La spintronique, un domaine qui combine l'étude des spins électroniques et de leur transport avec des appareils électroniques, est prometteuse pour faire progresser les technologies de stockage de données et de mémoire. Un défi important en spintronique a été de trouver des matériaux capables de transporter efficacement les spins sur de longues distances. Aujourd’hui, les chercheurs ont découvert qu’un isolant de la taille d’un atome peut jouer un rôle crucial dans l’amélioration du transport de spin dans certains matériaux.

Dans une étude récente publiée dans Nature Materials, des chercheurs de l'Université de Californie à Berkeley et du Lawrence Berkeley National Laboratory ont démontré comment une fine couche de nitrure de bore hexagonal (h-BN) peut améliorer le transport de spin dans un matériau semi-conducteur bidimensionnel. connu sous le nom de diséléniure de tungstène (WSe2).

Lorsqu’un électron se déplace dans un matériau, il transporte non seulement une charge électrique mais également un moment magnétique, appelé spin. En spintronique, l’objectif est d’exploiter et de manipuler ces spins pour le traitement et le stockage de l’information. Cependant, les spins peuvent facilement perdre leur cohérence et changer de direction en raison des interactions avec l’environnement.

Les chercheurs ont découvert que le fait de placer une fine couche atomique de h-BN au-dessus de WSe2 entraînait une amélioration significative des propriétés de transport de spin. La couche de h-BN a agi comme une barrière protectrice, protégeant les spins de WSe2 des interactions avec les défauts et les impuretés de la surface. Cela a permis aux spins de parcourir de plus longues distances sans perdre leur cohérence.

L’équipe de recherche a attribué l’amélioration du transport de spin à l’interface de haute qualité entre h-BN et WSe2. La couche de h-BN atomiquement lisse minimise la diffusion et fournit un environnement propre pour le transport de spin dans le WSe2.

Les résultats suggèrent que le h-BN et d’autres isolants bidimensionnels pourraient jouer un rôle crucial dans les futurs dispositifs spintroniques en permettant un transport et une manipulation efficaces des spins. Cela pourrait conduire à des progrès significatifs dans les technologies de stockage de données et de mémoire basées sur la rotation, ouvrant la voie à une informatique plus rapide et plus économe en énergie.

L’étude met également en évidence l’importance de l’ingénierie des matériaux et de la conception des interfaces en spintronique, où le contrôle des propriétés des matériaux au niveau atomique peut conduire à des percées dans les performances des dispositifs.