In een overzichtsartikel gepubliceerd in Reviews of Modern Physics , Fèlix Casanova van de Nanodevices-groep bij CIC nanoGUNE, prof. Albert Fert, Nobelprijs voor de natuurkunde, en zijn collega's bespreken de stand van zaken op het gebied van elektrische controle van magnetisme en geven wetenschappelijke en technologische toekomstperspectieven.

Albert Fert, Franse natuurkundige en winnaar van de Nobelprijs voor de natuurkunde in 2007, is een van de ontdekkers van gigantische magnetoweerstand, een fysiek effect dat een revolutie teweegbracht in de harde schijftechnologie, waardoor de capaciteit ervan enorm kon toenemen. Dankzij zijn onderzoek konden de capaciteit en toepassingen van de harde schijf worden vergroot en werkt hij nu aan een nieuwe generatie microprocessors die veel minder energie verbruiken.

Dat is een van de uitdagingen waarmee moderne elektronica vandaag de dag wordt geconfronteerd. Voor dat doel is het noodzakelijk om met nieuwe soorten apparaten te komen, en CIC nanoGUNE en zijn laboratorium zijn bij dergelijke projecten betrokken geweest bij een samenwerking met Intel. Hij werkt op experimenteel niveau samen met de nanodevices-groep van CIC nanoGUNE om nieuwe eigenschappen van kwantummaterie te bevorderen en te vinden.

In dit overzicht worden recente ontwikkelingen in de elektrische controle van magnetisme (hetzij door elektrische velden, hetzij door stroomgeïnduceerde koppels) besproken. Fundamentele concepten in deze twee richtingen worden eerst besproken, hun combinatie wordt vervolgens besproken en ten slotte wordt een aantal families van apparaten besproken die gebruik maken van de elektrische controle van magnetische eigenschappen voor verschillende toepassingsgebieden.

Het overzicht wordt afgesloten met het geven van perspectieven in termen van zowel opkomende concepten in de fundamentele natuurkunde als nieuwe richtingen in de materiaalkunde.

Het verhaal van het elektrisch schakelen van magnetisatie, dat in dit overzicht wordt besproken, is dat van een dans tussen fundamenteel onderzoek (in de spintronica, de fysica van de gecondenseerde materie en de materiaalkunde) en technologie (MRAM’s, MESO-transistors, microgolfzenders, spindiodes, op Skyrmion gebaseerde apparaten, componenten voor neuromorfe eigenschappen, enz.). Deze pas de deux heeft de afgelopen decennia tot grote wetenschappelijke en technologische doorbraken geleid (zoals de conceptualisering van zuivere spinstromen, de observatie van magnetische skyrmionen en de ontdekking van interconversie-effecten tussen spin en lading).

Meer informatie: Albert Fert et al, Elektrische controle van magnetisme door elektrische velden en stroomgeïnduceerde koppels, Reviews van moderne natuurkunde (2024). DOI:10.1103/RevModPhys.96.015005

Aangeboden door Elhuyar Fundazioa