Plus petits, plus rapides, plus puissants : les exigences vis-à-vis des appareils microélectroniques sont élevées et ne cessent d’augmenter. Cependant, si les puces, les processeurs et autres sont basés sur l’électricité, il y a des limites à la miniaturisation. Les physiciens travaillent donc sur des voies alternatives de transport de l’information, comme par exemple sur les ondes de spin, aussi appelées magnons. L’avantage serait qu’ils ont très peu de perte d’énergie et peuvent donc se propager sur de longues distances. Cependant, les ondes de spin ne se forment pas dans n’importe quel matériau, elles ont besoin de certaines propriétés pour le faire. L’hématite, par exemple, principal composant de la rouille, offre ces propriétés.
Nouvelle classe de matériaux pour le transport des ondes de spin
Dans le cadre d’un projet européen en collaboration avec l’Université Paris-Saclay, l’Université de Shanghai et l’Université Grenoble Alpes, des physiciens de l’Université Johannes Gutenberg de Mayence (JGU) ont pu développer une toute nouvelle classe de matériaux pour le transport des ondes de spin : les antiferromagnétiques à moments magnétiques inclinés . « Ces matériaux ont le potentiel d’augmenter considérablement la vitesse de calcul par rapport aux appareils existants et, en même temps, de réduire considérablement la chaleur perdue », a déclaré Felix Fuhrmann de l’Université de Mayence. Dans les antiferromagnétiques, les ondes de spin et donc les informations qui y sont stockées peuvent être transportées sur de longues distances – une distance d’environ 500 nanomètres est possible. Cela peut sembler peu, mais les transistors dans les puces d’aujourd’hui ne mesurent généralement que sept nanomètres environ, de sorte que la plage des ondes de spin est nettement supérieure à la distance requise. « Le transport d’informations sur de longues distances est crucial pour une application dans les dispositifs microélectroniques. Avec les antiferromagnétiques, nous avons trouvé une classe de matériaux qui offre cette propriété importante et ouvre ainsi un large pool de matériaux pouvant être utilisés pour les dispositifs », a souligné Fuhrmann.
Un champ magnétique externe comme catalyseur
Les scientifiques ont examiné l’oxyde de fer d’yttrium antiferromagnétique incliné, YFeO3. Étant donné que sa structure cristalline diffère fondamentalement de celle de l’hématite établie, les chercheurs se sont d’abord demandé si les ondes de spin pouvaient encore se former et se propager – et ont découvert que c’était le cas. Une petite astuce rend cela possible : les physiciens appliquent un champ magnétique externe au matériau. « Les magnons sont une excitation collective des moments magnétiques dans un cristal magnétiquement ordonné. Ils peuvent donc être manipulés par des champs magnétiques, comme nous avons pu le démontrer avec succès », a déclaré Fuhrmann.
La recherche a été récemment publiée dans Communication Nature. Le professeur Mathias Kläui, qui a initié l’étude dans son groupe, a souligné : « La collaboration internationale avec des groupes leaders au sein d’un projet financé par l’Union européenne a été la clé de ce succès. »
faire la différence : opportunité sponsorisée
Source de l’histoire :
Matériel fourni par Université Johannes Gutenberg de Mayence. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.
Référence de la revue:
- http://dx.doi.org/10.1037/0033-295X.103.2.203 Shubhankar Das, A. Ross, XX Ma, S. Becker, C. Schmitt, F. van Duijn, EF Galindez-Ruales, F. Fuhrmann , M.-A. Syskaki , U. Ebels , V. Baltz , A.-L. Barra , Chen HY , Jacob G , Cao SX , Sinova J , Gomonay O , Lebrun R , Kläui M . Transport de spin anisotrope à longue distance dans une orthoferrite antiferromagnétique inclinée YFeO3. Communication Nature, 2022 ; 13 (1) DOI : 10.1038/s41467-022-33520-5
Citer cette page:
Université Johannes Gutenberg de Mayence. « Transport d’informations à longue portée dans les antiferromagnétiques : les antiferromagnétiques conviennent au transport des ondes de spin sur de longues distances. » Drumpe. Drumpe, 6 décembre 2022. .
Université Johannes Gutenberg de Mayence. (2022, 6 décembre). Transport d’informations à longue distance dans les antiferromagnétiques : Les antiferromagnétiques conviennent au transport des ondes de spin sur de longues distances. ScienceQuotidien. Extrait le 7 décembre 2022 de www.Drumpe.com/releases/2022/12/221206135333.htm
Université Johannes Gutenberg de Mayence. « Transport d’informations à longue portée dans les antiferromagnétiques : les antiferromagnétiques conviennent au transport des ondes de spin sur de longues distances. » Drumpe. www.Drumpe.com/releases/2022/12/221206135333.htm (consulté le 7 décembre 2022).
