Retournement ultrarapide et non thermique de l'aimantation : du fondamental à l'application. – ULTRAMAG

Le retournement de l’aimantation à la vitesse la plus rapide et avec la plus faible consommation énergétique est l’un des sujets les plus actuels du magnétisme moderne. Il nécessite une compréhension approfondie des interactions entre le spin, l’électron, et le réseau ainsi que leurs réponses à un stimulus externe. Le projet ULTRAMAG a pour but d’explorer le retournement non thermique et ultra-rapide de l’aimantation dans des matériaux magnétiques photo-actifs et transparents avec des impulsions laser femtosecondes. La réalisation de ce retournement non thermique représente un enjeu majeur, car il nécessite des isolants magnétiques particuliers, ce qui le rend de loin moins exploré par rapport au retournement thermique de l’aimantation induit dans des systèmes métalliques par une excitation laser ultra brève. Nous envisageons d’étudier ce phénomène sur une variété de nouveaux isolants magnétiques de grenat de fer, très adaptés au retournement ultra-rapide et non thermique de l’aimantation par impulsions laser femtosecondes. La longueur d’onde de l’impulsion laser sera résonante à des transitions spécifiques du champ cristallin, très prometteuses pour un retournement ultra-rapide et non thermique de l’aimantation via des effets photo-magnétiques. De plus, l’effet de plusieurs paramètres fondamentaux tels que l’anisotropie magnétique, l’épaisseur du film, ainsi que la taille et la forme de nanostructure sur le retournement de l’aimantation seront explorés. Le système optimisé sera couplé à une couche photonique pour réaliser une plateforme photonique-magnétique intégrée pour une future technologie non thermique et ultrarapide de stockage et de traitement de l'information.