Contrôle ferroélectrique d'états Rashba – CONTRABASS

Dans les dispositifs spintroniques, le renversement d’aimantation représente un coût énergétique important. En revanche, la polarisation des matériaux ferroélectriques peut être renversée électriquement à des énergies typiquement 1000 fois inférieures. Ils peuvent de plus générer un fort effet Rashba, qui pourrait être commutable électriquement, avec une grande efficacité d’interconversion spin-charge. Le projet rassemble cinq partenaires possédant des expertises complémentaires en spin-orbitronique et en spintronique des oxydes, dans le but de démontrer le contrôle ferroélectrique de l’interconversion charge-spin dans les hétérostructures Rashba, et d'explorer son potentiel applicatif. Deux des partenaires de ce projet ont obtenu d’importants résultats préliminaires, démontrant le contrôle ferroélectrique de la conversion dans un gaz d'électrons bidimensionnel Al/STO à basse température. Le taux de conversion est parfaitement rémanent à champ nul, et peut être modulé en signe et en amplitude jusqu'à ± 60 nm, ce qui est deux fois plus grand que ce qui peut être obtenu par effet Hall de spin dans les métaux lourds. Au niveau fondamental, l'ambition de CONTRABASS est de fusionner les domaines de la ferroélectricité et du spin-orbitronique, et ainsi de révéler de nouveaux états de la matière résultant de l'intrication de plusieurs degrés de liberté (charge, spin, orbital et réseau). CONTRABASS a ainsi un impact potentiellement fort dans les domaines de la spintronique, de la ferroélectricité, du multiferroisme, de l'électronique oxyde et des matériaux quantiques. En particulier, en spintronique, le projet CONTRABASS permettra de remplacer le ferromagnétisme par la ferroélectricité comme source de rémanence, repoussant ainsi les frontières de la connaissance dans des directions susceptible d’alimenteront les technologies de l’information et de la communication à plus long terme. À la croisée des chemins entre spintronique, ferroélectricité et physique des matériaux quantiques, CONTRABASS ouvre ainsi la voie à une spintronique dans laquelle les courants de spin peuvent être générés, manipulés et convertis de manière non volatile par des champs électriques.