Une avancée dans l'utilisation de matériaux antiferromagnétiques dans les dispositifs de stockage de mémoire a été réalisée par une équipe internationale de physiciens.

Les antiferromagnétiques sont des matériaux qui ont un magnétisme interne causé par le spin des électrons, mais presque pas de champ magnétique externe. Ils sont intéressants en raison de leur potentiel de stockage de données, car l'absence de ce champ magnétique externe (ou "à longue portée") signifie que les unités de données - les bits - peuvent être regroupées plus densément dans le matériau.

Cela contraste avec les ferromagnétiques, utilisés dans les dispositifs de mémoire magnétique standard. Les bits de ces appareils génèrent des champs magnétiques à longue portée, ce qui les empêche d'être trop rapprochés, car sinon ils interagiraient.

La propriété mesurée pour lire un bit antiferromagnétique est appelée effet Hall, qui est une tension qui apparaît perpendiculaire à la direction du courant appliqué. Si les spins de l'antferromagnétique sont tous inversés, la tension de Hall change de signe. Ainsi, un signe de la tension Hall correspond à un "1" et l'autre signe à un "0" - la base du code binaire utilisé dans tous les systèmes informatiques.

Bien que les scientifiques connaissent depuis longtemps l'effet Hall dans les matériaux ferromagnétiques, l'effet dans les antiferromagnétiques n'a été reconnu que depuis une dizaine d'années et est encore mal compris.

Une équipe de chercheurs de l'Université de Tokyo, au Japon, des universités Cornell et Johns Hopkins aux États-Unis et de l'Université de Birmingham au Royaume-Uni ont proposé une explication de l'"effet Hall" dans un antiferromagnétique de Weyl (Mn_{3 Sn), un matériau qui possède un effet Hall spontané particulièrement fort.}

Leurs résultats, publiés dans Nature Physics , ont des implications à la fois pour les ferromagnétiques et les antiferromagnétiques, et donc pour l'ensemble des dispositifs de stockage de mémoire de nouvelle génération.

Les chercheurs se sont intéressés au Mn₃ Sn car ce n'est pas un antiferromagnétique parfait, mais il a un champ magnétique externe faible. L'équipe voulait savoir si ce faible champ magnétique était responsable de l'effet Hall.

Dans leur expérience, l'équipe a utilisé un appareil inventé par le docteur Clifford Hicks, de l'Université de Birmingham, qui est également co-auteur de l'article. L'appareil peut être utilisé pour appliquer une contrainte réglable au matériau testé. En appliquant cette contrainte à cet antiferromagnétique de Weyl, les chercheurs ont observé que le champ magnétique externe résiduel augmentait.

Si le champ magnétique entraînait l'effet Hall, il y aurait un effet correspondant sur la tension aux bornes du matériau. Les chercheurs ont montré qu'en fait, la tension ne change pas sensiblement, prouvant que le champ magnétique n'est pas important. Au lieu de cela, ont-ils conclu, la disposition des électrons en rotation dans le matériau est responsable de l'effet Hall.

Clifford Hicks, co-auteur de l'article à l'Université de Birmingham, déclare que "ces expériences prouvent que l'effet Hall est causé par les interactions quantiques entre les électrons de conduction et leurs spins. Les résultats sont importants pour comprendre et améliorer la mémoire magnétique. La technologie." + Explorer plus loin

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