Elektrisk styring af magnetisme ved hjælp af elektriske felter og strøminducerede drejningsmomenter

I en oversigtsartikel offentliggjort i Reviews of Modern Physics , Fèlix Casanova fra Nanodevices-gruppen på CIC nanoGUNE, Prof. Albert Fert, Nobelprisen i fysik, og hans kolleger gennemgår den nyeste tekniske udvikling inden for elektrisk styring af magnetisme og giver videnskabelige og teknologiske fremtidsperspektiver.

Albert Fert, fransk fysiker og vinder af Nobelprisen i fysik i 2007, er en af ​​opdagerne af gigantisk magnetoresistens, en fysisk effekt, der revolutionerede harddiskteknologien og muliggjorde en enorm stigning i dens kapacitet. Hans forskning gjorde det muligt at øge kapaciteten og anvendelserne af harddisken, og han arbejder nu hen imod en ny generation af mikroprocessorer, der bruger meget mindre energi.

Det er en af ​​de udfordringer, moderne elektronik står over for i dag. Til det formål er det nødvendigt at komme med nye typer enheder, og CIC nanoGUNE og hans laboratorium har været involveret i et samarbejde med Intel om sådanne projekter. Han samarbejder på eksperimentelt niveau med nanodevices-gruppen på CIC nanoGUNE for at fremme og finde nye egenskaber ved kvantestof.

I denne gennemgang er de seneste fremskridt inden for den elektriske kontrol af magnetisme (enten ved elektriske felter og af strøminducerede drejningsmomenter) dækket. Grundlæggende begreber i disse to retninger gennemgås først, deres kombination diskuteres derefter, og til sidst behandles en række familier af enheder, der udnytter den elektriske kontrol af magnetiske egenskaber til forskellige anvendelsesområder.

Gennemgangen afsluttes med at give perspektiver i form af både nye begreber inden for grundlæggende fysik og nye retninger inden for materialevidenskab.

Historien om den elektriske omskiftning af magnetisering, som diskuteres i denne anmeldelse, er en dans mellem fundamental forskning (i spintronik, kondenseret stoffysik og materialevidenskab) og teknologi (MRAM'er, MESO-transistorer, mikrobølgeemittere, spindioder, skyrmion-baserede enheder, komponenter til neuromorfe, osv.). Denne pas de deux har ført til store videnskabelige og teknologiske gennembrud i de seneste årtier (såsom konceptualiseringen af ​​rene spinstrømme, observation af magnetiske skyrmioner og opdagelsen af ​​spin-ladnings interkonverteringseffekter).

Flere oplysninger: Albert Fert et al, Elektrisk kontrol af magnetisme ved hjælp af elektrisk felt og strøminducerede drejningsmomenter, Reviews of Modern Physics (2024). DOI:10.1103/RevModPhys.96.015005

Leveret af Elhuyar Fundazioa