Schéma du dispositif expérimental de mesures électriques intégré dans une MFM. Le bleu (rouge) indique une force attractive (répulsive) sur le porte-à-faux MFM et révèle donc la magnétisation dans l'échantillon. La forme de l'échantillon est sa topographie réelle mesurée par microscopie à force atomique. Crédit: Nature Nanotechnologie (2018). DOI :10.1038/s41565-017-0044-4
Une équipe de chercheurs du CNRS, Thales et l'Université Paris-Saclay, tout en France a pour la première fois détecté un seul skyrmion à température ambiante. Dans leur article publié dans la revue Nature Nanotechnologie , le groupe décrit leurs efforts, ce qu'ils ont réalisé et les voies futures des efforts de recherche.
Il y a cinq ans, une équipe de l'Université de Hambourg a démontré pour la première fois que les skyrmions pouvaient être utilisés pour stocker et effacer des données stockées sur des supports magnétiques. Mais pour faire ça, le support devait être à une température très froide. Dans ce nouvel effort, les chercheurs en France ont montré que l'une des parties importantes du stockage en mémoire - la lecture d'une unité - est possible à température ambiante.
Les skyrmions sont un type de quasiparticule qui existe à la surface d'un matériau magnétique. Ils ont été décrits comme des tourbillons magnétiques en rotation, et ont été théorisées pour la première fois il y a plus de 60 ans par le physicien Tony Skyrme, d'où son nom. Les Skyrmions peuvent également se déplacer sur une surface, comme une souris sous un tapis, ce qui a soulevé la possibilité de les utiliser dans des dispositifs de stockage "mémoire de piste" - ils sont particulièrement attrayants car ils sont 10 fois plus petits que les espaces actuellement utilisés dans les appareils électroniques modernes. Mais pour des applications pratiques, ils doivent être inscriptibles, lisible et effaçable à température ambiante, ce nouvel effort de recherche se rapproche de la seconde.
Pour s'assurer de l'exactitude de leurs résultats, l'équipe a utilisé à la fois des mesures électriques concomitantes et une imagerie magnétique utilisant des impulsions électriques et détectant leur présence en mesurant leur résistivité Hall. Une partie du travail consistait à s'assurer qu'un skyrmion créé dans un matériau puisse être isolé - à cette fin, ils ont utilisé la lithographie par faisceau d'électrons pour créer une bande de skyrmions. Cette approche a permis de modifier le nombre de skyrmions créés, leur largeur et leur intensité, rendant la tâche de lecture moins difficile.
L'équipe note que leur réalisation n'est qu'un petit pas sur la voie vers des dispositifs de mémoire basés sur skyrmion, mais suggèrent que leur travail offre l'espoir d'un véritable dispositif en cours de développement dans 10 à 15 ans.
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