(PhysOrg.com) -- Le chercheur Derek Stewart affirme que la kotoite minérale pourrait être un isolant idéal pour les dispositifs de stockage de mémoire appelés jonctions tunnel magnétiques.

Les percées dans l'électronique sont souvent le résultat de la recherche du bon matériau pour un appareil, comme le tungstène dans les ampoules ou le silicium dans les transistors. Maintenant, un scientifique de Cornell pense que la kotoite minérale pourrait être un isolant idéal pour les dispositifs de stockage de mémoire appelés jonctions tunnel magnétiques, trouvé dans les ordinateurs, téléphones portables et capteurs de champ magnétique.

L'oeuvre, en s'appuyant sur les recherches antérieures d'autres scientifiques de Cornell, est publié par Derek Stewart, l'associé de recherche informatique de la Cornell NanoScale Science and Technology Facility, dans l'édition en ligne du 17 décembre de Lettres nano (à paraître plus tard en version imprimée).

Les jonctions tunnel magnétiques sont constituées d'un sandwich de deux aimants, généralement à base de fer, avec un oxyde au milieu de seulement quelques nanomètres d'épaisseur. Les électrons "tunnel" entre les deux aimants, et l'oxyde filtre les informations des états de spin des électrons pour créer ce qu'on appelle la mémoire non volatile, qui ne nécessite pas d'électricité pour stocker des informations. Ces jonctions sont également utilisées comme capteurs magnétiques très sensibles ou têtes de lecture pour disques durs, puisque les courants du dispositif dépendent de l'orientation relative des pôles magnétiques des couches de fer.

chercheurs Cornell, dont Robert Buhrman, le professeur d'ingénierie John Edson Sweet, et Dan Ralph, le professeur de physique Horace White, sont à la pointe de cette technologie depuis plusieurs années.

Dans l'industrie aujourd'hui, la plupart des jonctions tunnel magnétiques utilisent de l'oxyde d'aluminium comme isolant. Mais dans les laboratoires du monde entier, l'oxyde de magnésium est testé comme isolant de nouvelle génération, parce que sa structure cristalline cubique s'accorde bien avec les fils métalliques, permettant un filtrage plus efficace des électrons. Jean Read, un ancien étudiant diplômé du laboratoire de Buhrman (maintenant associé postdoctoral au National Institute of Standards and Technology), découvert par hasard que l'élément bore, qu'il avait utilisé à Cornell lors de la fabrication de jonctions tunnel magnétiques pour aider à lisser les interfaces matérielles, fuyait dans les isolants et formait un cristal, plutôt que de diffuser comme prévu. Pourtant, les appareils fonctionnaient toujours.

Curieuse, l'équipe a utilisé l'expertise informatique de Stewart pour travailler en arrière et déterminer quel matériau spécifique peut avoir été créé par inadvertance entre les deux aimants à la suite de la contamination par le bore.

Les calculs fonctionnels de densité ont amené Stewart à la kotoite (Mg 3 B 2 O 6 ), un oxyde de magnésium qui possède également deux atomes de bore, ce qui correspond bien à la chimie des aimants, permet un bon filtrage électronique, et a une forme cristalline légèrement différente de celle de l'oxyde de magnésium ordinaire (MgO). Il a également démontré que la forme cristalline du minéral - orthorhombique, par opposition à la symétrie cubique de l'oxyde de magnésium - pourrait conduire à un filtrage encore meilleur du spin des électrons.

"Derek a fait un beau travail en démontrant que les arguments de symétrie que l'on avance pour l'oxyde de magnésium peuvent être démontrés pour [kotoite], " a dit Read.