Une nouvelle ère pour l'éclairage et l'informatique

Le nouveau domaine de la spintronique (parfois nommée électronique magnétique) gère à la fois la charge de l'électron et son moment angulaire intrinsèque (le spin) qui génère un champ magnétique. La spintronique génère de nouvelles fonctionnalités électriques et magnétiques, notamment par la découverte de matériaux. Elle promet ainsi de satisfaire la demande future des dispositifs des technologies de l'information et de la communication (TIC) en matière de réduction de la consommation, du coût et de la taille.

Des scientifiques ont lancé le projet HINTS («Next generation hybrid interfaces for spintronic applications»), financé par l'UE, pour concevoir de nouveaux matériaux mixtes organiques-minéraux, avec une efficacité réglable du transfert de spin au niveau des interfaces. La plupart des particularités découlent de l'utilisation de matériaux organiques actifs et d'électrodes minérales, ce qui induit de nombreuses interactions aux interfaces. La cause réside dans la grande variété de molécules possible, largement inexplorée.

Les scientifiques ont fabriqué des matériaux mixtes organiques-minéraux dont les interfaces permettent de contrôler la polarisation du spin via des méthodes chimiques et électriques. La méthode chimique permet de choisir la direction du spin pendant la fabrication, le contrôle électrique permet de le reconfigurer pendant le fonctionnement.

Le projet HINTS a «regardé dans l'interface» pour connaître la répartition du délai de résidence dépendant du spin dans les premières couches du semi-conducteur organique. Cette nouvelle méthode pour quantifier le filtrage du spin peut servir dans de futurs dispositifs, basés sur des matériaux mixtes ou totalement minéraux.

Les travaux du projet ont aussi ouvert la voie à la fabrication de dispositifs de laboratoire ou industriels, dotés de la magnétorésistance voulue. L'un des résultats majeurs a été de détecter la magnétorésistance à des tensions élevées. Ceci ouvre de nouvelles possibilités d'utiliser des porteurs à spin polarisé dans la plage des tensions de fonctionnement de diodes luminescentes ou de transistors organiques à effet de champ. La spintronique est donc ainsi exploitée pour la première fois dans le domaine de l'affichage et de l'éclairage.

Le projet HINTS s'est intéressé au contrôle des caractéristiques et du comportement du spin aux interfaces de matériaux mixtes organiques-minéraux, apportant les bases d'une nouvelle génération de dispositifs de spintronique.