La Spintronique, Qu'est-ce que c'est ? où mène-t-elle ?

Résumé du document

La recherche permanente sur les technologies actuelles en vue d'améliorer la miniaturisation ainsi que la rapidité des composants met aujourd'hui en évidence les limites de l'électronique classique, qui devraient être atteintes d'ici 2015 selon certaines études. C'est pourquoi de plus en plus de projets étudient une nouvelle sorte d'électronique : la spintronique, ou électronique de spin, qui comme son nom l'indique utilise certaines propriétés du spin des électrons pour traiter ou stocker des informations.
Si son principe repose sur des découvertes fondamentales datant du début du vingtième siècle comme nous le verrons par la suite, c'est seulement à partir des années 80 que la spintronique est devenue une réalité grâce à la découverte de la GMR. D'ailleurs, on en retrouve déjà des applications dans la vie quotidienne, notamment dans les disques durs. Mais cette nouvelle discipline n'en est qu'à ses débuts : d'autres applications utilisant de nouvelles méthodes comme la TMR ou des structures combinant matériaux ferromagnétiques et semi-conducteurs sont à l'étude.

Extraits

[...] Il montra l'influence du spin sur la mobilité des électrons dans des métaux magnétiques comme le fer et le nickel. Mais les chercheurs se heurtaient à un problème : dans de tels matériaux, le spin de l'électron ne reste stable que sur une distance de l'ordre de 0,1(m en moyenne ; au delà, il s'inverse. Cette distance est appelée distance de relaxation du spin, ou "spin float". Il a donc fallu attendre l'essor des nanotechnologies dans les années 80 pour pouvoir mettre en évidence la spintronique. [...]

[...] Le spin des électrons peut être up ou down 1/2). Spintronique : électronique du spin, qui utilise le spin des électrons comme support d'information, contrairement à l'électronique qui est basée sur leur charge. TMR : "tunnel magnetoresistance", en spintronique, phénomène de variation de la résistance d'une couche d'isolant encadrée de deux métaux ferromagnétiques selon leur aimantations respectives, et utilisant l'effet tunnel. Transistor à spin : transistor spintronique constitué par une hétéro structure métal ferromagnétique/semi-conducteur qui permet de contrôler le passage d'un courant polarisé en spin Introduction La recherche permanente sur les technologies actuelles en vue d'améliorer la miniaturisation ainsi que la rapidité des composants met aujourd'hui en évidence les limites de l'électronique classique, qui devraient être atteintes d'ici 2015 selon certaines études. [...]

[...] La première théorie quantique de la GMR est venue d'une collaboration que Albert Fert a eue avec Peter Levy de New York University et a été publiée en 1990. La mise en évidence de la GMR date donc de Principe. L'idée de base de l'électronique de spin est de faire passer un courant d'électrons à travers des couches ultrafines de matériaux ferromagnétiques, c'est à dire de matériaux aimantés comme le fer ou le nickel. Il y a dans ces couches une forte interaction entre le spin de l'électron et l'aimantation du métal ferromagnétique. [...]

[...] (page consultée le 18 mai 2004). http://www.swissup.com/art_content.cfm?upid=FR3131 ( CNRS. Albert Fert, physicien, médaille d'or 2003 du CNRS. (page consultée le 18 mai 2004). http://www2.cnrs.fr/presse/communique/271.htm ( CNRS. Impact économique de l'électronique de spin. (page consultée le 18 mai 2004). http://www2.cnrs.fr/presse/communique/272.htm ( Pennicott, Katie. Spintronics gets serious. (page consultée le 18 mai 2004). [...]

[...] Le disque dur n'est pas la seule application actuelle de la GMR. En effet, cette technologie et utilisée dans de nombreux secteurs comme l'automobile par exemple, où on la retrouve dans les systèmes de contrôle de freinage ABS Potentiel de la spintronique et applications futures. La spintronique pourrait à terme succéder à l'électronique, qui commence déjà à atteindre ses limites au niveau de la miniaturisation. Elle devrait permettre de réduire la taille des composants ainsi que d'améliorer la vitesse de traitement des informations, pour produire des appareils électroniques plus petits, plus rapides, plus puissants et consommant moins d'énergie. [...]