Cette avancée pourrait permettre la création de puces mémoire de nouvelle génération offrant une densité et une durabilité améliorées.
Bref: Les scientifiques du MIT ont réalisé un exploit révolutionnaire en créant un état magnétique unique dans un matériau utilisant la lumière. En appliquant des lasers, ils ont réussi à faire passer un matériau antiferromagnétique dans un état magnétique entièrement nouveau. Cette découverte pourrait potentiellement révolutionner la technologie de mémoire et de stockage de données de nouvelle génération, ouvrant la voie à des puces bien plus avancées que les normes actuelles.
L'équipe de recherche, dirigée par le professeur de physique Nuh Gedik, s'est concentrée sur un matériau appelé FePS₃, un type d'antiferromagnétique qui passe à un état non magnétique à environ -247°F. Ils ont émis l’hypothèse qu’exciter précisément les vibrations des atomes de FePS₃ avec des lasers pourrait perturber son alignement antiferromagnétique typique et induire un nouvel état magnétique.
Dans les aimants conventionnels (ferromagnétiques), tous les spins atomiques s’alignent dans la même direction, ce qui rend leur champ magnétique facile à contrôler. En revanche, les antiferromagnétiques ont un modèle de spin haut-bas-haut-bas plus complexe qui s'annule, ce qui entraîne une magnétisation nette nulle. Bien que cette propriété rende les antiferromagnétiques très résistants aux influences magnétiques parasites – un avantage pour le stockage sécurisé des données – elle crée également des défis lors de leur commutation intentionnelle entre les états « 0 » et « 1 » pour l'informatique.
L'approche laser innovante de Gedik vise à surmonter cet obstacle, en ouvrant potentiellement des antiferromagnétiques pour les futures technologies de mémoire et de calcul hautes performances.
L'approche innovante de l'équipe consistait à refroidir un échantillon de FePS₃ en dessous de sa température de transition, puis à le faire exploser avec une impulsion laser térahertz soigneusement réglée. Ces lasers, oscillant plus de mille milliards de fois par seconde, correspondaient parfaitement aux fréquences de vibration naturelles des atomes du matériau.
Étonnamment, les chercheurs ont découvert que ces impulsions poussaient le matériau dans un état magnétisé complètement nouveau qui durait plusieurs millisecondes après la fin de l’impulsion laser.
Même si les millisecondes peuvent sembler éphémères, dans le monde quantique, cela représente pratiquement une éternité par rapport aux tentatives précédentes, comme l'a souligné Gedik.
Pour l’avenir, les chercheurs visent à affiner et à mieux comprendre ces phases magnétiques induites. L’objectif ultime est d’exploiter les antiferromagnétiques dans le matériel de stockage et de traitement de données de nouvelle génération. Leurs domaines magnétiques robustes, résistants au bruit magnétique parasite, pourraient permettre la création de puces logiques et de mémoire plus denses et plus économes en énergie par rapport à la technologie actuelle.
Cependant, d’importants défis techniques restent à relever avant que les ordinateurs antiferromagnétiques puissent devenir une réalité. L’équipe est optimiste et leurs découvertes révolutionnaires, publiées dans Nature, représentent une étape cruciale vers cette vision.
