Couples auto-induits sur l’aimantation d’une couche magnétique : une nouvelle voie pour les composants spintroniques

Dans les composants appelés SOT-RAM, le couple qui commute l’aimantation d’une couche magnétique est généré par l’injection du courant de spin produit par des interactions relativistes de type spin-orbite dans une couche externe de métal lourd comme Pt. Des chercheuses et des chercheurs de l’Institut Jean Lamour (IJL, CNRS/Univ. Lorraine), l’Unité mixte de physique (UMPhy, CNRS/Thales/Université Paris-Saclay), l’Université de l’Arizona (Etats-Unis), l'Université de Nanyang (Singapour) et l’Université Nationale d’Ingénierie au Pérou démontrent ici l’existence de courants de spin internes et de couples auto-induits dans la couche magnétique elle-même sans addition d’élément externe. Le premier résultat est que des matériaux magnétiques peuvent être eux-mêmes une source de courant de spin : en utilisant des couches minces ferrimagnétiques amorphes de GdFeCo, on obtient une production de courant de spin 20 fois plus importante dans une bicouche GdFeCo/Cu qu’en utilisant le métal lourd Pt. Un second résultat est également prometteur : les courants de spin générés dans GdFeCo/Cu créent de forts couples auto-induits sur l’aimantation de GdFeCo sans besoin de métal lourd externe. Ces résultats sont publiés dans la revue Advanced Materials.

Ce travail conduit à des architectures plus simples pour les dispositifs de type SOT-RAM. Cette voie est aussi prometteuse pour la manipulation des pseudo-particules magnétiques topologiques appelées skyrmions. C’est une nouvelle plateforme à développer en spin-orbitronique.