromagnétiques à cause de leurs propriétés physiques inhabituelles, et de leurs applications potentielles en informatique de spin. Alimentation et Ressources naturelles Santé © Dorling Kindersley, Thinkstock L'informatique classique utilise séparément la charge et le spin des électrons. La charge est utilisée pour les calculs, des transistors contrôlant la circulation des porteurs de charge dans un semi-conducteur à l'aide de champs électriques. De son côté, le spin intervient dans le stockage magnétique des données. Le codage des informations à l'aide du spin des électrons, en sus de la charge, pourrait conduire à des dispositifs notablement plus rapides et consommant moins d'énergie. Les semi-conducteurs ferromagnétiques dilués sont les matériaux les mieux compris et les plus prometteurs pour fabriquer de tels dispositifs de spintronique. Le projet IFMGEDMS (Investigation of ferromagnetism in Ge-based diluted magnetic semiconductors), financé par l'UE, s'est intéressé à des semi-conducteurs ferromagnétiques dilués basés sur le germanium. Les scientifiques ont synthétisé des couches minces de germanium dopé au manganèse, dotées de propriétés ferromagnétiques permettant l'injection de spin. Les chercheurs ont utilisé l'épitaxie par jets moléculaires, avec une précision à l'échelle atomique, pour faire croître des semi-conducteurs ferromagnétiques dilués sur des substrats adéquats en silicium. Ils ont utilisé la spectroscopie photoélectronique par rayons X pour caractériser en détail la structure et les propriétés magnétiques des couches de germanium dopées au manganèse et fabriquées dans diverses conditions. Les scientifiques ont ainsi pu déterminer les conditions optimales de croissance afin d'atteindre la concentration maximale de manganèse dilué. Ils ont également constaté qu'ils pouvaient contrôler l'ordre magnétique et le point de Curie en ajustant avec soin la distance entre les atomes de manganèse dans la couche de séparation en germanium. Les travaux du projet IFMGEDMS ont conduit à la plus haute qualité de couches de germanium dopées au manganèse. Dans ce nouveau type de matériau semi-conducteur, le spin s'ajoute à la charge comme porteur d'information, ce qui apporte de nombreux avantages lors de l'intégration à des dispositifs de spintronique basés sur le silicium. Mots‑clés Semi-conducteurs, semi-conducteurs ferromagnétiques dilués, spintronique, IFMGEDMS, épitaxie par faisceau moléculaire
