Nickel iodide : une révolution pour la mémoire informatique grâce au couplage magnéto-électrique

ParisDes chercheurs de l'Université du Texas à Austin et de l'Institut Max Planck pour la Structure et la Dynamique de la Matière ont découvert que le diiodure de nickel (NiI₂) pourrait révolutionner la technologie de la mémoire informatique. Ce matériau possède un couplage magnétroélectrique fort, ce qui signifie qu'il peut être contrôlé à la fois par des champs électriques et magnétiques.

Voici les points essentiels :

• Le NiI₂ possède une couplage magnétoélectrique plus élevé que tout autre matériau similaire connu.
• Ce matériau pourrait conduire à la création de dispositifs extrêmement rapides et compacts, comme les mémoires magnétiques.
• Des tests avec des impulsions laser ultracourtes ont été réalisés sur le NiI₂ pour mesurer les changements dans les ordres électriques et magnétiques.
• Les chercheurs ont effectué des calculs détaillés pour comprendre pourquoi ce matériau est si performant.

Pendant de nombreuses années, les scientifiques ont recherché des matériaux capables de modifier leurs propriétés magnétiques sous l'influence d'un champ électrique et inversement. NiI₂ s'est révélé posséder une capacité exceptionnelle dans ce domaine, ce qui en fait un matériau prometteur pour les nouvelles technologies.

Des chercheurs ont stimulé NiI₂ avec des impulsions laser très courtes, durant quelques femtosecondes, et ont observé les modifications de ses propriétés électriques et magnétiques. Ils ont découvert que le matériau présente une forte connexion entre ses propriétés électriques et magnétiques pour deux raisons. D'abord, il y a une interaction intense entre le spin des électrons et les mouvements orbitaux dans les atomes d'iode, appelée couplage spin-orbite. Ensuite, un type spécifique d'arrangement magnétique dans le NiI₂, connu sous le nom de spirale de spin ou hélice de spin, renforce encore davantage cette interaction.

Frank Gao, chercheur postdoctoral à l'Université du Texas et principal auteur de l'étude, a déclaré que l'étude de ces effets à une échelle microscopique était très difficile. Malgré cela, leur succès représente un progrès significatif dans le domaine des multiferroïques.

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Les matériaux tels que le NiI₂ offrent une multitude d'applications diversifiées.

• Mémoire informatique magnétique compacte et économe en énergie, offrant un stockage et une récupération des données plus rapides que les technologies actuelles.
• Interconnexions dans les plateformes de calcul quantique.
• Capteurs chimiques pour garantir le contrôle de la qualité et la sécurité des médicaments dans les industries chimiques et pharmaceutiques.

L'étudiante diplômée Xinyue Peng, co-auteur principal, affirme que cette découverte pourrait mener à des dispositifs magnétosélectriques extrêmement rapides et économes en énergie, notamment pour les mémoires magnétiques.

L'équipe de recherche estime que leurs résultats peuvent aider à identifier d'autres matériaux aux caractéristiques similaires. Ils pensent également qu'un travail supplémentaire sur le matériau pourrait améliorer l'interaction magnétostrictive dans le NiI₂, ouvrant la voie à de nouvelles applications.

L'étude a été financée par plusieurs organismes variés.

• Fondation Robert A. Welch
• Fondation Nationale pour la Science des États-Unis
• Office de Recherche Scientifique de l'US Air Force
• Programme Horizon Europe de l'Union Européenne pour la recherche et l'innovation
• Cluster d'Excellence "CUI: Imagerie Avancée de la Matière"
• Centre Max Planck-New York City pour les Phénomènes Quantiques Hors Équilibre
• Fondation Simons
• Ministère de la Science et de la Technologie à Taïwan

Des chercheurs de diverses institutions, telles que l'Université du Texas, le Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter, l'Academia Sinica, l'Université de Brême et le California Institute of Technology, ont collaboré sur ce projet. Leur travail conjoint a permis de faire progresser le développement de la mémoire informatique de demain.