Eric Bogers

Une boussole complètement à l'ouest

5 mai 2019, 11:19
Une boussole complètement à l'ouest
Une boussole complètement à l'ouest
Des chercheurs de l’Institut Paul Scherrer et de l’École polytechnique fédérale de Zurich (tous deux en Suisse) viennent de mettre en évidence un effet magnétique remarquable. Ce phénomène se produit à l’échelle nanométrique et permettrait de construire des aimants possédant des configurations inhabituelles, utilisables notamment pour les applications informatiques et le stockage des données.

Pôle nord et pôle sud

Les aimants se caractérisent par le fait qu'ils ont un pôle nord et un pôle sud. Lorsqu’ils sont placés à proximité l'un de l’autre, les pôles opposés s'attirent et les pôles identiques se repoussent mutuellement. Ce qui permet d’utiliser un aimant comme aiguille de boussole pour indiquer le nord et le sud (par rapport au champ magnétique terrestre), et donc aussi l'est et l'ouest.

 

Lorsqu'un groupe d'atomes de cobalt est orienté vers le nord ou le sud (rouge), les atomes contigus s'orientent eux vers l'ouest ou l'est. Pour obtenir cet effet, ces atomes doivent être pris en sandwich entre une couche de platine (au-dessous) et une couche d'oxyde d'aluminium (non représentée ici) - (image : Institut Paul Scherrer/Zhaochu Luo).

Cependant, les chercheurs viennent de découvrir une interaction magnétique fonctionnant à l’échelle nanométrique (d’où le nom des nano-aimants). Cette réaction a été théorisée il y a plus de soixante ans par les physiciens Igor Dzyaloshinskii et Toru Mariya. Grâce à ce phénomène, les « aiguilles » de cette boussole atomique peuvent pointer non seulement dans la direction nord/sud, mais également est/ouest. En réalité, cette orientation ne dépend que de la direction des atomes proches.

1,6 nm

Les chercheurs ont pu démontrer cette orientation nord/sud et est/ouest sur une couche d'atomes de cobalt d'une épaisseur d'à peine 1,6 nm, prise en sandwich entre deux films, l'un de platine et l’autre d'oxyde d'aluminium.
L'aspect le plus remarquable est que l'interaction a lieu dans un plan unique, ce qui permettrait le développement de réseaux magnétiques plans. Il serait par exemple possible d’obtenir des aimants synthétiques antiferromagnétiques pour fabriquer des mémoires informatiques, des portes logiques et des commutateurs plus performants.
Ces travaux ont été publiés dans la revue Science.

Source : École polytechnique fédérale de Zurich
 
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