Une nouvelle révolution énergétique grâce à l'orbiptronique

ParisDes chercheurs de l'Institut Paul Scherrer et des Instituts Max Planck ont réalisé une avancée majeure dans le domaine de l'orbitronique, potentiellement capable d'améliorer l'efficacité énergétique des technologies. En étudiant des semi-métaux topologiques chiraux, ils ont mis en évidence des monopoles de moment angulaire orbital (OAM). Cette découverte permet de mieux comprendre ces monopoles complexes et pourrait conduire à des applications pratiques à l'avenir.

Orbitronique : une avancée pour la technologie économe en énergie

L'orbithronique est une technologie innovante qui utilise le mouvement des électrons plutôt que leur charge pour fonctionner. Cette méthode pourrait contribuer à réduire la consommation d'énergie dans le secteur technologique. Contrairement à la spintronique, qui s'intéresse au spin des électrons, l'orbithronique offre des avantages uniques, notamment pour la création de dispositifs de mémoire à faible consommation d'énergie. Pour exploiter pleinement l'orbithronique, il est nécessaire de disposer de matériaux permettant ce type de mouvement électronique.

Les semi-métaux topologiques chiraux sont des matériaux prometteurs car ils peuvent générer un flux de moment angulaire orbital (MAO) sans nécessiter de source extérieure. Cela rend les courants de MAO stables et économes en énergie. Des matériaux clés comme le palladium allié au gallium et le platine avec le gallium démontrent ces propriétés avantageuses. L’utilisation de ces matériaux pourrait faciliter la création de dispositifs consommant moins d'énergie tout en conservant une performance élevée.

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Des chercheurs ont utilisé une technique appelée Dichroïsme Circulaire en Spectroscopie de Photoémission Résolue Angulairement (CD-ARPES) pour découvrir des monopôles de moment angulaire orbital (OAM) dans certains matériaux. Au départ, ils pensaient que le CD-ARPES pouvait mesurer directement les OAM, mais cela s’est avéré incorrect. Ils ont réalisé que les données varient en fonction des énergies des photons, ce qui a aidé à faire correspondre les résultats expérimentaux avec les prédictions théoriques. Grâce à une approche minutieuse, l’étude a permis d’identifier avec précision les monopôles OAM.

La capacité nouvelle à étudier les textures OAM pourrait avoir un impact significatif sur le progrès technologique.

• Optimisation du stockage des données avec une efficacité accrue.
• Éléments de calcul améliorés utilisant moins d'énergie.
• Possibilité de personnaliser la directionnalité dans les appareils.

Les semi-métaux topologiques chiraux sont intégrés dans des matériaux pour améliorer les applications orbitroniques, ce qui peut contribuer à réduire l'impact environnemental de la technologie. L'orbitronique est censée jouer un rôle crucial dans l'innovation technologique, offrant une voie respectueuse de l'environnement pour les avancées futures. Cette recherche constitue une base pour que les scientifiques et l'industrie développent des dispositifs intelligents et économes en énergie.