On the Edge : découverte d’un nouveau phénomène magnétique au potentiel industriel

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Edge Magnetism Discovered in CrGeTe3
Découverte du magnétisme de bord dans le CrGeTe3

Illustration du magnétisme de bord découvert dans le CrGeTe3 grâce à la microscopie magnétique à l’échelle nanométrique. Crédit : Ori Lerman

En travaillant avec les plus petits aimants, l’Université hébraïque découvre un nouveau phénomène magnétique à potentiel industriel.

Pour les physiciens, l’exploration du royaume du très, très petit est un pays des merveilles. Des phénomènes totalement nouveaux et inattendus sont découverts à l’échelle nanométrique, où des matériaux aussi fins que 100 atomes sont explorés. Ici, la nature cesse de se comporter d’une manière qui est prévisible par la loi macroscopique de la physique, contrairement à ce qui se passe dans le monde qui nous entoure ou dans le cosmos.

Le Dr Yonathan Anahory, de l’Institut de physique Racah de l’Université hébraïque de Jérusalem (HU), a dirigé l’équipe de chercheurs, dont faisait partie Avia Noah, doctorante à l’HU. Il a fait part de son étonnement en regardant les images du magnétisme généré par les nano-aimants, “c’était la première fois que nous voyions un aimant se comporter de cette manière”, en décrivant les images qui ont révélé le phénomène du “magnétisme de bord”.

Les images ont montré que le matériau magnétique étudié par les chercheurs de l’Université d’Ottawa ne conservait son magnétisme que sur son bord – en fait, seulement à 10 nanomètres du bord (rappelons qu’un cheveu humain mesure environ 100 000 nanomètres). Leurs résultats ont récemment été publiés dans la prestigieuse revue Nano Letters.

Avia Noah et Yonathan Anahory

De gauche à droite : Avia Noah et Yonathan Anahory de l’Université hébraïque. Crédit : Université hébraïque

Ce nano-effet, bien que très petit, pourrait en fait avoir de larges applications dans notre vie quotidienne. “Dans la course technologique actuelle pour rendre chaque composant plus petit et plus économe en énergie, les efforts se concentrent sur de petits aimants de différentes formes”, a partagé Yonathan Anahory. Le nouveau magnétisme de bord offre la possibilité de fabriquer de longs aimants en fil de fer de seulement 10 nanomètres d’épaisseur, qui pourraient se courber dans n’importe quelle forme. “Cela pourrait révolutionner la façon dont nous fabriquons les dispositifs spintroniques”, a ajouté M. Anahory, faisant référence à la prochaine génération de dispositifs nano-électroniques à consommation d’énergie réduite et aux capacités de mémoire et de traitement accrues.

La découverte du magnétisme de bord a été quelque peu fortuite : Anahory a décidé d’examiner un nouveau nanomatériau magnétique (CGT) produit par son collègue de l’Universidad Autónoma de Madrid, en Espagne. La découverte s’est finalement appuyée sur les images produites par un nouveau type de microscopie magnétique développé en Israël, qui peut mesurer le champ magnétique d’un seul électron. La découverte de nouveaux phénomènes repose sur de nouvelles technologies très sophistiquées. En outre, les phénomènes eux-mêmes seront au cœur de technologies encore plus avancées, comme l’a démontré le magnétisme de bord.

Référence : “Interior and Edge Magnetization in Thin Exfoliated CrGeTe3 Films” par Avia Noah, Hen Alpern, Sourabh Singh, Alon Gutfreund, Gilad Zisman, Tomer D. Feld, Atzmon Vakahi, Sergei Remennik, Yossi Paltiel, Martin Emile Huber, Victor Barrena, Hermann Suderow, Hadar Steinberg, Oded Millo et Yonathan Anahory, 10 mars 2022, Nano Letters.
DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c04665

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