Des scientifiques du RIKEN Center for Emergent Matter Science et leurs collaborateurs ont montré qu’ils peuvent manipuler des skyrmions uniques – de minuscules vortex magnétiques qui pourraient être utilisés comme bits de calcul dans les futurs dispositifs de stockage d’informations ultra-denses – en utilisant des impulsions de courant électrique, à température ambiante.
Les skyrmions, de minuscules particules pouvant être déplacées sous de faibles courants électriques inférieurs de plusieurs ordres à ceux utilisés pour entraîner des parois de domaines magnétiques, sont à l’étude dans l’espoir de développer des applications prometteuses dans des dispositifs de stockage de données à faible consommation d’énergie. La clé de la création de dispositifs spintroniques est la capacité de manipuler et de mesurer efficacement un seul petit vortex.
La plupart des recherches à ce jour se sont concentrées sur la dynamique des skyrmions d’un micromètre ou plus ou des amas de skyrmions stabilisés en dessous de la température ambiante. Pour la recherche actuelle, publiée dans Communication Nature, les chercheurs ont utilisé une fine plaque magnétique composée d’un composé de cobalt, de zinc et de manganèse, Co9Zn9Mn2, qui est connu comme un aimant à réseau chiral. Ils ont observé directement la dynamique d’un skyrmion unique, d’une taille de 100 nanomètres, à température ambiante en utilisant la microscopie électronique à transmission de Lorentz. Ils ont pu suivre les mouvements du skyrmion et contrôler ses directions de mouvement Hall en inversant le champ magnétique, lorsqu’ils l’ont soumis à des impulsions ultrarapides de courant électrique, à l’échelle de la nanoseconde. Le groupe a découvert que le mouvement du skyrmion démontrait une transition dynamique d’un état statique épinglé à un mouvement d’écoulement par le biais d’un mouvement de fluage sous le stimulus du courant électrique, et a quantifié la vitesse relativement rapide du skyrmion, à plus de 3 mètres par seconde.
Selon le premier auteur Licong Peng, chercheur postdoctoral spécial au RIKEN CEMS, « C’est très excitant, car pour la première fois, nous avons pu utiliser des courants électriques pour manipuler des skyrmions uniques à température ambiante dans des aimants chiraux en réseau. »
Selon Xiuzhen Yu, le chef du groupe de recherche, “Cette recherche conduira à d’autres études sur la dynamique de diverses textures de spin topologiques, conduisant au développement de dispositifs basés sur skyrmion.”
Référence : « Transition dynamique du mouvement d’un seul skyrmion entraîné par le courant dans un aimant à réseau chiral à température ambiante » 24 novembre 2021, Communication Nature.
DOI : 10.1038/s41467-021-27073-2
