Le couple de rotation fournit des moyens électriques pratiques pour contrôler efficacement les magnétisations. Il peut généralement être produit par un courant polarisé en spin ou un courant de spin pur via l'effet Hall de spin. Le premier et le dernier sont nommés couple de transfert de spin (STT) et couple d'orbite de spin (SOT), respectivement. En utilisant ces outils, les gens ont développé la deuxième génération STT-MRAM (Magnetic Random-Access Memory) avec anisotropie magnétique dans le plan, la STT-MRAM de troisième génération avec anisotropie magnétique perpendiculaire et la SOT-MRAM de quatrième génération parmi d'autres dispositifs et puces spintroniques. De plus, Des puces STT-MRAM perpendiculaires ont été démontrées et proches d'applications à grande échelle.

Il a été prouvé que les excitations collectives dans les systèmes à spin ordonné ou les ondes de spin ou les magnons ne transmettent le moment angulaire de spin sur une longue distance que par le couplage adjacent entre les spins locaux sans flux d'électrons chargés, faire la lumière sur une version sans effet Joule de la microélectronique. Les magnons sont ainsi appelés à servir de porteur d'idées pour transmettre, stockage, et le traitement des informations de spin.

Avant ça, cela devient une question ouverte et frontalière pour la magnétique et la spintronique de savoir si les magnons peuvent ou non transférer un couple de spin en plus du courant de spin pur. La réponse à cette question détermine la possibilité de développer des manières magnéniques pures pour contrôler les aimantations. Bien que l'effet du couple de transfert de magnéton (MTT) ait été théoriquement étudié, sa confirmation précise dans les expériences est toujours difficile.

Dr Guo Chenyang, Les professeurs associés WAN Caihua et HAN Xiufeng etc. du groupe M02 de l'Institut de physique de l'Académie des sciences de Chine ont récemment conçu une hétérostructure magnétique isolante Y 3 Fe 5 O 12 /NiO/Pt avec anisotropie magnétique perpendiculaire (PMA) dans laquelle l'effet MTT a été confirmé sans ambiguïté par le phénomène de commutation d'aimantation entraînée par le courant.

Dans cette structure, le platine en tant que métal lourd avec un fort couplage d'orbite de spin est responsable de la production d'un courant de spin pur en appliquant un courant à travers celui-ci. En tant qu'isolant antiferromagnétique, NiO est utilisé pour convertir le courant de spin électronique en courant de spin magnétique (courant de magnon). Le Y isolant 3 Fe 5 O 12 (YIG) avec PMA est appliqué comme évier magnon. Une fois que le MTT existe, l'aimantation de YIG peut être inclinée ou commutée par le courant magnon.

En tant qu'isolants, YIG et NiO peuvent empêcher en toute sécurité le courant électronique d'y pénétrer, ainsi, toute influence du courant de spin électronique peut être éliminée. À la fois, YIG perpendiculaire ne peut pas être commuté de manière déterministe par un champ d'Oersted dans le plan, ce qui peut totalement exclure une possibilité du mécanisme d'Oersted. Par conséquent, seul le courant magnon traversant le NiO antiferromagnétique a la capacité d'exercer un couple sur YIG et provoque sa commutation de magnétisation.

Cette observation vérifie donc sans ambiguïté l'effet MTT. Selon les caractéristiques de la commutation de magnétisation induite par SOT, si le champ appliqué dans le plan est inversé, le sens de commutation SOT doit également être inversé. Cette caractéristique peut être une indication supplémentaire pour l'effet MTT.

Par conséquent, ce travail établit clairement le scénario physique de l'effet du couple de transfert du magnéton, et montre que le MTT est utile comme outil pour contrôler l'aimantation des isolants magnétiques, ce qui peut faire avancer le développement de mémoires pures et de dispositifs logiques magnon.

Les travaux connexes ont été publiés dans Examen physique B intitulé "Commutation de l'aimantation perpendiculaire d'un isolant magnétique par couple de transfert de magnon".