Dans le cadre d'une avancée majeure qui pourrait ouvrir la voie à de nouveaux types d'appareils électroniques, les scientifiques ont démontré la toute première manipulation électrique des spins des électrons dans un matériau bidimensionnel.

La découverte, rapportée dans la revue Nature, a été faite par une équipe de chercheurs dirigée par le professeur Stephen Park de l'Université de Californie à Berkeley. L’équipe a utilisé un matériau appelé bisulfure de molybdène (MoS2), qui est un semi-conducteur bidimensionnel de seulement quelques atomes d’épaisseur.

En électronique conventionnelle, le flux des électrons est contrôlé par leur charge. Cependant, en spintronique, les spins des électrons sont également utilisés pour coder des informations. Cela pourrait potentiellement conduire à de nouveaux types d’appareils plus rapides, plus économes en énergie et plus sûrs que l’électronique conventionnelle.

L’équipe de Berkeley a pu manipuler électriquement les spins des électrons dans MoS2 en utilisant une technique appelée couplage spin-orbite. Le couplage spin-orbite est un effet relativiste qui se produit lorsque le spin d'un électron interagit avec le champ électrique du noyau de l'atome.

En contrôlant soigneusement le champ électrique dans le MoS2, les chercheurs ont pu induire un retournement de spin chez les électrons, ce qui signifie que les spins des électrons ont été inversés. C'était la première fois que la manipulation électrique des spins électroniques était démontrée dans un matériau bidimensionnel.

Cette découverte constitue une avancée majeure dans le domaine de la spintronique. Cela pourrait conduire au développement de nouveaux types de dispositifs électroniques basés sur les spins des électrons plutôt que sur leur charge. Ces appareils pourraient être utilisés pour diverses applications, telles que le stockage de données, l’informatique et la détection.

"Il s'agit d'une étape majeure dans le développement de la spintronique", a déclaré le professeur Park. "Nous avons montré qu'il est possible de manipuler électriquement les spins des électrons dans un matériau bidimensionnel. Cela ouvre de nouvelles possibilités pour le développement de dispositifs spintroniques."

La recherche a été financée par la National Science Foundation et le ministère américain de l’Énergie.