Les skyrmions se déplacent à des vitesses record : un nouveau pas vers l’informatique de demain

Une équipe de recherche internationale dirigée par des scientifiques du CNRS1  a découvert que les skyrmions, des nanobulles magnétiques2 , pouvaient être déplacées à l’aide d’un courant électrique à des vitesses record, jusqu’à 900 m/s.
Pressenties comme de futurs bits dans les mémoires informatiques, ces nanobulles constituent une piste d’amélioration pour le traitement de l’information dans les appareils électroniques. En effet, leur minuscule taille3  promet une grande capacité de calcul et de stockage d’information couplée à une faible consommation d’énergie.
Jusqu’à présent, la vitesse de déplacement de ces nanobulles était limitée à 100 m/s - une vitesse trop lente pour les applications informatiques. Mais grâce à l’utilisation d’un matériau antiferromagnétique4  comme support, les scientifiques sont parvenus à faire circuler les skyrmions 10 fois plus rapidement qu’observé jusqu’alors.
Publié dans Science le 19 avril, ce résultat ouvre de nouvelles perspectives pour le développement de dispositifs informatiques plus performants et économes.

Cette étude s’inscrit dans le cadre du programme national de recherche SPIN5 , inauguré le 29 janvier dernier, qui vise à soutenir une recherche innovante en spintronique, avec pour objectif de contribuer au développement d’un monde numérique agile et durable.

• 1Les laboratoires français impliqués sont SPINTEC (CEA/CNRS/Université Grenoble Alpes), l’Institut Néel (CNRS) et le Laboratoire Charles Coulomb (CNRS/Université de Montpellier).
• 2Un skyrmion est composé de nanoaimants élémentaires (des « spins ») qui s’enroulent de proche en proche pour former une structure en spirale très stable, comparable à un nœud bien serré.
• 3La taille d’un skyrmion peut atteindre quelques nanomètres, c’est-à-dire une dizaine d’atomes.
• 4Les empilements antiferromagnétiques sont composés de deux couches ferromagnétiques (tel que du cobalt) d’épaisseur nanométrique, séparées par une couche fine non-magnétique, et dont les aimantations sont opposées.
• 5Le programme et équipements prioritaires de recherche (PEPR) SPIN est un programme exploratoire dans le cadre du plan d’investissement France 2030.