Capteur versatile skyrmionique perpendiculaire et 3D pour la détection en champ ultra-bas – VERTICALE

La spintronique offre des avantages majeurs pour la détection de champs magnétique, notamment une grande sensibilité, une petite taille et une intégrabilité CMOS, ce qui la rend idéale pour des applications telles que les systèmes automobiles et les appareils mobiles. Le projet VERTICALE vise à développer une nouvelle génération de capteurs magnétiques miniatures 1D et 3D avec des limites de détection très faibles, basés sur des empilements skyrmioniques ultra-sensibles.
L'empilement skyrmionique sera d'abord optimisé pour améliorer sa détectivité en minimisant le piégeage des textures magnétique. Il sera ensuite intégré dans un micro-magnétomètre fluxgate 1D, permettant un gain de détectivité d’un facteur 100 par rapport à l’état de l’art. Ensuite, le développement de capteurs 3D commencera. La première étape consistera à combiner l'élément de détection skyrmionique avec des capteurs à magnétorésistance géante existants pour poser les bases d'une détection vectorielle des champs magnétiques. Nous réaliserons ensuite un micro-magnétomètre fluxgate 3D entièrement intégré. Un 3ème objectif haut risque/fort gain sera de développer un capteur 3D monolithique, exploitant les effets de couple de spin-orbit pour améliorer davantage la sensibilité tout en réduisant l'encombrement. Nous visons à atteindre des seuils de détection suffisamment bas pour mesurer l'activité neuronale, qui nécessite des capteurs microniques extrêmement sensibles (nT).
En plus des applications en neurosciences, ces capteurs skyrmioniques permettront d'améliorer les mesures résolues en angle et de réduire la taille des capteurs, augmentant ainsi leur potentiel dans de multiples domaines.
Le consortium VERTICALE réunit quatre partenaires académiques spécialisés dans la science des matériaux, le développement de capteurs, la technologie micro-fluxgate et la mesure d'activité neuronale, garantissant une approche complète pour résoudre les défis techniques et faciliter des applications concrètes.