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FERROMAGNETIC RESONANCE AT THE ATOMIC SCALE

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Une étude sur les mesures de spintropique à atome unique

Exploiter la spintronique peut contribuer à surmonter les obstacles actuels à la réduction de la taille des appareils électroniques. Des mesures et des paramètres très précis de la tension corrélée aux propriétés de spintronique ont ouvert la voie sur les mécanismes.

Santé

La loi de Moore, une prévision faite en 1965 qui a été pratiquement vérifiée, établit que le nombre de transistors sur un circuit intégré doublera pratiquement tous les deux ans. Alors que cette loi semble atteindre ses limites, le monde recherche de nouvelles manières d'intégrer davantage d'électronique à haute puissance dans de plus petits appareils et la spintronique est un candidat prometteur. Le développement de la spintronique a déjà repoussé les limites de nos connaissances sur les propriétés dépendantes des spins. Les réductions de taille exceptionnelles devraient être possibles par la constriction des tailles atomiques. Les scientifiques ont développé et exploité une configuration expérimentale très sensible pour explorer les propriétés magnétiques dynamiques de quelques atomes dans une géométrie de faibles dimensions. L'UE a donc financé le projet ATOMICFMR («Ferromagnetic resonance at the atomic scale») pour soutenir cet effort. Les scientifiques se sont mis à étudier la résonance ferromagnétique électriquement détectées des nanostructures. La résonance ferromagnétique (RFM) est la précession magnétique (le changement d'orientation du moment magnétique total) induite par un champ magnétique de fréquence radio. La RFM interagit avec des courants de spin. De plus, il est possible de mesurer la RFM électriquement due à sa corrélation avec le transport du courant direct (CD). L'équipe du projet a utilisé des outils expérimentaux qui permettent la détection de RFM dans les nanoconstrictions étroites ou les contacts atomiques par un voltage de CD mesurable pour étudier les propriétés de résonance d'un atome unique. Les chercheurs ont associé des expériences avec des simulations en utilisant le code librement disponible MuMax2 pour des simulations de micromagnétique. Les chercheurs ont démontré la capacité de détecter les résonances de paroi de domaines (à savoir les interfaces se trouvant aux interfaces séparant les domaines magnétiques) dans un alliage magnétique nanostructuré (permalloy) avec une technique électrique. Les simulations ont permis une meilleure compréhension de la relation entre les tensions mesurées et les différentes résonances observées. Les résultats sont innovants et ouvrent la voie à un nombre d'expériences intéressantes étudiant la relation entre la dynamique de magnétisation et de transport électronique et le couplage dynamique de deux nanostructures par un nanocontact. Les résultats d'ATOMICFMR constituent une importante contribution au domaine de la spintronique à faibles dimensions. Ils poseront des fondements pour le développement d'appareils innovants qui surmonteront les limites de tailles actuelles et établiront la prééminence de l'UE dans un domaine émergent important pour les technologies de l'information.

Mots‑clés

Spintronique, atome unique, résonance ferromagnétique, échelle atomique, permalloy

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