Mohamed Belmeguenai, Mourad Chérif, Djoudi Ourdani et Yves Roussigné de l’équipe « Nanomagnétisme » du laboratoire LSPM (CNRS-UPR 3407) ont cosigné, avec des collègues de l’Université Grenoble Alpes, un article dans la revue scientifique Nature Communications.
L’objet de l’article publié porte sur l’étude du contrôle de la chiralité des skyrmions magnétiques par une tension de grille en vue de leur utilisation dans les futurs dispositifs de logique de spin à base de skyrmions.
En effet ces structures sont des textures de spin chirales localisées qui offrent de nouvelles possibilités extraordinaires pour le stockage et le transport de l’information magnétique. En présence d’interactions d’échange asymétriques, leur chiralité, qui gouverne leur dynamique, est généralement considérée comme un paramètre intrinsèque. Nous avons démontré qu’une faible tension de grille permettait de contrôler ce paramètre clé.
Nous avons ainsi sondé la chiralité des skyrmions et de parois de domaines, dans des tricouches Ta/FeCoB/TaOx, en observant la direction de leur mouvement induit par un courant et nous avons montré que l’application d’une tension de grille pouvait la renverser. Ce renversement local et dynamique de la chiralité est dû à l’inversion du signe de l’interaction Dzyloshinskii-Moriya d’interface (DMI), quantifiée par le paramètre D, tel que déterminée par la technique de diffusion Brillouin inélastique de la lumière (BLS) au LSPM. Cet effet a été attribué à la migration ionique de l’oxygène sous l’effet d’une faible tension de grille Vg de 2-3 V. Le contrôle de la chiralité de skyrmions ouvre la voie à de nouvelles fonctionnalités en électronique de spin.
Légende de la photographie : Copyright LSPM et Université de Grenoble Alpes
Inversion de la chiralité de skyrmions (a) Echantillon étudié ; (b) coupe transversale : la couche Ta induit un gradient d’oxydation à l’interface supérieure ; (c) croisement du signe de la DMI tel que déterminé par BLS en fonction de l’épaisseur de Ta ; (d, e) mouvement d’un skyrmion (point entouré du cercle rouge) observé par imagerie Kerr, induit par un courant J (flèche blanche) appliqué pendant 4s avec Vg = 0, et (g, h) pour Vg = +3.5 V (point entouré d’un cercle bleu). Dans l’état initial (Vg = 0), les skyrmions se déplacent dans le sens du courant (flèche rouge) indiquant une chiralité CW (D<0) comme représenté schématiquement en (i). L’application d’une tension de grille positive (Vg = +3.5), une inversion du déplacement des skyrmions (flèche bleue) est observée indiquant une chiralité CCW (D>0), comme représenté en (i).
Découvrez l’article complet en anglais : ” Gate-controlled skyrmion and doamin wall chirality” de la revue Nature publié le 7 septembre 2022
