Hétérostructures pour la dynamique de spin – IRONY

La transition vers une économie de haute technicité a stimulé la demande de nouvelles technologies de l'information à grande vitesse et à faible consommation d'énergie, ce qui nécessite des progrès dans le domaine des signaux à hautes fréquences. L'électronique des semi-conducteurs est confrontée à des défis et requière l'exploration de mécanismes physiques ultrarapides à l'échelle nanométrique. Le projet IRONY propose d'explorer ces mécanismes dans des interfaces épitaxiées pour mieux contrôler la dynamique du spin et générer des courants alternatifs (possiblement jusqu'à 100GHz). Sur la base des prédictions théoriques du consortium, confirmées par d'autres groupes, les interfaces entre des matériaux ferromagnétiques et des matériaux à couplage spin-orbite présentant des énergies de couplage similaires peuvent générer, par résonance ferromagnétique (également appelée pompage de spin adiabatique, ASP), des courants alternatifs avec des harmoniques supérieures. Grâce à un consortium de spécialistes des matériaux, de physiciens expérimentaux de la matière condensée et de théoriciens, le projet vise à concevoir, caractériser et modéliser de nouvelles interfaces épitaxiales (i) pour comprendre pleinement les paramètres physiques régissant la dynamique du spin à l'échelle macro- et nanométrique et (ii) pour démontrer la génération de courants alternatifs par ASP. La méthodologie comprend l'optimisation d'hétérostructures, la quantification des énergies en jeu par spectroscopies à effet tunnel et (SR)-ARPES, ainsi que la détection de la dynamique de spin et des courants alternatifs avec un fort soutien théorique à chaque étape. La collaboration entre les partenaires (CINaM, IJL et INSP) couvre l'élaboration de matériaux, la fabrication de dispositifs, les caractérisations spectroscopiques et la modélisation théorique. Le positionnement d'IRONY s'aligne sur le thème H.10 en explorant la dynamique du spin et la génération de courants alternatifs dans des hétérostructures épitaxiales optimisées.