Une étude menée par des chercheurs de l'Université du Minnesota Twin Cities a découvert une propriété des matériaux magnétiques qui permettra aux ingénieurs de développer des dispositifs spintroniques plus efficaces à l'avenir. La spintronique se concentre sur l'utilisation de la propriété de "spin" magnétique des électrons au lieu de leur charge, qui améliore la vitesse et l'efficacité des appareils utilisés pour l'informatique et le stockage de données.

La recherche est publiée dans Examen physique B , une revue scientifique à comité de lecture publiée par l'American Physical Society.

L'un des principaux obstacles au développement de meilleurs dispositifs spintroniques est un effet appelé « amortissement, " dans lequel l'énergie magnétique s'échappe essentiellement des matériaux, les rendant moins efficaces. Traditionnellement, les scientifiques ont attribué cette propriété à l'interaction entre le spin de l'électron et son mouvement. Cependant, l'équipe dirigée par l'Université du Minnesota a prouvé qu'il existe un autre facteur :le couplage magnétoélastique, qui est l'interaction entre le spin électronique, ou le magnétisme, et les particules sonores.

"Notre travail ne dit pas que [la théorie originale] est fausse, ça dit juste que ce n'est qu'une partie de l'histoire, " a expliqué Bill Peria, auteur principal de l'étude et titulaire d'un doctorat. étudiant à l'École de physique et d'astronomie de l'Université du Minnesota. "Nous avons pu montrer que dans ces matériaux magnétiques, nous voyons ce comportement, mais ce n'est en fait qu'une fraction relativement mineure de l'amortissement total. Il y a aussi cet autre mécanisme par lequel le magnétisme peut être amorti qui n'est généralement pas pris en compte."

Les chercheurs ont utilisé une technique appelée résonance ferromagnétique, qui mesure la quantité d'énergie magnétique libérée ou perdue. Pour comprendre le phénomène, ils devaient effectuer cette technique à plusieurs températures, allant de la température ambiante à 5 Kelvin, seulement cinq degrés au-dessus du zéro absolu et l'équivalent d'environ -450 degrés Fahrenheit.

Les résultats de l'étude fournissent une image plus globale des causes de l'amortissement. Cela permettra aux ingénieurs de développer des matériaux magnétiques à amortissement « ultra faible » qui sont plus économes en énergie, conduisant finalement à des ordinateurs de meilleure qualité du futur.

"Nous nous soucions d'un faible amortissement parce que nous, avec nos collaborateurs, essaient de faire des dispositifs dans lesquels les excitations magnétiques peuvent se propager sur de longues distances, " a déclaré Paul Crowell, auteur principal de l'article et professeur à l'École de physique et d'astronomie de l'Université. "Nous essayons de construire les" fils "dans lesquels les signaux magnétiques peuvent se propager à travers une puce sans perdre leur force."