Une nouvelle étude théorique menée par des ingénieurs de l’Université du Delaware montre que les magnons (une onde de spin magnétique) peuvent générer des signaux électriques détectables, offrant une nouvelle voie pour l’intégration d’éléments électromagnétiques dans les technologies de calcul de nouvelle génération.

Le magnétisme provient des propriétés de spin des électrons, les magnons transmettant des informations via la direction du spin sans déplacement de charge, donc sans produire de résistance et avec une perte d’énergie moindre. Les puces informatiques actuelles dépendent du flux d’électrons chargés à travers des fils, générant beaucoup de chaleur due à la résistance. L’introduction de la technologie des magnons réduira efficacement le gaspillage d’énergie. L’étude se concentre sur les matériaux antiferromagnétiques, où les spins alternent haut et bas, permettant aux magnons de se propager à des fréquences térahertz, bien plus rapides que dans les ferromagnétiques. Cependant, le spin global nul des matériaux antiferromagnétiques rend la détection et la manipulation des magnons difficiles.

« Les résultats de l’étude prédisent que nous pouvons détecter les magnons en mesurant la polarisation électrique qu’ils produisent », a déclaré le professeur principal Matthew Doty, « et nous pourrions utiliser un champ électrique externe, y compris un champ lumineux, pour contrôler le mouvement des magnons. » Le chercheur postdoctoral CHARM D. Quang To et ses collègues ont découvert via des simulations informatiques que le mouvement des magnons peut générer des signaux électriques, offrant de nouvelles idées pour la détection et la manipulation des magnons. L’équipe de recherche a également développé un cadre mathématique pour comprendre comment le moment cinétique orbital des magnons influence le transport, et découvert qu’il produit une polarisation électrique lors d’interactions avec les atomes.