Spintronique avec skyrmions: comprendre et controler la stabilité et le movement des skyrmions magnetiques du micron à l'échelle nanométrique

par Jose antonio PeñA GarcíA

Projet de thèse en Nanophysique

Sous la direction de Stefania (phys) Pizzini et de Jan (phys) Vogel.

Thèses en préparation à Grenoble Alpes , dans le cadre de Physique , en partenariat avec Institut Néel (laboratoire) depuis le 26-02-2018 .


  • Résumé

    Les skyrmions magnétiques sont des textures de spin avec des dimensions nanométriques et une topologie non triviale. Ces structures tourbillonnaires chirales ont été étudiées théoriquement il y a plus de deux décennies et observées à basse température sous la forme de réseaux hexagonaux dans des cristaux non centrosymétriques. L'observation récente de skyrmions à température ambiante dans des multicouches magnétiques conventionnelles à base de métaux de transition est très prometteuse pour les applications dans la spintronique, incluant les mémoires magnétiques et les portes logiques. Les objectifs de ce projet sont triples. Tout d'abord, nous allons procéder à l'ingénierie des matériaux pour optimiser la stabilité et le déplacement induit par le courant des skyrmions. Deuxièmement, nous utiliserons directement l'effet du champ électrique sur les skyrmions, dans un dispositif où ils seront déplacés par le courant le long d'un fil avec des électrodes locales servant à nucléer, annihiler et contrôler leur position. Le troisième aspect impliquera l'utilisation et le développement de modèles théoriques pour les skyrmions magnétiques.

  • Titre traduit

    Spintronics with skyrmions: understanding and controlling magnetic skyrmion stability and movement from micron to nanoscale


  • Résumé

    Magnetic skyrmions are swirling spin textures with nanoscale dimensions and a non-trivial topology. These chiral swirling structures were studied theoretically more than two decades ago and observed at low temperature in the form of hexagonal lattices in non-centrosymmetric crystals. The recent observation of skyrmions at room temperature in conventional transition-metal-based magnetic multilayers is very promising for spintronics applications including magnetic memories and logic gates. The objectives of this project are threefold. First, we will proceed in material engineering to optimize the stability and current induced displacement of skyrmions. Secondly, we will directly make use of the electric field effect on skyrmions, in a device where they will be displaced by current along a wire with local electrodes serving to nucleate, annihilate and control their position. The third aspect will involve the use and development of theoretical models for magnetic skyrmions.