Apport des matériaux fluorés à la filière Hydrogène

Une collaboration de recherche entre la France (IMMM, Le Mans Université), la Suisse (ETH Zurich) et le Japon (RIKEN, University of Tokyo) a mis à jour le moyen de transférer avec succès un motif de domaine, correspondant à un bloc d'information, d’un état magnétique vers un état polaire. Ce processus quasi-instantané est totalement réversible. Il ne s’agit pas une simple duplication puisque l'information dans l'état original est effacée. Ce phénomène ouvre des perspectives pour le traitement de l'information à basse consommation énergétique et tout spécialement pour stocker l'information de manière sécurisée, la cacher ou encore la protéger contre un champ extérieur.

 •  La conversion d'informations d'un état à un autre est essentielle dans notre société. L'objectif général de ce transfert d'information est de rendre l'information accessible, plus facile à traiter et à stocker.

Les pictogrammes - des signes simples - nous dirigent dans les espaces publiques ou signalent des situations de danger par des images universellement compréhensibles. Les informations plus complexes nécessitent la conversion de textes d'une langue à une autre pour les rendre accessibles - la forme classique d'une traduction. 

Pour le traitement des données électroniques, les informations sont généralement traduites, ou converties, en régions magnétiques ou électriques orientées différemment, inscrites, par exemple, sur le disque dur d'un ordinateur. Les configurations de ces régions magnétiques ou électriques - les "motifs de domaines" - représentent des blocs d'information. Tout comme il est préférable d'obtenir une information en plusieurs langues, il devient très avantageux sur le plan technologique de pouvoir choisir entre un stockage dans un état électrique ou magnétique. La base d'un tel choix est permise par l’utilisation de matériaux dits multiferroïques qui contiennent simultanément les ordres ferroélectriques et magnétiques.

Dans un article récemment publié dans le journal Science, une collaboration entre la France (IMMM, le Mans Université), la Suisse (ETH Zurich) et le Japon (RIKEN, Université de Tokyo) dirigée par un chercheur à l'IMMM, Le Mans Université a permis de réaliser pour la première fois un tel transfert d'un motif de domaine entre l'état magnétique et l'état polaire. Ce processus quasi-instantané est réversible et se distingue d'une simple duplication car il efface l'information contenue dans l'état d'origine en même temps qu'il la crée dans l'état de destination. En d'autres termes, une information stockée peut être transférée ou convertie à volonté entre l'état magnétique et l'état électrique. 

Les chercheurs ont révélé les conditions générales d'un tel transfert magnétoélectrique. La clé du processus se trouve dans l’existence d’un troisième état caché qui ne possède aucune aimantation mesurable ni polarisation électrique. Cet état caché agit comme une mémoire de transition et protège les informations pendant la conversion.

En termes d'applications, le transfert magnétoélectrique d'un motif de domaine ouvre des perspectives pour le traitement de l'information à basse consommation énergétique, pour l’encodage et la sécurisation des informations.

Transfert de domaines magnétoélectriques. L'application d'un champ magnétique transforme un motif de domaine magnétique en un motif ferroélectrique, tout en l'effaçant simultanément à l'état magnétique d’origine. Un champ électrique inverse le processus. La conversion est permise grâce l’existence d’un ordre caché sans aimantation ni polarisation qui agit comme une mémoire temporaire pour le transfert d'informations.

Reference:

Ehsan Hassanpour, Yannik Zemp, Yusuke Tokunaga, Yasujiro Taguchi, Yoshinori Tokura, Thomas Lottermoser, Manfred Fiebig, Mads C. Weber: Magnetoelectric transfer of a domain pattern, Science 377, 1109 (2022)https://doi.org/10.1126/science.abm3058