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Combiner magnétisme et polarisation électrique à température ambiante dans un film mince

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Combiner magnétisme et polarisation électrique à température ambiante dans un film mince

Des physiciens ont créé un nouveau type de matériau multiferroïque en accolant deux films d’épaisseur nanométrique de cobalt et de titanate de baryum. À l’interface entre ces deux films, le magnétisme du premier se couple fortement à la ferroélectricité du second et cela même à température ambiante.

 

Dans un matériau multiferroïque, le magnétisme coexiste avec la ferroélectricité, équivalent électrique du ferromagnétisme. De tels matériaux, dont on pourrait contrôler électriquement l’aimantation, sont des candidats très sérieux pour réaliser des mémoires vives non volatiles. Ils sont toutefois encore inadaptés ou mal maîtrisés. À température ambiante, les propriétés magnétiques et électriques ne cohabitent pas et l’une des deux domine. Il faut donc recourir à des matériaux composites encore mal compris, tout particulièrement à l’échelle nanométrique. Des physiciens de l’Institut des Nanosciences de Paris (INSP, CNRS/UPMC), en collaboration avec des collègues du CEA/SPCSI viennent de réaliser une nouvelle structure multiferroïque en superposant deux couches minces : l’une de cobalt et l’autre de titanate de baryum BaTiO3.

 

Les chercheurs ont montré qu’à l’interface entre ces deux couches, le ferromagnétisme de la première se couple directement et très efficacement à la ferroélectricité de la seconde. Cette étude, publiée dans la revue Physical Review B est la première à exclure totalement la présence d’actions secondaires telles une contrainte mécanique, dans le couplage électricité/magnétisme. Il s’agit d’une étape importante dans la compréhension de la multiferroïcité dans des matériaux composites de taille nanométrique. Lire l’intégralité de l’article sur le site de l’INP du CNRSNouvelle fenêtre.

 

À gauche : image par microscopie à force piézoélectrique des domaines de polarisation de BaTiO3. À droite : coupe transverse obtenue par microscopie électronique du système Co/BaTiO3/SrTiO3(001). D. R.

 

Pour en savoir plus :

Institut des nanosciences de Paris (INSP, CNRS/UPMC)Nouvelle fenêtre

Service de physique et chimie des surfaces et interfaces (SPCSI) - CEA Iramis

 

Référence :

Strong magnetoelectric coupling in multiferroic Co/BaTiO3 thin films, N. Jedrecy, H. J. von Bardeleben, V. Badjeck, D. Demaille, D. Stanescu, H. Magnan, A. Barbier, Physical Review B 88, 121409(R) (2013)

 

Nathalie Jedrecy, INSP l nathalie.jedrecy@insp.upmc.fr



11/12/13