Les matériaux magnétiques sont omniprésents dans la société moderne, présent dans presque tous les appareils technologiques que nous utilisons quotidiennement. En particulier, l'électronique personnelle comme les smartphones/montres, comprimés, et les ordinateurs de bureau reposent tous sur du matériel magnétique pour stocker des informations. Les informations dans les appareils modernes sont stockées dans de longues chaînes de 1 et de 0, dans le système de nombres binaires utilisé comme langage informatique.

"Si vous imaginez une barre aimantée, le même avec lequel beaucoup d'entre nous ont joué quand ils étaient enfants (et le font peut-être encore), vous vous souviendrez peut-être qu'ils étaient étiquetés avec un côté « nord » et un côté « sud » (ou avaient deux couleurs différentes à chaque extrémité). Si deux aimants étaient placés l'un à côté de l'autre, les mêmes côtés se repousseraient, et les côtés opposés s'attireraient — deux moitiés distinctes qui peuvent être facilement identifiées. De cette façon, un "1" et un "0" peuvent être attribués à l'orientation d'un aimant, de sorte qu'une longue chaîne d'aimants puisse être disposée dans un ordinateur pour stocker des données, " explique Jordi Sort, chercheur ICREA à l'UAB, l'un des coordonnateurs de la recherche.

Actuellement, changer l'orientation d'un aimant (essentiellement écrire ou réécrire des données) en électronique a reposé sur l'utilisation de courant, le même courant nécessaire pour alimenter les prises de votre maison et recharger votre téléphone. Mais là réside un problème :lorsque vous faites passer du courant à travers un matériau, le matériau chauffe. Cette chaleur est une forme d'énergie qui est perdue dans l'environnement, essentiellement gaspillé. La demande de stockage de plus en plus de données augmente chaque année, et nécessite de créer des appareils de plus en plus petits, ce qui aggrave de façon exponentielle cet effet chauffant, entraînant d'énormes pertes d'énergie. Ce n'est pas une surprise, alors, que la recherche gouvernementale et privée s'est tournée vers le développement de nouvelles, matériaux et technologies économes en énergie pour résoudre ce problème.

Une solution possible à ce problème consiste à utiliser des matériaux magnétiques qui peuvent s'appuyer sur la tension pour réorienter le matériau magnétique, étudié dans un domaine de recherche appelé magnétisme contrôlé en tension, en utilisant la tension à la place du courant pour réduire considérablement l'énergie nécessaire pour modifier l'orientation magnétique. Il existe plusieurs approches, mais une branche de recherche prometteuse et populaire dans le domaine explore la magnéto-ionique, où des atomes non magnétiques sont déplacés dans et hors d'un matériau magnétique en utilisant une tension, et ainsi altérer ses propriétés magnétiques.

Une récente étude collaborative entre l'UAB, Université de Georgetown, HZDR Dresde, Madrid et Barcelone du CNM, Université de Grenoble, et ICN2, et publié dans la revue Communication Nature a montré qu'il est possible d'activer et de désactiver le magnétisme dans les métaux contenant de l'azote (c'est-à-dire, pour générer ou supprimer toutes les caractéristiques magnétiques de ce matériau) avec une tension. Une analogie simple serait que nous sommes capables d'augmenter ou de supprimer complètement la force avec laquelle un aimant attire, par exemple, la porte d'un frigo, simplement en le connectant à une batterie et en appliquant une certaine polarité de tension. Dans ce projet, le nitrure de cobalt se révèle être non magnétique en soi, mais quand l'azote est enlevé avec la tension, il forme une structure riche en cobalt qui est magnétique (et vice versa). Ce processus s'avère reproductible et durable, suggérant qu'un tel système est un moyen prometteur pour écrire et stocker des données de manière cyclable. De façon intéressante, il est également démontré qu'il nécessite moins d'énergie et qu'il est plus rapide que les systèmes utilisant des atomes non magnétiques alternatifs, comme l'oxygène, augmenter les économies d'énergie possibles.