[News] Spins opposés: la théorie de Mott enfin démontrée

L'étude des phénomènes naturels...

Modérateur : Modérateurs

Redbran
Messages : 623
Inscription : 16/05/2015 - 9:01:33
Activité : Profession libérale ou Indépendant

[News] Spins opposés: la théorie de Mott enfin démontrée

Message par Redbran » 12/07/2017 - 23:00:17


Graphène
La spectroscopie térahertz révèle le mouvement ultra-rapide des électrons dans le graphène et les matériaux magnétiques

Grâce à une série d'expériences innovantes, des scientifiques ont étudié comment le graphène et les métaux ferromagnétiques conduisent l'électricité sur des périodes extrêmement courtes, ce qui servira à la nouvelle génération d'électronique ultra-rapide.

Sous direction allemande, les travaux du projet LIGHTER ont exploré l'interaction de la lumière et de la matière sur des durées extrêmement brèves, débouchant sur des résultats très intéressants pour les physiciens et les ingénieurs.

Le projet, soutenu par une bourse Marie Curie d'intégration de carrière attribuée au chercheur Dmitry Turchinovich, a exploité une technique avancée de spectroscopie térahertz pour explorer certains aspects fondamentaux de l'électronique.

«Nous voulions comprendre comment, dans certains matériaux comme les métaux ferromagnétiques ou le graphène, les électrons interagissent avec les champs électriques sur des durées extrêmement courtes, de l'ordre de la picoseconde ou moins», déclare le professeur Turchinobich, qui à l'époque du projet dirigeait un groupe de recherche à l'Institut Max Planck de recherche sur les polymères de Mayence, en Allemagne. «Ces échelles de temps sont fondamentales pour la dynamique élémentaire dans les solides.»

La théorie de Mott enfin démontrée

Les mémoires magnétiques modernes, comme les disques durs à haute capacité, stockent les informations sous la forme de minuscules bits magnétiques qui sont interrogés par des capteurs magnétiques nanométriques appelés vannes de spin. Les vannes de spin fonctionnent selon les principes de la conduction électrique dans les métaux ferromagnétiques, présentés en 1936 par le physicien britannique Nevill Mott. Dans ces matériaux, selon la théorie de Mott, les courants électriques sont transportés par deux types d'électrons ayant des spins opposés, qui connaissent une résistance différente lorsqu'ils se déplacent dans un métal.

«Nous avons trouvé un moyen de dissocier expérimentalement ces courants en électrons spin-up et spin-down», explique le professeur Turchinovich. En utilisant la spectroscopie térahertz ultra-rapide, les chercheurs ont pu compter le nombre d'électrons spin-up et spin-down et mesurer à quel rythme ils ralentissent dans le métal.

Cette première observation de la théorie fondamentale de Mott a également permis aux chercheurs de mieux comprendre la technologie moderne des mémoires magnétiques. «Nous avons constaté que les mesures traditionnelles, effectuées à des échelles de temps plus longues, sous-estimaient de façon importante l'asymétrie de spin responsable du fonctionnement du capteur magnétique», déclare le professeur Turchinovich.

Cette méthode, qui a fait l'objet d'une publication dans Nature Physics, contribue à un domaine entièrement nouveau: la spintronique térahertz. Elle fournit aux scientifiques un moyen simple de tester un grand nombre de composants magnétiques afin de trouver ceux qui seront les plus efficaces.

Les règles de la thermodynamique

Une deuxième ligne de recherche, parmi d'autres, a consisté à étudier comment le graphène conduit l'électricité à des fréquences très élevées, nécessaires à la prochaine génération d'électronique ultra-rapide.

L'équipe de LIGHTER a exclusivement utilisé des moyens optiques pour créer dans le graphène des champs électriques à haute fréquence de type transistor et mesurer directement la réponse électronique. «Lorsque vous appliquez un courant électrique au graphène, sa population d'électrons libres, souvent décrite comme une forme de liquide, se 'vaporise' et ressemble davantage à un gaz, ce qui modifie de façon importante les propriétés conductrices du matériau», affirme le professeur Turchinovich. «En définitive, la façon dont le graphène conduit l'électricité dépend simplement de la température de son gaz d'électrons. Cela simplifie considérablement la description de l'électronique du graphène: pour l'essentiel, vous devez appliquer certaines lois de conservation de base», ajoute-t-il.

Cette découverte a fait l'objet d'une publication dans Nature Communications le 16 juillet 2015. Le professeur Turchinovich pense que cette nouvelle perspective favorisera le développement de produits. «Les ingénieurs peuvent utiliser notre modèle thermodynamique simple pour prévoir les performances de leurs transistors ou photodétecteurs au graphène et les optimiser», conclut-il.

Au cours des quatre années du projet, les nouvelles connaissances acquises par LIGHTER ont débouché sur la publication de 27 articles. À la fin du projet, les succès obtenus ont contribué à la nomination du professeur Turchinovich comme professeur de physique à l'Université de Duisbourg et Essen, en Allemagne.

Pour plus d'information voir:
- publication dans Nature Physics
- publication dans Nature Communications

Source: CORDIS-Europa

Avatar de l’utilisateur
cisou9
Messages : 8797
Inscription : 12/03/2006 - 15:43:01
Activité : Retraité
Localisation : Pertuis en Lubéron

Re: [News] Spins opposés: la théorie de Mott enfin démontrée

Message par cisou9 » 13/07/2017 - 10:17:46

_________________ :_salut:
En utilisant la spectroscopie térahertz ultra-rapide
Il serait intéressant de faire un article sur la spectroscopie térahertz ultra-rapide. __________ :_grat2: ________
Un homme est heureux tant qu'il décide de l'être et nul ne peux l'en empêcher.
Alexandre Soljenitsyne.

Répondre