Les progrès de la technologie de croissance des matériaux permettent de fabriquer des sandwichs de matériaux avec une précision atomique. L'interface entre les deux matériaux peut parfois présenter des phénomènes physiques qui n'existent pas dans les deux matériaux parents. Par exemple, une interface magnétique trouvée entre deux matériaux non magnétiques. Une nouvelle découverte, publié aujourd'hui dans Physique de la nature , montre une nouvelle façon de contrôler ce magnétisme émergent qui peut être la base de nouveaux types de dispositifs électroniques magnétiques.

A l'aide de sondes magnétiques très sensibles, une équipe internationale de chercheurs dirigée par le Pr Beena Kalisky, du Département de physique de l'Université Bar-Ilan et de l'Institut des nanotechnologies et des matériaux avancés (BINA), a trouvé des preuves surprenantes que le magnétisme qui émerge aux interfaces entre les couches minces d'oxyde non magnétique peut être facilement réglé en exerçant de minuscules forces mécaniques. L'équipe comprend également le Prof. Lior Klein, du Département de Physique de Bar-Ilan et du BINA, et des chercheurs du DTU (Danemark) et de l'Université de Stanford (États-Unis).

Le magnétisme joue déjà un rôle central dans le stockage de la quantité croissante de données produites par l'humanité. Une grande partie de notre stockage de données est aujourd'hui basée sur de minuscules aimants entassés dans notre lecteur de mémoire. L'un des moyens prometteurs dans la course à l'amélioration de la mémoire, en termes de quantité et de rapidité, est l'utilisation d'aimants plus petits. Jusqu'à aujourd'hui, la taille des cellules mémoire peut être aussi petite que quelques dizaines de nanomètres, soit près d'un millionième de la largeur d'un cheveu ! Une réduction supplémentaire de la taille est un défi à trois égards principaux :la stabilité de la cellule magnétique, la capacité de le lire, et la capacité d'y écrire sans affecter ses cellules voisines. Cette découverte récente fournit une poignée nouvelle et inattendue pour contrôler le magnétisme, permettant ainsi une mémoire magnétique plus dense.

Ces interfaces d'oxyde combinent un certain nombre de phénomènes physiques intéressants, comme la conductance bidimensionnelle et la supraconductivité. « La coexistence de phénomènes physiques est fascinante car ils ne vont pas toujours de pair. Magnétisme et supraconductivité, par exemple, ne devraient pas coexister, " dit Kalisky. " Le magnétisme que nous avons vu ne s'étendait pas dans tout le matériau mais apparaissait dans des zones bien définies dominées par la structure des matériaux. Étonnamment, nous avons découvert que la force du magnétisme peut être contrôlée en appliquant une pression sur le matériau".

La coexistence entre le magnétisme et la conductivité a un grand potentiel technologique. Par exemple, les champs magnétiques peuvent affecter le flux de courant dans certains matériaux et, en manipulant le magnétisme, nous pouvons contrôler le comportement électrique des appareils électroniques. Un domaine entier appelé Spintronics est dédié à ce sujet. La découverte que de minuscules pressions mécaniques peuvent ajuster efficacement le magnétisme émergent aux interfaces étudiées ouvre des voies nouvelles et inattendues pour le développement de nouveaux dispositifs spintroniques à base d'oxyde.