Contrôle électrique du magnétisme de nouveaux dispositifs
L'électronique conventionnelle est fondée sur la charge des électrons. La spintronique, que l'on appelle également magnétoélectronique, utilise la propriété quantique des électrons connue sous le nom de spin ainsi que le magnétisme qui en résulte. Chaque spin de l'électron peut être orienté dans l'une des deux directions - vers le haut ou vers le bas (à l'instar des bits qui correspondent à zéro ou à un) - et la spintronique exploite cette propriété pour le stockage des informations et des opérations logiques. De tels dispositifs sont à la pointe des nouvelles technologies pour améliorer les mémoires, augmenter la vitesse, réduire la consommation d'énergie, etc. Des scientifiques ont lancé le projet Namaste («Nanostructured magnetic materials for nanospintronics») financé par l'UE pour contrôler et manipuler à l'échelle nanométrique les propriétés des matériaux magnétiques, ouvrant ainsi la voie à la mise au point de nouveaux dispositifs de spintronique et magnétoélectronique. Des avancées significatives ont été réalisées dans de nombreux domaines et ont donné lieu à de nombreuses publications dans des revues prestigieuses, telles que Nature. Le projet s'est concentré sur les effets piézoélectriques (production d'électricité dans les matériaux soumis à des contraintes mécaniques) et le contrôle des déformations. L'ingénierie des déformations locales a permis de démontrer le plein contrôle des anisotropies locales dans les nanostructures ferromagnétiques. Les scientifiques ont démontré l'utilisation de contraintes piézoélectriques pour contrôler l'orientation de la magnétisation et la dynamique des parois des domaines dans les dispositifs semiconducteurs ferromagnétiques. La contrainte piézoélectrique est également utilisée pour commander le champ coercitif dans les piles en métal ferromagnétique/piézoélectriques, et pour la toute première démonstration de la commutation de l'aimantation non volatile induite par la tension dans un métal dans un champ magnétique nul à température ambiante. Les recherches menées dans le cadre du projet Namaste ont abouti à plusieurs autres premières dans le domaine de la spintronique. Les chercheurs ont découvert un nouvel effet physique connu sous le nom de résonance ferromagnétique induite par le courant et l'ont utilisé pour mesurer les constantes d'anisotropie magnétique de nanostructures magnétiques individuelles. Les scientifiques ont élucidé la nature de l'effet magnétorésistif anisotrope de bloc de Coulomb et obtenu les premières mesures d'anisotropies potentielles chimiques d'un matériau ferromagnétique. Enfin, les scientifiques du projet Namaste ont été les premiers à démontrer l'effet magnétorésistif d'anisotrope de tunnel à température ambiante et son utilisation dans des dispositifs antiferromagnétiques. La spintronique pourrait être utilisée dans tous les principaux aspects du traitement de l'information, notamment le stockage, les mémoires, les processeurs et l'optoélectronique. Les avancées significatives de Namaste en matière d'ingénierie et de manipulation du magnétisme par l'intermédiaire d'approches théoriques, de la mise au point de nouveaux matériaux et de caractérisations à l'échelle atomique ont permis de repousser les frontières d'une nouvelle génération de dispositifs de haute technologie.
