Un processus complexe peut modifier les matériaux d'oxydes non magnétiques de manière à les rendre magnétiques. La base de ce nouveau phénomène est la croissance contrôlée couche par couche de chaque matériau. Une équipe de recherche internationale composée de chercheurs de l'Université Martin Luther de Halle-Wittenberg (MLU) a rendu compte de ses découvertes inattendues dans la revue Communication Nature .

En physique du solide, des couches d'oxyde de seulement quelques nanomètres d'épaisseur sont connues pour former ce qu'on appelle un gaz d'électrons bidimensionnel. Ces couches minces, séparés les uns des autres, sont des matériaux transparents et électriquement isolants. Cependant, lorsqu'une fine couche se superpose, une zone conductrice se forme sous certaines conditions à l'interface, qui a un éclat métallique. "Normalement, ce système reste non magnétique, ", explique le professeur Ingrid Mertig de l'Institut de physique de MLU. L'équipe de recherche a réussi à contrôler les conditions pendant la croissance des couches afin que des lacunes soient créées dans les couches atomiques proches de l'interface. Celles-ci sont ensuite comblées par d'autres atomes des couches atomiques adjacentes.

Les calculs théoriques et les explications de ce phénomène nouvellement découvert ont été faits par l'équipe de physiciens d'Ingrid Mertig. La méthode a ensuite été testée expérimentalement par plusieurs groupes de recherche à travers l'Europe, y compris un groupe dirigé par le professeur Kathrin Dörr de MLU. Ils ont pu prouver le magnétisme des matériaux. "Cette combinaison de simulations informatiques et d'expériences nous a permis de décrypter le mécanisme complexe responsable du développement du magnétisme, " explique Mertig.