Un diagramme montrant comment les points de Weyl sont contrôlés.

Création de dispositifs de mémoire avancés grâce à des matériaux antiferromagnétiques


En 1929, Hermann Weyl a remarqué que l'équation de Dirac nouvellement dérivée impliquait l'existence d'une particule sans masse. Ce dernier est devenu plus tard connu sous le nom de fermion de Weyl et était autrefois considéré comme le neutrino électriquement neutre, un fermion avec une masse beaucoup plus petite que les autres particules élémentaires connues et n'interagit que via la faible force subatomique et la gravité.

Près de 100 ans plus tard, en 2015, le fermion de Weyl a été découvert dans la réalité et les scientifiques ont essayé de trouver des utilisations depuis. Maintenant, une équipe de recherche de l'Université de Tokyo, dirigée par le professeur Satoru Nakatsuji, aurait découvert un moyen d'utiliser les fermions de Weyl pour fabriquer des dispositifs de mémoire avancés.

"Depuis un certain temps, les matériaux ferromagnétiques, des aimants qui se comportent de manière familière, ont été utilisés pour explorer les phénomènes spintroniques. avantages » a déclaré Tomoya Higo, chercheur associé.

Un diagramme montrant comment les points de Weyl sont contrôlés.

Un diagramme montrant comment les points de Weyl sont contrôlés. Image attribuée à Higo et al

Matériaux antiferromagnétiques et leur lien avec les dispositifs de mémoire

Les matériaux antiferromagnétiques font actuellement l'objet d'un grand intérêt de la part des physiciens et des ingénieurs car ils présentent bon nombre des mêmes propriétés utiles des matériaux ferromagnétiques. Qui sont également souvent soumis à des champs magnétiques externes en raison de la disposition unique de leurs composants.

Lors de leur utilisation dans des dispositifs de mémoire, leurs propriétés précises et robustes sont particulièrement bénéfiques, mais en raison de cette disposition unique, on ne sait pas si l'état antiferromagnétique peut être contrôlé avec une simple impulsion électrique comme le peuvent les états ferromagnétiques.

La découverte de la méthode de commutation de couple spin-orbite

C'est là qu'interviennent les fermions de Weyl, explique Hanshen Tsai, un autre associé de recherche. Dans leur matériau échantillon, l'alliage antiferromagnétique manganèse-étain, les fermions de Weyl se trouvent aux points de Weyl dans l'espace cinétique.

Ces points ont deux états qui pourraient représenter des chiffres binaires, et les chercheurs ont découvert qu'ils pouvaient commuter ces états à un point Weyl en utilisant un courant électrique externe appliqué aux couches minces voisines de cet alliage et soit en platine soit en tungstène. Ils ont appelé cette méthode «commutation de couple spin-orbite».

Selon l'équipe de recherche, cette découverte pourrait indiquer que le fermion de Weyl sans masse a été trouvé dans leur matériau antiferromagnétique et qu'il peut être manipulé électriquement, ouvrant potentiellement la voie au développement de dispositifs de mémoire avancés qui utilisent ce matériau et des matériaux similaires.



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