Minneapolis / St. Paul (18/07/2025) – Les chercheurs des villes jumelles de l’Université du Minnesota ont révélé une voie prometteuse pour rendre la mémoire informatique plus rapide et beaucoup plus économe en énergie grâce à l’utilisation d’un nouveau matériel, selon une étude récente publiée dans Matériaux avancés. L’équipe universitaire a également déposé un brevet pour cette technologie.
À mesure que la technologie évolue, la nécessité d’une mémoire plus efficace continue de croître. Les scientifiques explorent activement des matériaux avancés qui peuvent soutenir des performances plus élevées avec une consommation d’énergie plus faible, visant à améliorer la durabilité et la capacité de l’électronique quotidienne.
Dans ce nouveau travail, l’équipe de recherche a démontré une méthode plus efficace pour contrôler la magnétisation dans les dispositifs électroniques à l’échelle nanométrique utilisant Ni₄w, un alliage composé de nickel et de tungstène. Ce matériau, qui a une faible symétrie structurelle, s’est avéré produire un couple de spin-orbite robuste (SOT) – une propriété critique pour la mémoire de nouvelle génération et les dispositifs logiques.
«Ni₄w réduit la consommation d’électricité pour l’écriture de données, ce qui pourrait réduire considérablement la consommation d’énergie dans l’électronique», «
– Jian-Ping Wangauteur principal, émérite de McKnight, professeur et président de Robert F. Hartmann au Département de génie électrique et informatique (ECE), Université du Minnesota Twin Cities
La découverte pourrait aider à réduire la demande d’électricité dans des appareils tels que les smartphones et les centres de données, ce qui rend l’électronique grand public à la fois plus intelligente et plus verte.
Le couple de spin-orbite détient la clé de l’efficacité
«Contrairement aux matériaux conventionnels, Ni₄w peut générer des courants de spin dans plusieurs directions, permettant une commutation« sans champ »des états magnétiques sans avoir besoin de champs magnétiques externes. Nous avons observé une efficacité SOT élevée avec une multi-direction dans le NI₄W à la fois à leur propre puissance et lorsqu’elles sont en couches avec des évices spintroniques à haute puissance.».
– Yifei YangPh.D. candidat et co-premier auteur
Ni₄w se démarque non seulement pour ses performances mais aussi pour son praticité. Fabriqué à partir de métaux communs et abordables, le matériau peut être produit à l’aide de processus industriels standard, ce qui en fait une option attrayante pour les applications commerciales. Cela le positionne comme un candidat solide pour une future intégration dans des appareils traditionnels tels que les montres intelligentes, les téléphones portables et d’autres électroniques.
«Nous sommes très heureux de voir que nos calculs ont confirmé le choix du matériau et l’observation expérimentale SOT», «
– Seungjun Leeboursier postdoctoral et co-premier auteur
Ensuite, l’équipe vise à réduire ces matériaux en appareils encore plus petits, améliorant leurs travaux précédents pour répondre aux besoins de l’électronique compacte et hautes performances.
Cette recherche a impliqué une collaboration entre plusieurs départements à l’Université du Minnesota, y compris l’installation de caractérisation et le Département de génie chimique et les sciences des matériaux. Les principaux contributeurs comprenaient le professeur Paul Palmberg Tony Low (auteur principal), Yu-Chia Chen, Qi Jia, Brahmudutta Dixit, Duarte Sousa, Yihong Fan, Yu-Han Huang, Deyuan Lyu et Onri Jay Benally, ainsi que les chercheurs Michael Odlyzko, Javier Garcia-Barriocanal, Guichuan Yu, Greger.
Le projet a reçu le support de Smart (Spintronic Materials for Advanced Inforrmination Technologies), un centre de recherche de premier plan dans le cadre du programme NCORE de la SEMICONDUCTOR Research Corporation, financé par l’Institut national des normes et de la technologie. Un soutien supplémentaire est venu du programme Global Research Collaboration Logic and Memory, le Facility de University of Minnesota Caractérisation et le Minnesota Nano Center.
