(PhysOrg.com) -- Une équipe dirigée par des chercheurs de l'Université du Wisconsin-Madison a développé une nouvelle approche pour créer de puissants nanodispositifs, et leurs découvertes pourraient ouvrir la voie à d'autres chercheurs pour commencer le développement plus généralisé de ces dispositifs.
Les découvertes ont été publiées dans l'édition en ligne de Matériaux naturels aujourd'hui (28 février). Chang-Beom Eom, un professeur UW-Madison de science et d'ingénierie des matériaux, dirige l'équipe, qui comprend des étudiants diplômés de l'UW-Madison, des associés de recherche et des collaborateurs de la Penn State University, l'Université du Michigan et l'Université de Californie, Berkeley.
Des matériaux d'oxyde métallique particuliers (y compris certaines ferrites) ont une propriété magnéto-électrique unique qui permet au matériau de commuter son champ magnétique lorsque sa polarisation est commutée par un champ électrique et vice versa. Cette propriété signifie que ces matériaux peuvent être utilisés comme bases pour des appareils qui agissent comme des traducteurs de signaux capables de produire de l'électricité, réponses magnétiques voire optiques, et les appareils peuvent stocker des informations sous n'importe laquelle de ces formes.
Cela pourrait produire une variété de dispositifs magnétoélectriques avec un large éventail d'applications, tels que de nouveaux circuits intégrés ou de minuscules appareils électroniques dotés de la capacité de stockage d'informations des disques durs.
"Nous avons tous des appareils électriques et magnétiques qui fonctionnent indépendamment, mais parfois nous voulons que ces fonctions soient intégrées dans un seul appareil avec un signal utilisé pour plusieurs réponses, " dit Eom.
Essentiellement, Eom et son équipe ont développé une feuille de route pour aider les chercheurs à « coupler » les mécanismes électriques et magnétiques d'un matériau. Alors que les chercheurs font passer un courant dans un dispositif magnétoélectrique, les signaux électriques suivent le champ électrique comme un chemin. La destination finale des signaux pourrait être, par exemple, une mémoire "banc" actionnée par un champ magnétique. Lorsque les chercheurs commutent le champ électrique, les signaux rencontrent une fourche dans le chemin. Bien que les deux branches de la tête de fourche soient dans la même direction, un chemin est le bon et incitera le champ magnétique à changer. Cela permettra aux informations portées par les signaux d'être stockées dans la banque. Si les signaux prennent le mauvais chemin, l'état magnétique ne changera pas, la banque reste inaccessible, et l'information est perdue dès que le champ électrique s'éteint.
En plus de déterminer le chemin approprié pour les signaux électriques, l'équipe a développé une matrice qui assure la stabilité de l'effet de couplage croisé, ou non volatile, ce qui permet un stockage de données à long terme. Cette matrice est ensuite noyée dans des films minces.
Ces deux découvertes - le chemin correct et la matrice stabilisatrice - permettront à d'autres chercheurs d'étudier la physique fondamentale du couplage croisé dans les matériaux et de commencer à étudier comment transformer les nombreuses possibilités des dispositifs multifonctionnels en réalité.
« Les gens ont imaginé de multiples utilisations pour le couplage croisé, " dit Eom. " Ce travail va nous permettre de fabriquer des dispositifs magnétoélectriques non volatils à l'échelle nanométrique, ce qui signifie que nous pouvons stocker les informations même après la mise hors tension."
