Dans le cadre d’une nouvelle avancée, les chercheurs ont utilisé une nouvelle system pour confirmer un phénomène physique jusqu’alors non détecté qui pourrait être utilisé pour améliorer le stockage de données dans la prochaine génération d’appareils informatiques.
Les mémoires spintroniques, comme celles utilisées dans certains ordinateurs et satellites de haute technologie, utilisent les états magnétiques générés par le minute cinétique intrinsèque d’un électron pour stocker et lire des informations. En fonction de son mouvement physique, le spin d’un électron produit un courant magnétique. Connu sous le nom d’« effet Hall de spin », cet effet a des programs clés pour les matériaux magnétiques dans de nombreux domaines différents, allant de l’électronique de faible puissance à la mécanique quantique fondamentale.
Plus récemment, des scientifiques ont découvert que les électrons sont également capables de produire de l’électricité grâce à un deuxième type de mouvement : le second cinétique orbital, semblable à la façon dont la Terre tourne autour du soleil. C’est ce qu’on appelle « l’effet Hall orbital », a déclaré Roland Kawakami, co-auteur de l’étude et professeur de physique à l’Ohio Condition College.
Les théoriciens ont prédit qu’en utilisant des métaux de changeover légers – des matériaux qui ont de faibles courants Corridor de spin – les courants magnétiques générés par l’effet Hall orbital seraient furthermore faciles à repérer circulant à leurs côtés. Jusqu’à présent, détecter directement une telle selected représentait un défi, mais l’étude, dirigée par Igor Lyalin, étudiant diplômé en physique, et publiée aujourd’hui dans la revue Actual physical Overview Letters, a montré une méthode pour observer cet effet.
« Au fil des décennies, divers effets Corridor ont été continuellement découverts », a déclaré Kawakami. « Mais l’idée de ces courants orbitaux est vraiment nouvelle. La difficulté est qu’ils sont mélangés aux courants de spin des métaux lourds typiques et qu’il est difficile de les distinguer. »
Au lieu de cela, l’équipe de Kawakami a démontré l’effet Corridor orbital en réfléchissant la lumière polarisée, dans ce cas, un laser, sur divers movies minces de chrome, un métal léger, afin de sonder les atomes du métal pour détecter une éventuelle accumulation de moment cinétique orbital. Après près d’un an de mesures minutieuses, les chercheurs ont pu détecter un signal magnéto-optique clair qui montrait que les électrons rassemblés à une extrémité du movie présentaient de fortes caractéristiques d’effet Hall orbital.
Cette détection réussie pourrait avoir d’énormes conséquences pour les futures apps de spintronique, a déclaré Kawakami.
« Le notion de spintronique existe depuis environ 25 ans et, même s’il s’est avéré très efficace pour diverses apps de mémoire, les gens essaient désormais d’aller as well as loin », a-t-il déclaré. « Aujourd’hui, l’un des principaux objectifs du secteur est de réduire la quantité d’énergie consommée, automobile c’est le facteur limitant pour améliorer les performances. »
Réduire la quantité totale d’énergie nécessaire au bon fonctionnement des futurs matériaux magnétiques pourrait potentiellement permettre une consommation d’énergie inférieure, des vitesses furthermore élevées et une fiabilité furthermore élevée, ainsi que contribuer à prolonger la durée de vie de la technologie. L’utilisation de courants orbitaux au lieu de courants de spin pourrait éventuellement permettre d’économiser du temps et de l’argent à long terme, a déclaré Kawakami.
Notant que cette recherche ouvre la voie à la découverte de la manière dont ces phénomènes physiques étranges se produisent dans d’autres sorts de métaux, les chercheurs déclarent vouloir continuer à approfondir le lien complexe entre les effets Hall de spin et les effets Corridor orbitaux.
Les co-auteurs étaient Sanaz Alikhah et Peter M. Oppeneer de l’Université d’Uppsala et Marco Berritta de l’Université d’Uppsala et de l’Université d’Exeter. Ce travail a été soutenu par la Nationwide Science Foundation, le Conseil suédois de la recherche, l’Infrastructure nationale suédoise pour l’informatique et la Fondation K. et A. Wallenberg.
