Spintronique contrôlé par photostriction – hvSTRICTSPIN

Dans les domaines de recherche des nanostructures magnétiques et de l’électronique de spin, la possibilité de contrôler l’aimantation par des moyens autres qu’un champ magnétique extérieur est extrêmement attractive. Nous proposons de modifier l’anisotropie magnétique d’un film mince magnéto-élastique au moyen d’effets photo-élastiques, comme l’ont montré nos travaux récents d’effets rapides dans le matériau multiferroique de BiFeO3(BFO), ainsi que notre récente expérience de principe effectuée sur des structures de Co50Fe50/BiFeO3.
Nous proposons de construire une jonction tunnel magnétique sur un substrat photo-élastique, et utiliser la lumière pour contrôler les propriétés de magnétorésistance tunnel. Nous pouvons utiliser la magnétorésistance tunnel comme indicateur sensible d’une modification magnétique de la couche ferromagnétique au moyen d’une ingénierie de son orientation. Nous voulons monter une expérience de principe d’opération d’un dispositif magnéto résistif contrôlé par la lumière. Il permettra de nouvelles fonctionnalités, en particulier si nous montrons que les effets sont modifiables au moyen du choix de longueur d’onde et d’état de polarisation de la lumière. Une telle réalisation est également pertinente pour la compréhension (et si possible la combinaison) des systèmes à magnétorésistance tunnel contrôlés par un champ électrique. Ce projet est donc d’importance dans le domaine de la ‘straintronique’, d’un intérêt croissant dans la communauté de l’électronique de spin. L’aspect innovateur du projet repose sur notre découverte récente de photostriction dans le BFO et de résultats récents montrant que la déformation sous effet de la lumière pouvait avoir un temps de réponse dans la gamme des picosecondes. De plus, comme montré dans notre article récent et confirmé indépendamment par un autre groupe, l’amplitude de la photostriction rapide dans le BFO peut être améliorée au moyen de dopage. Ceci permet ainsi des nouvelles possibilités de créer des dispositifs commutateurs rapides sous excitation lumineuse avec un impact important pour la prochaine génération de mémoires magnéto résistives contrôlées optiquement.