Technologie du futur : ces skyrmions ultrarapides promettent de bouleverser notre façon de stocker l’information

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Qu'est-ce qu'un skyrmion?

Un skyrmion, décrit la première fois en 1962 par le physicien britannique Tony Skyrme, est une forme de quasi-particule. Il faudra attendre presque 50 ans pour que ce phénomène étonnant soit observé pour la première fois par une équipe de l'Université technique de Munich. Ces structures topologiques, qui sont des arrangements particuliers de spins d'électrons, se forment dans certains matériaux magnétiques. Ils peuvent être trouvés dans des aimants, plus précisément dans des couches de cobalt ou de fer très fines qui font quelques atomes d'épaisseur.

Grâce à leur stabilité et mobilité, les skyrmions magnétiques sont devenus un sujet de recherche particulièrement passionnant. Ils ont la capacité unique d'être déplacés avec relativement peu d'énergie, rendant les minuscules vortex magnétiques idéaux pour une utilisation dans les dispositifs de stockage et de traitement de l'information, en particulier dans les appareils électroniques à faible consommation d'énergie.

Dépasser les limites de vitesse

Malgré leurs nombreuses qualités, les skyrmions avaient une limitation : leur vitesse. Manipuler les skyrmions à l'aide de courants électriques avait été réalisé par plusieurs équipes de recherche, mais leur vitesse de déplacement ne dépassait jamais les 100 mètres par seconde. C'était dû à l'effet Hall du skyrmion, qui perturbe leur dynamique. Lorsqu'ils sont déplacés, les skyrmions ont tendance à dévier et à ralentir.

Une révolution dans la vitesse des skyrmions

Cependant, une équipe de chercheurs internationale dirigée par des scientifiques du CNRS a réussi à augmenter la vitesse des skyrmions de façon spectaculaire. Ils ont découvert que ces nano-vortex magnétiques pourraient être déplacés à l'aide d'un courant électrique jusqu'à des vitesses record de 900 mètres par seconde. Un exploit qui ouvre une toute nouvelle gamme de possibilités pour ces quasi-particules.

Comment l'ont-ils fait? Les chercheurs ont trouvé une solution créative pour contourner les limitations de vitesse des skyrmions. Ils ont utilisé un matériau antiferromagnétique synthétique, composé de deux couches nanométriques de cobalt avec des pôles magnétiques opposés, séparées par une fine couche de ruthénium, non magnétique.

Au-delà de la théorie

Les chercheurs n'ont pas seulement formulé une théorie. Ils ont pu observer le mouvement des skyrmions après les injections de courant grâce à la microscopie à force magnétique, confirmant leurs vitesses de déplacement époustouflantes.

Vers un futur révolutionnaire

Cette découverte est bien plus qu'un simple record de vitesse. Elle pourrait révolutionner le stockage et le traitement de l'information. L'augmentation drastique de la vitesse des skyrmions pourrait entraîner une nouvelle vague de progrès en informatique et dans d'autres domaines technologiques.

Les skyrmions pourraient ouvrir la porte à une nouvelle ère de technologie, mais que signifient exactement ces avancées pour le commun des mortels? Quelles pourraient être leurs applications pratiques dans notre quotidien numérique?

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