Au fur et à mesure que les composants électroniques deviennent plus petits, comprendre le comportement des matériaux à l'échelle nanométrique est crucial pour le développement de l'électronique de nouvelle génération. Malheureusement, il est très difficile de prédire ce qui se passe lorsque les matériaux n'ont que quelques couches atomiques d'épaisseur. Pour améliorer notre compréhension des propriétés dites quantiques des matériaux, des scientifiques de la TU Delft ont étudié de fines tranches de SrIrO 3 , un matériau qui appartient à la famille des oxydes complexes. Leurs conclusions ont été publiées récemment Lettres d'examen physique .

Les chercheurs ont synthétisé le matériau à l'aide d'un dépôt laser pulsé (PLD), un procédé de dépôt de films monocristallins avec une précision de couche atomique. "Nous avons étudié des cristaux avec des épaisseurs allant jusqu'à 2 couches atomiques (0,8 nanomètre), " a déclaré l'auteur principal Dirk Groenendijk, qui est un doctorat. candidat à la TU Delft.

Les électrons peuvent normalement se déplacer librement dans le matériau, et SrIrO 3 montre un comportement métallique. Cependant, les scientifiques ont découvert qu'à une épaisseur de 4 couches, il semble y avoir un tournant. En dessous de cette épaisseur, les électrons se localisent et le matériau passe à un état isolant. À la fois, le matériau s'ordonne magnétiquement et les effets du couplage spin-orbite sont fortement renforcés. Cette dernière propriété est intéressante pour le développement de nouveaux dispositifs à mémoire magnétique, parce que le spin de l'électron peut être utilisé pour stocker et transférer des informations.

La prochaine génération d'appareils électroniques nécessitera une miniaturisation plus poussée de leurs composants, et il ne faudra pas longtemps avant que les fabricants de puces ne descendent en dessous de 10 nanomètres. « À cette échelle, vous pouvez compter le nombre d'atomes, et vous entrez dans le royaume de la mécanique quantique, " dit Groenendijk. Pour les futurs appareils, les chercheurs sont également à la recherche de nouveaux matériaux aux fonctionnalités actuellement inaccessibles. A cet égard, les oxydes complexes sont des candidats prometteurs qui présentent une grande variété de phénomènes exotiques. Les recherches de Groenendijk et de ses collègues constituent une étape importante vers la compréhension de leurs propriétés quantiques dans la limite bidimensionnelle.