Au cœur de cette avancée figure l’altermagnétisme, un phénomène qui associe les avantages de deux grandes familles de matériaux magnétiques. Les ferromagnétiques, comme les aimants classiques, possèdent des moments magnétiques orientés dans le même sens. Ils génèrent toutefois des champs susceptibles de perturber les composants environnants. À l’inverse, les antiferromagnétiques neutralisent ces champs grâce à des orientations opposées, mais ne présentent pas certaines propriétés électroniques recherchées.
Les matériaux altermagnétiques pourraient résoudre ce dilemme en manipulant le spin des électrons sans créer de champs magnétiques parasites. Cette particularité intéresse les spécialistes de la spintronique, une technologie qui exploite le spin, propriété quantique des électrons, plutôt que leur seule charge électrique pour transporter et traiter l’information.
Des chercheurs de l’Université de Floride centrale (UCF) ont identifié une forme particulière de magnétisme dans un matériau ultrafin. Illustration créée à l’aide d’un outil IA. © Arnaud Pagès, Futura
Un matériau aux propriétés remarquables
Les scientifiques ont découvert des signatures caractéristiques de l’altermagnétisme dans un composé baptisé Co₁/₄TaSe₂. Ce matériau présente une architecture constituée de fines couches entre lesquelles se trouvent des atomes de cobalt responsables de son comportement magnétique.
Des chercheurs viennent de créer un aimant dont le champ magnétique extérieur est quasiment nul
Un matériau magnétique qui garde ses secrets. Des chercheurs ont mis au point un aimant doté d’une puissante structure interne, mais dont le champ magnétique externe est quasiment inexistant. Une avancée publiée dans la revue Nature Chemistry qui pourrait changer la donne pour l’électronique de demain. Et si le silence magnétique était la prochaine grande révolution ?… Lire la suite
Pour étudier ses propriétés, l’équipe a utilisé la spectroscopie de photoémission résolue en angle, une méthode permettant d’analyser la structure électronique. Les expériences ont révélé une séparation des bandes d’énergie associée à des polarisations de spin opposées, conformément aux prédictions théoriques.
L’obtention de ces résultats a nécessité des échantillons particulièrement purs, les instruments étant extrêmement sensibles à l’état de leur surface. La concordance entre observations expérimentales et simulations a renforcé la confiance des chercheurs dans leur identification.
Vers des puces plus rapides et moins énergivores
L’intérêt du Co₁/₄TaSe₂ réside également dans sa structure feuilletée. Ses couches peuvent être séparées, assemblées ou modifiées afin d’ajuster ses caractéristiques. Cette souplesse pourrait faciliter son intégration dans des composants électroniques miniaturisés.
À terme, ces matériaux pourraient permettre de concevoir des circuits consommant moins d’électricité. L’absence de champs parasites constituerait notamment un avantage pour rapprocher davantage les composants sur une même puce.
Cette découverte ne signifie pas que la mise au point d’ordinateurs altermagnétiques est imminente car les scientifiques doivent encore comprendre précisément les mécanismes favorisant l’apparition de cet état, mais elle fournit une plateforme expérimentale précieuse pour explorer une nouvelle génération de technologies, où le spin des électrons pourrait devenir un élément central du traitement de l’information.