La spintronique est un domaine prometteur visant à surpasser l'électronique conventionnelle en exploitant le spin intrinsèque de l'électron, dans le but de contrôler les courants de spin pour une consommation d'énergie réduite et des opérations plus rapides et non volatiles avec de nouvelles fonctionnalités. La détection et la compréhension des courants de spin sont complexes, impliquant des mesures de tension macroscopiques et une compréhension approfondie des propriétés des matériaux à différentes températures. Des recherches récentes ont mis en lumière la manière dont les courants de spin peuvent être prédits et manipulés en fonction des propriétés magnétiques des matériaux, révélant l'importance de comprendre les comportements magnétiques et les variations de température pour faire progresser la spintronique. Crédit : Issues.fr.coim
Les progrès récents en spintronique ont permis de mieux prédire et contrôler les courants de spin en étudiant les propriétés magnétiques et les effets de la température sur les matériaux.
La spintronique suscite un intérêt considérable en tant qu'alternative prometteuse à l'électronique conventionnelle, offrant des avantages potentiels tels qu'une consommation d'énergie réduite, un fonctionnement plus rapide, une non-volatilité et la possibilité d'introduire de nouvelles fonctionnalités.
La spintronique exploite le spin intrinsèque des électrons et le contrôle des flux du degré de liberté de spin, c'est-à-dire les courants de spin, est fondamental dans ce domaine. Les scientifiques recherchent constamment des moyens de les créer, de les supprimer et de les contrôler pour de futures applications.
Détecter les courants de spin n’est pas une tâche facile. Cela nécessite l’utilisation d’une mesure de tension macroscopique, qui examine les changements de tension globaux aux bornes d’un matériau. Cependant, une pierre d’achoppement courante réside dans le manque de compréhension de la manière dont ce courant de spin se déplace ou se propage réellement dans le matériau lui-même.
Dépendance en température du signal de courant de spin et de la polarisation du magnon au-dessus et en dessous de la température de compensation magnétique. Crédit : Yusuke Nambu
« En utilisant la diffusion des neutrons et des mesures de tension, nous avons démontré que les propriétés magnétiques du matériau peuvent prédire comment un courant de spin change avec la température », souligne Yusuke Nambu, co-auteur de l'article et professeur agrégé à l'Institut de recherche sur les matériaux de l'Université de Tohoku. (IMR).
Observations sur la polarisation de Magnon
Nambu et ses collègues ont découvert que le signal du courant de spin change de direction à une température magnétique spécifique et diminue à basse température. De plus, ils ont découvert que la direction du spin, ou polarisation du magnon, s’inverse à la fois au-dessus et en dessous de cette température magnétique critique. Ce changement dans la polarisation du magnon est en corrélation avec l'inversion du courant de spin, mettant en lumière sa direction de propagation.
De plus, le matériau étudié présentait des comportements magnétiques avec des énergies d’entrefer distinctes. Ceci suggère qu'en dessous de la température liée à cette énergie d'intervalle, les porteurs de courant de spin sont absents, conduisant à la diminution observée du signal de courant de spin à des températures plus basses. Remarquablement, la dépendance en température du courant de spin suit une décroissance exponentielle, reflétant les résultats de diffusion des neutrons.
Nambu souligne que leurs découvertes soulignent l’importance de comprendre les détails microscopiques dans la recherche en spintronique. « En clarifiant les comportements magnétiques et leurs variations de température, nous pouvons acquérir une compréhension globale des courants de spin dans les aimants isolants, ouvrant la voie à une prévision plus précise des courants de spin et potentiellement au développement de matériaux avancés aux performances améliorées. »
