(PhysOrg.com) -- Des scientifiques de l'Université de Manchester ont trouvé un moyen de rendre magnétique le graphène, un matériau merveilleux, ouvrant une nouvelle gamme d'opportunités pour le matériau le plus mince du monde dans le domaine de la spintronique.

Une équipe dirigée par le professeur André Geim, lauréat du prix Nobel 2010 pour le graphène, peut maintenant montrer que le courant électrique - un flux d'électrons - peut magnétiser le graphène.

Les résultats, signalé dans Science , pourrait être une percée potentiellement énorme dans le domaine de la spintronique.

La spintronique est un groupe de technologies émergentes qui exploitent le spin intrinsèque de l'électron, en plus de sa charge électrique fondamentale qui est exploitée en microélectronique.

Des milliards de dispositifs de spintronique tels que des capteurs et des mémoires sont déjà en cours de production. Chaque disque dur a un capteur magnétique qui utilise un flux de rotations, et les puces de mémoire magnétique à accès aléatoire (MRAM) deviennent de plus en plus populaires.

Les résultats font partie d'un grand effort international impliquant des groupes de recherche des États-Unis, Russie, Japon et Pays-Bas.

La caractéristique clé de la spintronique est de connecter le spin de l'électron au courant électrique, car le courant peut être manipulé par des moyens couramment utilisés en microélectronique.

On pense que, dans les futurs dispositifs et transistors de spintronique, le couplage entre le courant et le spin sera direct, sans utiliser de matériaux magnétiques pour injecter des spins comme cela se fait actuellement.

Jusque là, cette voie n'a été démontrée qu'en utilisant des matériaux à interaction dite spin-orbite, dans lequel de minuscules champs magnétiques créés par les noyaux affectent le mouvement des électrons à travers un cristal. L'effet est généralement faible ce qui le rend difficile à utiliser.

Les chercheurs ont trouvé une nouvelle façon d'interconnecter le spin et la charge en appliquant un champ magnétique relativement faible au graphène et ont découvert que cela provoque un flux de spins dans la direction perpendiculaire au courant électrique, faire une feuille de graphène magnétisée.

L'effet ressemble à celui causé par l'interaction spin-orbite, mais il est plus important et peut être ajusté en faisant varier le champ magnétique externe.

Les chercheurs de Manchester montrent également que le graphène placé sur du nitrure de bore est un matériau idéal pour la spintronique car le magnétisme induit s'étend sur des distances macroscopiques à partir du trajet du courant sans décroissance.

L'équipe pense que leur découverte offre de nombreuses opportunités pour reconcevoir les dispositifs actuels de spintronique et en fabriquer de nouveaux, tels que les transistors à base de spin.

Le professeur Geim a déclaré :« Le Saint Graal de la spintronique est la conversion de l'électricité en magnétisme ou vice versa.

"Nous proposons un nouveau mécanisme, grâce aux propriétés uniques du graphène. J'imagine que de nombreux sites de spintronique peuvent bénéficier de cette découverte."

Antonio Castro Neto, un professeur de physique de Boston qui a écrit un article de presse pour le Science magazine qui accompagne le document de recherche a commenté :« Le graphène ouvre des portes à de nombreuses nouvelles technologies.

"Sans surprise, le prix Nobel de physique 2010 a été décerné à Andre Geim et Kostya Novoselov pour leurs expériences révolutionnaires dans ce matériau.

"Apparemment pas satisfait de ce qu'ils ont accompli jusqu'à présent, Geim et ses collaborateurs ont maintenant démontré un autre effet complètement inattendu qui implique la mécanique quantique dans des conditions ambiantes. Cette découverte ouvre un nouveau chapitre à la courte mais riche histoire du graphène".