Lors d'une récente avancée, une équipe de chercheurs dirigée par le Dr Satoru Emori de l'Institut national de science des matériaux (NIMS) à Tsukuba, au Japon, a découvert qu'une propriété magnétique particulière d'un matériau, connue sous le nom d'interaction Dzyaloshinskii-Moriya (DMI) , joue un rôle crucial dans la détermination de la manière dont un courant de spin change avec la température. Cette découverte ouvre de nouvelles voies pour comprendre et contrôler les courants de spin, essentiels pour les dispositifs spintroniques.

La spintronique est un domaine de recherche qui explore l'utilisation de spins électroniques au lieu de charges électriques pour le traitement et le stockage de l'information. La capacité de contrôler les courants de spin, qui sont des flux de spins électroniques, est essentielle à la réalisation de dispositifs spintroniques. Cependant, le comportement des courants de spin sous l’effet des changements de température est encore mal compris, ce qui entrave leurs applications pratiques.

Dans leur étude, publiée dans la revue Nature Communications, les chercheurs ont utilisé une technique nouvellement développée appelée spectroscopie de résonance ferromagnétique à couple de spin pour mesurer le DMI et la dépendance à la température du courant de spin de divers films minces.

Le DMI est une interaction magnétique entre spins voisins qui résulte du manque de symétrie d’inversion dans un cristal. Elle peut être positive ou négative, selon le matériau et sa structure.

Les chercheurs ont découvert que le courant de spin était fortement affecté par le signe et la force du DMI. En particulier, les matériaux avec un DMI positif ont montré une diminution du courant de spin avec l'augmentation de la température, tandis que ceux avec un DMI négatif ont montré une augmentation. Ce comportement pourrait s'expliquer par les fluctuations des moments magnétiques dépendant de la température, qui sont renforcées par le DMI.

L'équipe de recherche a également démontré que le DMI pouvait être contrôlé efficacement en appliquant un champ magnétique externe. En réglant le champ magnétique, ils pourraient inverser le signe du DMI et modifier la dépendance du courant de spin à la température.

Ces résultats permettent de mieux comprendre la relation entre les propriétés magnétiques d’un matériau et le comportement des courants de spin, et ouvrent la voie à la conception de nouveaux dispositifs spintroniques capables de fonctionner de manière stable à différentes températures.

L'étude ouvre des possibilités passionnantes pour l'avenir de la spintronique, permettant le développement de nouveaux dispositifs tels que des circuits logiques basés sur le spin, des capteurs magnétiques et une mémoire magnétique haute densité avec des performances et une efficacité énergétique améliorées.