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Institut de physique
Actualités scientifiques
Un interrupteur électrique de l’aimantation à
température ambiante
Février 2014
En associant des cristaux de titanate de baryum à un alliage métallique de
fer et de rhodium, des physiciens ont réussi pour la première fois à activer
ou à supprimer l’aimantation d’un matériau magnétique en appliquant une
tension électrique de quelques volts seulement, et cela à la température
habituelle de fonctionnement des dispositifs électroniques.
Dans la perspective de développer des dispositifs spintroniques à faible
consommation, les physiciens cherchent à concevoir des composés
dont l’aimantation peut être contrôlée avec une tension électrique. Les
matériaux multiferroïques, qui combinent un ordre magnétique et un ordre
électrique, ne présentent ces propriétés qu’à très basse température. Pour
obtenir ces propriétés à température ambiante, les chercheurs explorent
des matériaux composites mariant un matériau magnétique avec un
matériau ferroélectrique. C’est ce qu’on réalisé avec succès les physiciens
d’une équipe associant des physiciens de l’Unité Mixte de Physique
CNRS/Thalès, du Laboratoire de physique des solides - LPS (CNRS/
Univ. Paris-Sud), du laboratoire SPMS, de l’Université de Newcastle et du
centre Helmholtz pour les matériaux et l’énergie de Berlin. En associant le
titanate de baruym ferroélectrique et un alliage magnétique de fer et de
rhodium ils ont réussi à basculer électriquement entre deux types d’ordres
magnétiques, juste au-dessus de la température ambiante (370K), et
ainsi activer ou supprimer l’aimantation d’un matériau magnétique. Cet
interrupteur électrique du magnétisme pourrait permettre à terme de
réduire fortement la consommation électrique dans les systèmes pour
l’enregistrement et la transmission d’informations basée sur le spin. Ce
travail est publié dans la revue Nature Materials.
Évolution de la structure magnétique d’une couche de FeRh déposée sur un cristal
de BaTiO3 sous l’application d’une tension électrique. A 0V, le BaTiO3 comprend
des régions dans lesquelles la polarisation ferroélectrique (flèches blanches) est
orientée dans le plan ou hors du plan, correspondant dans le FeRh à des régions
ferromagnétiques (rouge ou bleu) et des régions antiferromagnétiques (blanc),
respectivement. L’application d’une tension de 50 V oriente globalement la polarisation
ferroélectrique hors du plan, et le FeRh devient entièrement antiferromagnétique.
© CNRS/Thales & Helmoltz Zentrum Berlin
En savoir plus
Electric-field control of magnetic order above room temperature, R.O.
Cherifi1, V. Ivanovskaya1, L.C. Phillips1, A. Zobelli2, I.C. Infante3, E. Jacquet1,
V. Garcia1, S. Fusil1, P.R. Briddon4, N. Guiblin3, A. Mougin2, A.A. Ünal5,
F. Kronast5, S. Valencia5, B. Dkhil3, A. Barthélémy1 et M. Bibes1, Nature
Materials, doi:10.1038/nmat3870
Contact chercheur
Manuel Bibes, Chargé de recherche CNRS
Informations complémentaires
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www.cnrs.fr
1
Unité Mixte de Physique CNRS / Thalès
2
Laboratoire de Physique des Solides (LPS d’Orsay)
3
Laboratoire SPMS, Ecole Centrale Paris
4
School of Electrical, Electronic and Computer Engineering, University
of Newcastle
5
Hemholtz-Zentrum Berlin für Materialen und Energie
Institut de Physique
CNRS - Campus Gérard Mégie
3 rue Michel-Ange, 75794 Paris Cedex 16
T 01 44 96 42 53
[email protected]
www.cnrs.fr/inp