La commutation de domaines magnétiques dans la mémoire magnétique nécessite normalement des champs magnétiques générés par des courants électriques, nécessitant donc de grandes quantités d'énergie électrique. Maintenant, équipes de France, L'Espagne et l'Allemagne ont démontré la faisabilité d'une autre approche à l'échelle nanométrique :« Nous pouvons induire un ordre magnétique sur une petite région de notre échantillon en utilisant un petit champ électrique au lieu d'utiliser des champs magnétiques, " Dr Sergio Valence, HZB, dit.

Les échantillons sont constitués d'un film mince de fer polycristallin en forme de coin déposé sur un BaTiO 3 substrat. BaTiO 3 est un matériau ferroélectrique et ferroélastique bien connu :un champ électrique est capable de déformer le BaTiO 3 treillis et induisent des contraintes mécaniques. L'analyse par microscopie électronique a révélé que le film de fer est constitué de minuscules nanograins (diamètre 2, 5 nm). À son extrémité mince, le film de fer a une épaisseur inférieure à 0,5 nm, permettant une faible dimensionnalité des nanograins. Compte tenu de leur petite taille, les moments magnétiques des nanograins de fer sont désordonnés les uns par rapport aux autres, cet état est connu sous le nom de superparamagnétisme.

Au X-PEEM-Beamline de BESSY II, les scientifiques ont analysé ce qui se passe avec l'ordre magnétique de ces nanograins sous un petit champ électrique. "Avec X-PEEM, nous pouvons cartographier l'ordre magnétique des grains de fer à un niveau microscopique et observer comment leur orientation change lors de l'application in situ d'un champ électrique, " dit le Dr Ashima Arora, qui a fait la plupart des expériences pendant son doctorat. thèse. Leurs résultats montrent que le champ électrique induit une contrainte sur BaTiO 3 , et cette souche a été transmise aux nanograins de fer au-dessus. Puis, les régions autrefois superparamagnétiques de l'échantillon sont passées à un nouvel état. Dans ce nouvel état, les moments magnétiques des grains de fer sont tous alignés dans la même direction, c'est-à-dire un collectif, ordre ferromagnétique à longue portée connu sous le nom de superferromagnétisme.

Les expériences ont été réalisées à une température légèrement supérieure à la température ambiante. "Cela laisse espérer que le phénomène pourra être utilisé pour la conception de nouveaux matériaux composites (constitués de nanoparticules ferroélectriques et magnétiques) pour le stockage à faible puissance à base de spin et des architectures logiques fonctionnant aux conditions ambiantes, ", dit Valence.

Le contrôle des bits magnétiques à l'échelle nanométrique dans les dispositifs de mémoire magnétique à accès aléatoire par la seule contrainte induite par un champ électrique est connu sous le nom d'électronique de contrainte. Il pourrait offrir une nouvelle, évolutif, alternative rapide et économe en énergie aux mémoires magnétiques actuelles.