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Résultat scientifique | Nanosciences

Avantage au cobalt !


Des dispositifs spintroniques planaires (« vannes de spin ») ont été réalisés avec un alliage ferromagnétique de cobalt (CoFe) en remplacement de l’alliage usuel de nickel (NiFe). Ce changement de matériau conduit à un gain en signal d’un ordre de grandeur qui ouvre la voie à des applications telles que les têtes de lecture des disques durs et offre à la recherche fondamentale un nouvel outil.

Publié le 17 juin 2016

La spintronique utilise non seulement la charge de l’électron, mais aussi son spin, relié à l’aimantation du matériau traversé. Ainsi une « vanne de spin » possède-t-elle deux valeurs de résistance électrique qui commutent en fonction de l’état d’aimantation de deux matériaux ferromagnétiques séparés par un isolant. 

La plupart des dispositifs spintroniques actuels – notamment les jonctions tunnel magnétiques – sont structurés en multicouches alternativement ferromagnétiques et non magnétiques, organisées en nanopiliers. Les récents progrès accomplis en nanofabrication permettent désormais de concevoir des nanostructures équivalentes dans le plan, l’empilement étant remplacé par un nanocircuit. La géométrie de ces nanostructures, dites latérales, peut être variée à l’infini, offrant de nouvelles possibilités de fonctionnalisation. Cependant, ces dispositifs produisent des signaux trop faibles pour les applications visées.

Les chercheurs de l’Inac ont eu l’idée de remplacer l’alliage de NiFe des électrodes de vannes de spin à structures latérales par CoFe et de comparer les signaux obtenus. Ils ont observé un signal plus intense (d’un facteur 4 à 10). À partir de leurs mesures, ils ont pu déterminer les paramètres intrinsèques des alliages et expliquer la hausse de signal.

Comme d’autres expériences récentes, ce résultat incite à envisager pour ces structures latérales des applications réservées jusque-là aux structures « verticales », comme par exemple des têtes de lectures de disques durs.

Les différents processus de nanofabrication ont été réalisés dans la salle blanche de la Plateforme technologique amont.

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