Les skyrmions antiferromagnétiques se déplaçaient sur une piste magnétique par un courant électrique. Crédit : © Bruno Bourgeois et Olivier Boulle
Les scientifiques ont découvert que les skyrmions, futurs éléments potentiels de la mémoire des ordinateurs, peuvent désormais se déplacer à des vitesses allant jusqu'à 900 m/s, une augmentation significative facilitée par l'utilisation de matériaux antiferromagnétiques.
Une équipe de recherche internationale dirigée par des scientifiques du CNRS(1) a découvert que les nanobulles magnétiques(2) connus sous le nom de skyrmions peuvent être déplacés par des courants électriques, atteignant des vitesses record allant jusqu'à 900 m/s.
Attendues comme de futurs bits dans la mémoire des ordinateurs, ces nanobulles offrent de meilleures possibilités de traitement de l'information dans les appareils électroniques. Leur petite taille(3) offre une grande capacité de calcul et de stockage d’informations, ainsi qu’une faible consommation d’énergie.
Jusqu’à présent, ces nanobulles ne se déplaçaient pas à une vitesse supérieure à 100 m/s, ce qui est trop lent pour les applications informatiques. Cependant, grâce à l'utilisation d'un matériau antiferromagnétique(4) en tant que milieu, les scientifiques ont réussi à faire bouger les skyrmions 10 fois plus vite que ce qui avait été observé précédemment.
Ces résultats, publiés dans Science le 19 mars, offrent de nouvelles perspectives pour développer des dispositifs informatiques plus performants et moins énergivores.
Cette étude fait partie du programme national de recherche SPIN(5) lancé le 29 janvier, qui soutient la recherche innovante en spintronique, en vue de contribuer au développement d'un monde numérique plus agile et plus durable.
Remarques
- Les laboratoires français impliqués sont SPINTEC (CEA/CNRS/Université Grenoble Alpes), l'Institut Néel (CNRS) et le Laboratoire Charles Coulomb (CNRS/Université de Montpellier).
- Un skyrmion est constitué de nano-aimants élémentaires (« spins ») qui s’enroulent pour former une structure en spirale très stable, comme un nœud serré.
- La taille d'un skyrmion peut atteindre quelques nanomètres, soit environ une douzaine d'atomes.
- Les empilements antiferromagnétiques sont constitués de deux couches ferromagnétiques de taille nanométrique (telles que le cobalt) séparées par une couche non magnétique, avec une magnétisation opposée.
- Le Programme Prioritaire de Recherche et d'équipement (PEPR) SPIN est un programme exploratoire en lien avec le plan d'investissement France 2030.
