Manipulation de domaines magnétiques par des impulsions femtosecondes de champ magnétique – FemtoMagnet

Alors que l'industrie électronique est entrée avec succès dans le nanomonde en suivant la loi de Moore, la vitesse de manipulation et de stockage des données est à la traîne, ce qui crée ce que l'on appelle le fossé technologique ultrarapide. Les processeurs ont déjà une vitesse d'horloge de quelques gigahertz, alors que le stockage sur un disque dur magnétique nécessite quelques nanosecondes. Ce goulet d'étranglement se retrouve également dans les dispositifs de mémoire vive magnétique et les disques durs à semi-conducteurs.
L'utilisation d'impulsions lumineuses ultrarapides a démontré son efficacité dans la manipulation d'ordres magnétiques sur des échelles de temps très courtes. Cependant, les processus physiques impliqués sont encore mal compris, et un tel contrôle atteint au mieux l'échelle du micromètre, ce qui empêche leur utilisation pour le stockage de données à haute densité.
FemtoMagnet vise à développer une approche entièrement nouvelle de la manipulation des domaines magnétiques basée sur l'ingénierie des nanodispositifs plasmoniques. Pour ce faire, ces dispositifs génèreront optiquement des impulsions ultra-courtes, intenses et réversibles de champ magnétique à l'échelle nanométrique, un défi qu'aucune autre technique ne peut relever à ce jour.
Pour atteindre ses objectifs ambitieux, mon programme de recherche met au point des nanostructures plasmoniques innovantes inversement conçues pour adapter les interactions lumière-matière à l'échelle nanométrique. Dans les bonnes conditions d'éclairage, les champs électromagnétiques générés par la nanostructure entraînent les électrons d'un métal (comme dans une bobine) dans un mouvement de dérive pseudo-continu, ce qui entraîne la création d'un champ magnétique stationnaire puissant.
En créant et en manipulant spécifiquement des impulsions de champ magnétique ultrarapides, fortes, confinées et réversibles d'une manière entièrement optique, mon programme de recherche permettra la manipulation de domaines magnétiques à l'échelle nanométrique et sur des échelles de temps très courtes (quelques femtosecondes), ouvrant la voie à des applications dans le stockage et le traitement de données ultrarapides.