Ioan Mihai Miron

Etablissement d’accueil : CNRS

Laboratoire : Spintec

Appel à projets : Starting (PE3)

Nom du projet : SMART DESIGN – Mécanisme spin-orbite dans les techniques adaptatives d’aimantation-inversion, pour la conception de mémoires magnétiques

Montant : 1.47M€

Description :

Par rapport aux mémoires vives existantes, la RAM magnétique (MRAM) présente l’avantage d’être non volatile.

Bien que les exigences de base pour la lecture et l’écriture d’un seul élément de mémoire soient remplies, l’approche actuelle basée sur le couple de transfert de spin (STT) souffre d’un manque inné de flexibilité.

La solution que je propose est basée sur la découverte d’un nouveau phénomène, où au lieu de transférer le moment cinétique de spin d’une couche voisine, l’inversion de l’aimantation est obtenue par transfert de moment cinétique directement depuis le réseau cristallin.

Il existe une longue liste d’avantages que cette nouvelle approche a par rapport au STT, mais l’objectif de ce projet est de se concentrer uniquement sur leur différence la plus générique : la flexibilité.

La singularité du couple spin-orbite est que la géométrie d’injection de courant dans le plan découple les mécanismes de « lecture » et « d’écriture ».

La déconnexion est essentielle, car contrairement au STT où la forme de pilier de la tricouche magnétique définit le chemin du courant, dans le cas du SOT, les éléments composants peuvent être formés séparément.

La liberté de mise en forme de la distribution de courant permet de moduler spatialement le couple exercé sur l’aimantation locale.

L’objectif central de mon projet est d’explorer la nouvelle dynamique d’aimantation, spécifique à la géométrie Spin-Orbit Torque (SOT), et de concevoir de nouveaux schémas de commutation d’aimantation.

Je commencerai par aborder les questions fondamentales sur l’origine du SOT et tenterai de le contrôler en maîtrisant sa dépendance à la structure en couches.

Les matériaux avec SOT à la demande serviront de terrain de jeu pour tester une large gamme de techniques d’inversion d’aimantation.

Les plus performants d’entre eux deviendront les éléments constitutifs d’objets magnétiques complexes dont le comportement de commutation est étroitement lié à leur forme.

Pour étudier leur dynamique d’aimantation, je prévois de construire un microscope magnéto-optique résolu en temps en champ proche, un outil unique pour la résolution spatiale et temporelle ultime.