Description du projet
Une nouvelle phase magnétique pourrait révolutionner les applications de la spintronique
Les cristaux magnétiquement ordonnés sont généralement divisés en deux phases: le ferromagnétisme et l’antiferromagnétisme. Financé par le Conseil européen de la recherche, le projet ALTERMAG explorera une troisième phase magnétique fondamentale, appelée «altermagnétisme», qui combine des aspects du ferromagnétisme et de l’antiferromagnétisme. Les altermagnétiques se caractérisent par une forte rupture de symétrie inversée dans le temps et un fractionnement du spin dans les bandes électroniques, caractéristiques typiques du ferromagnétisme, au sein de cristaux présentant un ordre magnétique compensé antiparallèle, caractéristique de l’antiferromagnétisme. ALTERMAG s’attachera plus particulièrement à identifier des matériaux qui présentent un altermagnétisme et à appréhender sa nature anisotrope. Les résultats du projet pourraient ouvrir une nouvelle voie dans le domaine de la spintronique, permettant le développement de dispositifs qui exploitent les phénomènes de conservation du spin non relativistes. ALTERMAG entend également démontrer des dispositifs de mémoire multicouche de magnétorésistance géante altermagnétique et des dispositifs monocouches à l’échelle nanométrique dotés de fonctionnalités analogues à la logique en mémoire.
Objectif
Magnetically ordered crystals are traditionally divided into two basic phases -- ferromagnetism and antiferromagnetism. The ferromagnetic order offers a range of phenomena and device applications. The vanishing net magnetization in antiferromagnets is potentially favorable for spatial and temporal scalability of devices. Recently, our team and others have predicted instances of strong time-reversal symmetry breaking and spin splitting in electronic bands, typical of ferromagnetism, in crystals with antiparallel compensated magnetic order, typical of antiferromagnetism. Our central idea, resolving this apparent fundamental conflict in magnetism, is that symmetry classifies a third basic magnetic phase. Its alternating spin polarizations in both crystal-structure real space and electronic-structure momentum space suggest a term altermagnetism. We will demonstrate that altermagnets combine merits of ferromagnets and antiferromagnets, that were regarded as principally incompatible, and have merits unparalleled in either of the two traditional basic magnetic phases. In Objective 1 we will establish materials landscape of altermagnetism and, in Objective 2, show how its anisotropic (d-wave) nature enriches fundamental physics concepts of lifted Kramers spin-degeneracy, Fermi-liquid instabilities and electron quasiparticles. This will underpin our development of a new avenue in spintronics, elusive within the two traditional magnetic phases, based on strong non-relativistic spin-conserving phenomena, without magnetization imposed scalability limitations, and with complex functionalities. In Objective 3 we will demonstrate altermagnetic giant-magnetoresistive multi-layer memory devices. In Objective 4 we will realize logic-in-memory analog functionalities in single-layer nano-scale devices via atomically-sharp altermagnetic domain walls, written by pulses scaled down to femtoseconds, and forming networks of self-assembled atomic-scale giant-magnetoresitive junctions.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Mots‑clés
Programme(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thème(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2022-ADG
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