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Spintronique : des skyrmions nanométriques, sans champ magnétique externe


​Des chercheurs du CEA-Irig proposent de nouvelles structures magnétiques permettant de stabiliser, sans appliquer de champ magnétique externe, des « skyrmions » de taille nanométrique. Un pas de plus vers des applications pour le stockage et le traitement des informations.
Publié le 4 décembre 2020

Les skyrmions magnétiques nanométriques – sortes de « mini-vortex de spins » – apparaissent   extrêmement prometteurs pour le stockage et le traitement des informations en raison de leur taille nanométrique, de leur stabilité et du faible coût en énergie de leur manipulation.

Prédits dans les années 1980, les skyrmions magnétiques sont constitués d'une « texture » singulière de l'aimantation (spins électroniques) qui n'a été observée pour la première fois qu'en 2009. En 2012, deux équipes de recherche démontrent qu'ils peuvent être manipulés par des courants électriques très faibles, ouvrant la voie à leur utilisation comme supports d'informations. Cependant leurs applications sont limitées par la nécessité de très basses température (-240°C) et de l'application d'un champ magnétique.

En 2016, des chercheurs de l'Irig démontrent l'existence de skyrmions magnétiques à température ambiante, dans une couche très fine de cobalt de quelques atomes d'épaisseur, entre une couche de platine et une couche d'oxyde de magnésium.

Ils font aujourd'hui un pas supplémentaire vers leur applicabilité en stabilisant des skyrmions magnétiques cinq fois plus petits que précédemment (jusqu'à 30 nm), sans appliquer de champ magnétique.

Pour cela, ils associent une couche antiferromagnétique à la couche ferromagnétique ultrafine portant les skyrmions. Un empilement qu'ils connaissent bien, car il est utilisé dans les mémoires magnétiques MRAM. Pour observer ces très petits skyrmions, ils ont dû recourir à une technique innovante, la microscopie magnétique à centre NV (Nitrogen Vacancy), maîtrisée par l'Université de Montpellier. 

Pour en savoir plus.



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