Une équipe de recherche affiliée à UNIST a annoncé le développement réussi d'un nouveau dispositif semi-conducteur qui utilise une nouvelle classe de matériaux, connue sous le nom d'altermagnétisme. Cette percée devrait faire progresser considérablement le développement de puces à semi-conducteurs d'IA ultra-rapides et économes en énergie.
Conjointement dirigée par le professeur Jung-woo Yoo du Département de science et d'ingénierie des matériaux et le professeur Changhee Sohn du Département de physique de l'Uist, l'équipe a réussi à fabriquer des jonctions de tunnel magnétique (MTJ) en utilisant l'oxyde de ruthénium altermagnétique (RUO (RUO2). Ils ont également mesuré un niveau pratique de magnétorésistance de tunnels (TMR) dans ces appareils, démontrant leur potentiel d'applications spintroniques.
La recherche a été dirigée par Seunghyun Noh du Département des sciences et de l'ingénierie des matériaux et Kyuhyun Kim du Département de physique de l'Uist. Les résultats ont été publiés dans Lettres d'examen physique le 20 juin 2025.
Les MTJ sont des composants critiques dans les appareils magnétiques de mémoire d'accès aléatoire (MRAM). Bien que MRAM offre des avantages tels que la non-volatilité et une faible consommation d'énergie, son utilisation généralisée a été limitée par la dépendance à l'égard des matériaux ferromagnétiques, qui nécessitent une énergie importante pour une inversion de spin, ont des vitesses de commutation limitées et sont sensibles à une interférence magnétique externe.
Les chercheurs ont développé un dispositif basé sur des matériaux altermagnétique capable de surmonter ces limites. Contrairement aux ferromagnets, les matériaux altermagnétiques peuvent stocker des informations via le rotation des électrons tout en étant moins affectés par les champs magnétiques externes, permettant une commutation ultra-rapide.
Dans cette étude, l'équipe a utilisé Ruo2l'un des candidats altermagnétiques les plus étudiés, bien que ses propriétés aient été débattues. Ils ont synthétisé Ruo2 Des couches minces avec une précision atomique dans des conditions de vacuum élevé et des MTJ fabriqués en déposant séquentiellement les couches isolantes et ferromagnétiques.
Lorsque l'orientation magnétique de la couche ferromagnétique a été modifiée, une variation de TMR a été observée, fournissant des preuves expérimentales du potentiel de l'appareil en tant qu'élément de mémoire magnétique.
Cette recherche marque la première confirmation expérimentale que le TMR varie en fonction de la direction de spin dans les MTJ altermagnétiques, représentant une étape majeure vers la réalisation de semi-conducteurs de mémoire AI altermagnétique. L'équipe s'efforce maintenant d'améliorer l'ampleur des effets TMR dans les futures conceptions d'appareils.
Dirigée en moins d'un an et modélisé après le programme américain DARPA, ce projet vise à obtenir rapidement des percées à fort impact en sciences fondamentales en Corée.
Dongho Kim de la National Research Foundation of Korea (NRF), supervisant le projet, a déclaré: « Cette réalisation reflète le dévouement des chercheurs explorant le domaine largement inexploré de l'altermagnétisme. Nous continuerons de soutenir cette technologie, ce qui pourrait être un saut significatif pour l'industrie semi-inductrice. »
