• Ingénierie: l'asymétrie des couches de dichalcognénures de métaux de transition de type Janus, permet de prédire une nouvelle possibilité de générer des skyrmions!____¤202010

     

    Une étude, dont les résultats intitulés «Very large Dzyaloshinskii-Moriya interaction in two-dimensional Janus manganese dichalcogenides and its application to realize skyrmion states» ont été publiés dans la revue Physical Review B et sont disponibles en pdf, a, en exploitant l'asymétrie des couches de dichalcognénures de métaux de transition de type Janus, permis de prédire une nouvelle possibilité de générer des skyrmions en donnant les conditions de leur stabilité.

     

    Relevons tout d'abord que «les skyrmions magnétiques sont des quasiparticules de spin, analogues à des tourbillons à deux dimensions, que l'on peut créer, déplacer et détecter à l'aide de courants électriques dans des nano-circuits». Ils sont intéressants «pour de nombreux types d'applications en nanoélectronique, comme la fabrication de mémoires ou de dispositifs logiques».

     

    Alors que, jusqu'ici, les recherches sur les skyrmions «se sont concentrées sur des multicouches magnétiques métalliques associant des couches de métaux magnétiques classiques (cobalt, fer…) et des couches de métaux lourds (platine, iridium…), une association générant des interactions magnétiques favorables à l'existence de skyrmions», ce travail «prédit que des skyrmions peuvent aussi exister dans des monocouches de Dichalcogénures de Métaux de Transition (TMD) de type Janus».

     

    MnSe2, «constitué d'une couche centrale de manganèse (Mn) entourée de deux couches de sélénium (Se)» est un exemple de TMD. MnSeTe est un TMD de type Janus, «où un chalcogène lourd, le tellure, remplace le sélénium sur un côté de la couche bidimensionnelle de TMD» de sorte que «celle-ci présente alors, d'une part une asymétrie entre haut et bas, ce qui est une condition pour l’existence de l’interaction responsable de la formation des skyrmions (l'interaction Dzyaloshinskii-Moriya, DMI), et d'autre part un atome lourd, ce qui, comme pour les multicouches classiques, est aussi nécessaire pour que l'interaction DMI soit importante».

     

    Cette étude prédit «alors l'existence de skyrmions dans MnSeTe et dans MnSTe en s'appuyant tout d'abord sur des calculs de type ab initio qui montrent que la DMI peut être aussi importante que dans les multicouches classiques». Puis, elle s'appuie «ensuite sur des calculs de type Monte Carlo» pour montrer «comment ces skyrmions peuvent être stabilisés à basse température et en présence d'un champ magnétique».

     

    Au bout du compte, «ces prédictions théoriques des plages de température et champ magnétique où des skyrmions peuvent être obtenus guideront l'exploration expérimentale de cette nouvelle voie pour la réalisation des objets magnétiques topologiques fascinants que sont les skyrmions».

     

     

     


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