Magnétorésistance à effet tunnel

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En physique, la magnétorésistance à effet tunnel, ou magnétorésistance tunnel (abrégée TMR) est une propriété qui apparait quand deux matériaux ferromagnétiques sont séparés par une fine membrane isolante (de l'ordre de 1 nm).

Phénoménologie[modifier | modifier le code]

La résistance électrique opposée au passage du courant par effet tunnel d'un matériau à l'autre au travers de la couche isolante varie alors en fonction de l'orientation relative de l'aimantation des deux couches. C'est pour un alignement parallèle que le courant aura plus tendance à traverser l'isolant, l'effet Tunnel étant plus probable. Mais lorsque les aimantations sont anti-parallèles, c'est la résistance qui est alors maximale. L'application d'un champ magnétique permet de modifier individuellement l'orientation de l'aimantation d'une couche. Ainsi on peut passer d'un maximum de résistance à un minimum.

Histoire[modifier | modifier le code]

La magnétorésistance à effet tunnel fut découverte en 1975 par Michel Jullière, professeur à l'INSA de Rennes, utilisant du fer comme matériau ferromagnétique et du germanium comme isolant.

On ne put cependant réaliser l'effet à température ambiante qu'à partir de 1995, grâce aux travaux de Jagadeesh Moodera, à la suite du regain d'intérêt pour le domaine motivé par la découverte de la magnétorésistance géante qui valut le prix Nobel de physique en 2007 à Albert Fert et Peter Grünberg.

Utilisations[modifier | modifier le code]

Cet effet est aujourd'hui à la base de la mémoire magnétique (MRAM ; pour Magnetic Random Access Memory) et des capteurs de disques durs.
Les utilisations de cet effet pourraient dans un proche avenir s'étendre de la nanotechnologie à l'électronique de spin.

Un nouvel élément magnétorésistant à effet tunnel (TMR) développé par une équipe japonaise[1] en 2009 semble pouvoir permettre des MRAM de 10 Go dans un proche avenir[2],[3]. Très stable, il permet de stocker des informations en n'utilisant qu'un faible courant pour l'écriture de données. Les chercheurs estiment pouvoir atteindre le Go (via la magnétisation dans le plan de la couche magnétorésistante) puis les 10 Go (en utilisant la magnétisation perpendiculaire à ce plan).

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

  • (en) J. S. Moodera et. al., « Large Magnetoresistance at Room Temperature in Ferromagnetic Thin Film Tunnel Junctions », Phys. Rev. Lett., vol. 74,‎ 1995, p. 3273–3276 (en) aps
  • (en) G. Binasch et. al., « Enhanced magnetoresistance in layered magnetic structures with antiferromagnetic interlayer exchange », Phys. Rev. B, vol. 39,‎ 1989, p. 4828–4830 (en) aps
  • (en) M. N. Baibich et. al., « Giant Magnetoresistance of (001)Fe/(001)Cr Magnetic Superlattices », Phys. Rev. Lett., vol. 61,‎ 1988, p. 2472–2475 (en) aps
  • (en) J. S. Moodera and George Mathon, « Spin polarized tunneling in ferromagnetic junctions », Magn. Magn. Mater., vol. 200,‎ 1999, p. 248-273 (en) sciencedirect
  1. groupe de recherche sur la spintronique de l'institut de recherche de Nanoélectronique de l'AIST (Institut National des Sciences et des Techniques Industrielles Avancées)
  2. Tech-On(2010/01/18)
  3. BE Japon N°528 ; Ambassade de France au Japon (ADIT 2010/02/01)