Pouvoir déterminer les propriétés magnétiques des matériaux avec une précision inférieure au nanomètre simplifierait grandement le développement de nanostructures magnétiques pour les futurs dispositifs spintroniques. Dans un article publié dans Communication Nature Les physiciens d'Uppsala font un grand pas vers cet objectif - ils proposent et démontrent une nouvelle méthode de mesure capable de détecter le magnétisme à partir de zones aussi petites que 0,5 nm 2 .
En raison de la demande toujours croissante d'appareils électroniques plus puissants, les composants spintroniques de la prochaine génération doivent avoir des unités fonctionnelles de quelques nanomètres seulement. Il est plus facile de construire un nouveau dispositif spintronique, si nous pouvons le voir dans un détail suffisant. Cela devient de plus en plus délicat avec l'avancée rapide des nanotechnologies, surtout quand nous avons besoin non seulement d'une image globale "à quoi ressemble la chose", mais aussi connaître ses propriétés physiques à l'échelle nanométrique. L'un des instruments capables d'un aspect aussi détaillé est un microscope électronique à transmission.
Le microscope électronique est un outil expérimental unique offrant aux scientifiques et ingénieurs une mine d'informations sur toutes sortes de matériaux. A la différence des microscopes optiques, il utilise des électrons pour étudier les matériaux, et grâce à cela, il atteint un grossissement énorme. Par exemple, dans les cristaux, on peut même observer des colonnes individuelles d'atomes. Les microscopes électroniques fournissent régulièrement des informations sur la structure, composition et chimie des matériaux. Récemment, des chercheurs ont trouvé des moyens d'utiliser les microscopes électroniques également pour mesurer les propriétés magnétiques. Là, cependant, la résolution atomique n'a pas encore été atteinte.
Une équipe de trois physiciens de l'Université d'Uppsala – Ján Rusz, Jakob Spiegelberg et Peter Oppeneer, en collaboration avec des collègues de l'Université de Nagoya (Japon) et du Forschungszentrum Jülich (Allemagne) ont développé et éprouvé expérimentalement une nouvelle méthode, qui permet de détecter le magnétisme à partir de plans atomiques individuels. La surface de l'échantillon, à partir duquel un signal magnétique a été détecté, est d'environ un billion (10 12 ) fois plus petit que celui d'un grain de sable moyen.
«La découverte de cette méthode est venue d'un résultat inattendu obtenu à partir de simulations informatiques. C'était une surprise, ce qui nous a fait creuser plus profondément. Grâce à la collaboration internationale, notre curieuse observation théorique fut peu après suivie d'une confirmation expérimentale', dit Ján Rusz.
Un avantage important de cette nouvelle méthode est sa facilité d'application. Les microscopes électroniques à transmission modernes peuvent appliquer la méthode tout de suite, sans aucun besoin de modifications ou d'équipement spécial.
