Description du projet
Sur la piste de nouveaux dispositifs électroniques et spintroniques via des interactions lumière-matière exotiques
Les états topologiques sont des phases exotiques de la matière qui résistent au changement. Ils donnent lieu à des phénomènes tels que des cristaux isolants à l’intérieur, mais conducteurs d’électricité à leur surface (isolants topologiques) ou des arrangements chiraux de certains paramètres d’ordre dans l’espace réel. Il est également possible d’isoler des entités topologiques individuelles et de les utiliser pour des tâches spécifiques, notamment à des fins informatiques. Le projet TSAR, financé par l’UE, étudiera les phénomènes topologiques dans les matériaux topologiques «non conventionnels» où les ordres décalés (électriques et magnétiques) entraînent une annulation macroscopique de leurs champs intégrés. Cela ouvrira de nouveaux horizons dans la manipulation de solitons topologiques individuels à très grande vitesse.
Objectif
With the end of Moore’s law in sight, new schemes must be devised to achieve energy efficient, high density and high-speed data storage and processing. One emerging concept in today’s condensed-matter physics that may fuel next-generation information technology is topology. Topological phenomena in real space can give rise to interesting objects (for instance magnetic skyrmions), which are topologically protected, i.e. endowed with an energy barrier associated with a change in their topology class. These solitonic objects have been found mainly in magnetic materials like ferromagnets and there are very recent reports that ferroelectrics may also be able to host them. Interestingly, antiferroic orders like antiferromagnetism or antiferroelectricity would provide extra properties e.g. a faster motion or an increased robustness. In TSAR, we will design antiferroic systems based on oxide materials where spin and electric dipole textures will be nucleated. We will devise approaches to control these topological solitons using different stimuli, and in particular ultra-fast vortex light pulses carrying angular orbital momentum. Gathering a consortium with broad expertise comprising academic (experimental and theoretical groups) and industrial partners, strategies will be devised and applied starting from high quality materials to devices. The targeted breakthrough of our project is to realize the first proof-of-concept for agile, low-power, room-temperature spintronic and electronic devices based on antiferroic topological materials. Their intrinsic high speed operation and low-power consumption will help tackling present societal challenges. Success in these endeavors will establish topological antiferroic systems as a novel versatile platform for future energy-efficient nanoelectronics.
Champ scientifique
Programme(s)
Régime de financement
RIA - Research and Innovation actionCoordinateur
75015 PARIS 15
France