Le réseau européen SpintronicFactory publie sa feuille de route sur la spintronique
Les dispositifs spintroniques exploitent le spin de l’électron, ainsi que la charge et pourraient apporter de nouvelles capacités à l’industrie de la microélectronique. Cette discipline, à la frontière entre magnétisme et microélectronique arrive en effet à maturité, offrant de larges perspectives en matière d’innovations.
L’industrie microélectronique lui fait aujourd’hui une place de choix, avec le lancement en production industrielle chez les acteurs majeurs du domaine (Samsung, TSMC, INTEL, Global Foundries) d’un nouveau type de mémoires magnétiques – les MRAM (Magnetic Random Access Memory) – offrant aux circuits électroniques de nouvelles fonctionnalités et des performances améliorées, en particulier en termes de consommation électrique.
Le consortium européen SpintronicFactory*, créé en 2016, vise à promouvoir en Europe la recherche d’excellence en spintronique et tout le potentiel d’innovations qu’elle porte. Il a publié, le 19 août 2020, sa vision de la feuille de route de la spintronique applicative dans Nature Electronics qui identifie les prochains défis à relever :
Dans le domaine des mémoires
- réalisation de puces de très hautes densités par le développement de solutions disruptives d’inspiration 3D ;
- réduction de la consommation électrique par la mise en œuvre d’effets fondamentaux d’interface, moins énergivores, utilisant le couplage quantique spin-orbite ou le contrôle par tension électrique des propriétés magnétiques sans passage de courant électrique.
Dans le domaine des capteurs
- amélioration de la sensibilité ;
- élargissement de la gamme de mesure du champ magnétique ;
- innovation sur les architectures de capteurs.
Ces défis reflètent les besoins très diversifiés de ce marché, qui concernent les téléphones intelligents (magnétomètres 3D / boussoles numériques), le secteur automobile (capteurs de position linéaire ou angulaire, de vitesse), les capteurs de courant et de puissance, les scanners. De nouvelles applications font leur apparition dans l’Internet des objets (IoT) et les domaines du biomédical avec le développement de dispositifs fiables à faible consommation sur silicium ou substrats souples.
Dans les technologies radiofréquence et térahertz (THz)
- transfert applicatif de l’utilisation d’un courant électrique continu pour générer des oscillations radiofréquences d’aimantation et réciproquement.
Les preuves de concept ont été démontrées, pour des fonctions d’oscillateur et de diode qui sont intéressantes pour les composants télécoms. Il faut maintenant permettre leur intégration concrète dans différents domaines applicatifs, en particulier les télécommunications compactes et basse consommation, les applications THz (imagerie, sécurité), les micro-récupérateurs d’énergie et l’intelligence artificielle.
Enfin, de manière plus prospective, des jalons sont proposés pour démontrer le potentiel applicatif de la spintronique, réaliser directement le traitement de l’information en utilisant le spin de l’électron et non seulement sa charge électrique, permettant de réduire encore la consommation des circuits électroniques ou d’introduire de nouvelles fonctionnalités. Les défis identifiés relèvent en particulier de l’efficacité des conversions entre courant de spin et courant de charge dans les nouveaux concepts.
*consortium européen SpintronicFactory*, piloté par les laboratoires français Spintec (CEA, CNRS, Université Grenoble Alpes) et l’Unité mixte Thales-CNRS (Palaiseau).
Autre article :Le Leti et l’institut KIST Coréen s’associent en R&D
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