Alors que les technologies d’intelligence artificielle telles que Chat-GPT sont utilisées dans diverses industries, le rôle des dispositifs semi-conducteurs hautes performances pour traiter de grandes quantités d’informations devient de plus en plus important. Parmi eux, la mémoire de spin attire l'attention en tant que technologie électronique de nouvelle génération, car elle est adaptée au traitement de grandes quantités d'informations avec une puissance inférieure à celle des semi-conducteurs en silicium actuellement produits en masse.
L'utilisation de matériaux quantiques récemment découverts dans la mémoire de spin devrait améliorer considérablement les performances en améliorant le rapport de signal et en réduisant la puissance, mais pour y parvenir, il est nécessaire de développer des technologies permettant de contrôler les propriétés des matériaux quantiques par des méthodes électriques telles que le courant et la tension. /P>
Le Dr Jun Woo Choi du Centre de recherche sur les spintroncs de l'Institut coréen des sciences et technologies (KIST) et le professeur Se-Young Park du Département de physique de l'Université Soongsil ont annoncé les résultats d'une étude collaborative montrant que les ultra-faibles - la mémoire de puissance peut être fabriquée à partir de matériaux quantiques. Les résultats sont publiés dans la revue Nature Communications .
En appliquant une tension à un dispositif spintronique à matériau quantique constitué d'une hétérostructure matérielle bidimensionnelle, il est possible de lire et d'écrire des informations à très faible puissance en contrôlant efficacement les informations de spin des électrons.
Les matériaux bidimensionnels, qui sont des matériaux quantiques représentatifs, peuvent être facilement séparés en couches planes d'atomes uniques, contrairement aux matériaux ordinaires qui ont une structure tridimensionnelle et présentent ainsi des propriétés mécaniques quantiques particulières.
Dans cette étude, les chercheurs ont développé pour la première fois un dispositif d’hétérostructure bidimensionnel qui combine pour la première fois des matériaux quantiques dotés de deux propriétés différentes. En appliquant une tension aussi basse que 5 V à un dispositif constitué d'un matériau ferromagnétique bidimensionnel (Fe3-x GeTe2 ) et un matériau ferroélectrique bidimensionnel (In2 Se3 ) empilés les uns sur les autres, le champ magnétique nécessaire pour changer la direction de rotation du ferromagnétique, c'est-à-dire la coercivité, peut être réduit de plus de 70 %.
Les chercheurs ont également découvert que les changements structurels dans le ferroélectrique bidimensionnel qui se produisent lorsqu'une tension est appliquée entraînent des changements dans les propriétés de spin des ferromagnétiques bidimensionnels voisins.
Le réseau du ferroélectrique bidimensionnel se dilate avec la tension, modifiant l'anisotropie magnétique du ferromagnétique adjacent et réduisant considérablement la coercivité requise pour réorienter le spin. Cela signifie qu'en appliquant une très faible tension à un dispositif à hétérostructure de matériau quantique, il est possible de contrôler les informations de spin des électrons même avec un champ magnétique réduit d'environ 70 %, ce qui constitue une technologie clé pour le développement de composants à très faible consommation d'énergie. mémoire de spin basée sur des matériaux quantiques.
"En sécurisant la technologie des éléments de mémoire de nouvelle génération à très faible consommation utilisant des matériaux quantiques, nous serons en mesure de maintenir notre avance technologique et notre compétitivité dans l'industrie des semi-conducteurs récemment en déclin", a déclaré le Dr Jun Woo Choi du KIST.
Plus d'informations : Jaeun Eom et al, Contrôle de tension du magnétisme dans Fe3-x GeTe2 /Dans2 Se3 Hétérostructures ferromagnétiques/ferroélectriques de van der Waals, Nature Communications (2023). DOI :10.1038/s41467-023-41382-8
Informations sur le journal : Communications naturelles
Fourni par le Conseil national de recherches scientifiques et technologiques
