Une équipe de l'Université de Tokyo au Japon développe une technologie de commutation ultrarapide à faible consommation d'énergie

fr.wedoany.com Rapport : Une équipe de recherche de l'Université de Tokyo a utilisé le matériau antiferromagnétique Mn₃Sn pour réaliser une réécriture et une commutation rapides de l'état magnétique grâce à une impulsion électrique ultracourte de 40 picosecondes. Les résultats correspondants ont été publiés. Cette recherche a été dirigée par le professeur Sek Hwan Choi (Cai Hanshen) de la Graduate School of Science de l'Université de Tokyo, le professeur assistant spécial Takuya Matsuda (Matsuda Takuya, au moment de la recherche) et le professeur Satoru Nakatsuji (Nakatsuji Satoru), avec la collaboration du professeur Ryotaro Arita (Arita Ryotaro, également directeur du Centre pour la science de la matière émergente du RIKEN) de la Graduate School of Science, du professeur Hikaru Takenaka (Takenaka Hikaru) de la Graduate School of Engineering, du professeur assistant Kotaro Shimizu (Shimizu Kotaro), du professeur Tetsuya Iizuka (Iizuka Tetsuya), ainsi que du professeur associé Shinji Miwa (Miwa Shinji) de l'Institut de physique du solide et du chercheur senior Kota Kondo (Kondo Kota, au moment de la recherche, actuellement professeur associé à l'Organisation de recherche interdisciplinaire avancée de l'Université d'Osaka) du Centre pour la science de la matière émergente du RIKEN.

Actuellement, lorsque la vitesse de traitement des CPU et GPU augmente, la consommation d'énergie augmente généralement de manière significative, ce qui rend difficile l'atteinte de vitesses de fonctionnement inférieures à la nanoseconde. L'industrie a exploré divers mécanismes pour tenter de réaliser une commutation picoseconde, 1000 fois plus rapide, mais en raison de l'augmentation potentielle de la température de plusieurs centaines de degrés Celsius, la durabilité devient un défi, et la commutation picoseconde en est encore au stade de la recherche et développement. Le dispositif antiferromagnétique utilisé dans cette étude, basé sur un mécanisme de transfert de moment cinétique ne dépendant pas de la chaleur — le couple spin-orbite (spin-orbit torque) — a permis de réaliser une opération de commutation à l'échelle de la picoseconde, combinant une réduction de la génération de chaleur et une haute durabilité. L'équipe de recherche indique que cela est inaccessible avec les mécanismes de commutation picoseconde traditionnels.

De plus, l'équipe de recherche a également démontré qu'une commutation similaire peut être réalisée grâce à des impulsions de courant photoélectrique de 60 picosecondes générées par la combinaison d'un laser à bande de télécommunications et d'un convertisseur photoélectrique. Cela correspond à la démonstration fondamentale de la « conversion photoélectrique spintronique », c'est-à-dire la conversion d'un signal optique en signal électrique directement connecté à une opération d'écriture dans une mémoire non volatile. Pour plus de détails, veuillez consulter l'article de recherche original.