Arrangement de spin des moments magnétiques dans les matériaux ferromagnétiques, antiferromagnétiques et ferrimagnétiques. Crédit :Rie Umetsu
Un groupe de recherche a réussi à synthétiser un matériau "demi-métal", réalisant un exploit rare dans la poursuite de la magnétisation zéro.
Les demi-métaux peuvent améliorer considérablement les performances des appareils électroniques. Cela est dû à leur polarisation de spin à 100 %, qui leur permet de se comporter comme des métaux dans une direction de rotation et comme des isolants/semi-conducteurs dans l'autre. Les exemples les plus réussis de demi-métaux sont ferromagnétiques, ce qui signifie que leur arrangement de spin est aligné.
Les demi-métaux de type antiferromagnétique, où le spin s'aligne de manière antiparallèle, sont souhaitables car aucun champ magnétique parasite ne peut le perturber, même s'il est intégré à haute densité. À ce jour, seuls deux cas de demi-métaux de type antiferromagnétique ont été signalés.
Suivant une directive de développement, le groupe de recherche a créé un composé composé de fer, de chrome et de soufre. Le nouveau matériau perd complètement sa magnétisation à basse température.
"Le matériau semi-métal développé possède d'excellentes propriétés, et les directives de développement des matériaux ont joué un rôle central dans notre succès", a déclaré Satoshi Semboshi, co-auteur de l'article et professeur à l'Institut de recherche sur les matériaux (IMR) de l'Université de Tohoku.
Les états électroniques et le flux de charge électrique des ferromagnétiques généraux et des ferromagnétiques semi-métalliques. Crédit :Rie Umetsu
(À gauche) Illustration schématique d'une multicouche à magnétorésistance tunnel (TMR) utilisant un demi-métal de type antiferromagnétique (ferrimagnétique entièrement compensé) (à gauche) et une multicouche TMR conventionnelle (à droite). Dans ce dernier, plusieurs couches, dont une couche ferromagnétique et une couche antiferromagnétique, fixent la direction du moment magnétique de la couche ferromagnétique. En remplaçant ces plusieurs couches par une couche de demi-métal de type antiferromagnétique, des caractéristiques élevées et un champ magnétique de fuite faible sont obtenus et permettent une densité élevée. Crédit :Rie Umetsu
Le collègue et co-auteur Rie Umetsu a ajouté :"Nous pensons que les résultats amélioreront l'efficacité de la recherche future sur les matériaux et accéléreront l'innovation des appareils électroniques."
Les détails de leurs recherches ont été publiés dans la revue Scientific Reports le 23 juin 2022. + Explorer plus loin
