Spintronique : contrôler le spin des électrons par la ferroélectricité

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le  22 avril 2020
Des chercheurs du laboratoire Spintec (CNRS/CEA/Université Grenoble Alpes) et de l’Unité mixte de physique CNRS/Thales décrivent dans Nature le 22 avril 2020, un dispositif permettant une détection de spin à faible puissance, grâce à un système non magnétique.
Le spin de l’électron – propriété quantique par excellence – est au cœur de la spintronique, une technologie ayant révolutionné le stockage numérique [1] et qui pourrait jouer un rôle majeur dans la réalisation de nouveaux processeurs informatiques. Pour générer et détecter des courants de spin, la spintronique recourt traditionnellement à des matériaux ferromagnétiques mais dont l’utilisation entraîne une forte consommation d’énergie. Les travaux menés par des chercheurs du laboratoire Spintec et de l’Unité mixte de physique CNRS/Thales, ouvrent la voie à des dispositifs spintroniques dans lesquels la détection des spins des électrons serait permise, non plus par le ferromagnétisme, mais par la ferroélectricité, ce qui consommerait 1000 fois moins d’énergie.

Exemple du dispositif développé
(Haut) Exemple du dispositif développé : un matériau ferromagnétique permet de générer un courant de spin et de l’injecter dans un matériau d’interface dans lequel il est converti en un courant de charge. Traditionnellement, pour changer le signe du courant de charge produit, il faut renverser l’aimantation du ferromagnétique en lui appliquant un champ magnétique ou un fort courant. Ici, ceci est réalisé en renversant la polarisation du matériau ferroélectrique grâce à un champ électrique. (Bas) Courbe expérimentale montrant l’évolution du courant de charge produit en fonction de la tension appliquée au ferroélectrique © Unité Mixte de Physique CNRS/Thales et Spintec.
 
En savoir plus sur la spintronique

 
[1] La spintronique vise à créer une électronique basée non sur la seule charge de l’électron, mais également sur son spin. Elle est notamment née des travaux du prix Nobel de physique 2007 Albert Fert sur la « magnétorésistance géante », qui ont permis de multiplier la capacité de stockage des disques durs et plus largement, de trouver de nombreux débouchés dans les technologies de l’information et de la communication.
Publié le  22 avril 2020
Mis à jour le  19 mai 2020