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Symmetry-driven Writing with Intrinsic Torques for Computing beyond Hardware limits

Description du projet

De nouveaux matériaux pour une mémoire magnétique plus rapide

L’essor de l’IA a mis en évidence les limites des architectures informatiques traditionnelles face aux tâches de traitement faisant un usage intensif de données et inspirées du fonctionnement du cerveau. Soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet SWITCH explore une nouvelle génération de mémoires ultra-rapides et économes en énergie, basées sur des matériaux antiferromagnétiques non colinéaires, qui allient stabilité, vitesse et signaux de lecture électriques puissants. Il étudiera les principes physiques qui sous-tendent leurs mécanismes de commutation efficaces, identifiera et optimisera la génération de courants de spin non conventionnels, et étendra ses recherches à des phases magnétiques récemment prédites. En associant l’expertise dans le domaine des matériaux avancés à des infrastructures théoriques et expérimentales de premier plan, SWITCH établira les principes de conception des technologies de mémoire magnétique de nouvelle génération.

Objectif

"The explosive growth of artificial intelligence has exposed a fundamental flaw in conventional computing: the von Neumann architecture is inefficient for data-intensive brain-like tasks. A solution lies in unconventional computing architectures that integrate memory directly with processing. The key enabling component is a new class of ultra-fast, high-density, non-volatile memory. While magnetic random-access memory is a leading candidate, its progress has slowed. The incumbent switching technologies, spin-transfer torque and spin-orbit torque, are too energy-intensive, creating a critical roadblock. A transformative solution lies in a new class of materials: Non-Collinear Antiferromagnets. These materials offer a unique ""best-of-all-worlds"" combination: they retain the robust stability and ultrafast dynamics of antiferromagnets, but also possess produces large electrical signals for readout. With efficient read operation established, the next frontier is their revolutionary potential for writing information. They have already demonstrated electrical switching at orders-of-magnitude lower current densities than state-of-the-art, but the fundamental physics governing this process is a critical, unresolved puzzle.

This proposal addresses the critical gaps that prevent the revolutionary potential of these materials from being realized: I will systematically investigate the novel, symmetry-driven torques responsible for ultra-efficient switching. In parallel, I will establish the fundamental principles governing generation of unconventional spin currents, optimizing it as a superior spin-source. Finally, I will explore the frontier by investigating these phenomena in the very recently predicted novel p-wave magnetic phase. By combining my expertise in nc-AFM materials with the world-leading facilities and theoretical knowledge of my hosts in Mainz, this project will establish the fundamental design rules next generation sustainable magnetic memory."

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Coordinateur

JOHANNES GUTENBERG-UNIVERSITAT MAINZ
Contribution nette de l'UE
€ 202 125,12
Adresse
SAARSTRASSE 21
55122 Mainz
Allemagne
Région
Rheinland-Pfalz Rheinhessen-Pfalz Mainz, Kreisfreie Stadt
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
Aucune donnée