Spintronique: les dessous d’un transfert réussi

Des chercheurs de l’Unité mixte de Physique CNRS/Thales associée à l’Université Paris-Sud viennent de faire une avancée significative dans la compréhension des mécanismes essentiels pour la spintronique moléculaire, un domaine émergeant aux perspectives prometteuses tant pour le stockage de données, que pour le domaine de l’information quantique.

«To spin» signifie tourner, tournoyer en anglais ; et c’est plus ou moins ce que fait l’électron dans un sens (spin↑) et dans l’autre (spin↓). L’électronique ignore le spin et utilise seulement l’effet des champs électriques sur la charge de l’électron. Or des effets nouveaux apparaissent quand on manipule aussi le spin de l’électron. La spintronique est l’art d’utiliser ce spin comme vecteur de l’information. Déjà exploitée dans diverses applications comme les disques durs et mémoires magnétiques non volatiles, celle-ci a été révélée au grand public avec l’attribution du prix Nobel de Physique à Albert Fert en 2007 pour la découverte de la magnétorésistance géante dans des multicouches magnétiques. Ce domaine de recherche est en plein développement. Parmi les grandes questions en suspens, le transfert de spins entre deux matériaux ayant des conductivités très différentes, un métal et un semi-conducteur par exemple, s’est révélé être intrinsèquement difficile. Ainsi, le fait qu’il soit possible d’injecter des spins depuis un métal ferromagnétique vers un semi-conducteur organique – deux matériaux pour lesquels les propriétés électroniques et la structure sont presque aussi différentes que possible- intrigue les chercheurs depuis près d’une décennie.

Le rôle clé de l’interface

Une nouvelle étude de chercheurs de l’Unité mixte de Physique CNRS/Thales associée à l’Université Paris-Sud en collaboration avec l’Institut de Science des Matériaux et Nanostructures de Bologne dévoile les mécanismes qui gouvernent l’injection de spins dans les molécules organiques. Publiés en juin 2010 dans la revue Nature Physics*, ces travaux mettent en lumière le rôle clé de l’interface et de la nature des liaisons chimiques (hybridation) entre les molécules  organiques et les matériaux magnétiques et laissent entrevoir une infime partie du potentiel du domaine émergeant de la spintronique moléculaire. Pour l’instant observés uniquement à basse température dans des nanostructures, les très forts effets de magnétorésis-tance (300%) rivalisent déjà avec ceux obtenus dans des systèmes inorganiques étudiés depuis longtemps.

* Unravelling the role of the interface for spin injection into organic semiconductors Clément Barraud, Pierre Seneor, Richard Mattana, Stéphane Fusil,  Karim Bouzehouane, Cyrile Deranlot, Patrizio Graziosi, Luis Hueso, Ilaria Bergenti,Valentin Dediu, Frédéric Petroff &Albert Fert

Contacts

Unité mixte de Physique
CNRS/THALES associée à l’Université Paris-Sud
Pierre Seneor
Email : pierre.seneor@thalesgroup.com
Tél : 01 69 41 58 66

Richard Mattana
Email : richard.mattana@thalesgroup.com
Tél : 01 69 41 58 67

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