Les textures de spin non-colinéaires telles que les skyrmions suscitent actuellement un grand intérêt tant fondamental (lié à l’influence de la topologie du réseau de spin sur les propriétés électroniques) qu’appliqué (pour le stockage d’information). Le matériau multiferroïque BiFeO3 possède naturellement un ordre de spin non colinéaire, qui de plus est contrôlable électriquement.

Dans BiFeO₃, les spins s’ordonnent selon une cycloïde de 62 nm de période. Nous avons montré que lorsque BiFeO₃ est élaboré en couches minces, les contraintes induites par le substrat et/ou l’application d’un champ magnétique allongent cette période voire détruisent l’ordre cycloïdal. En combinant plusieurs stimuli (contrainte, champ magnétique ou même champ électrique), il apparaît donc possible de stabiliser diverses textures de spin non-colinéaires, ce qui présente un fort potentiel pour la spintronique ou la magnonique.

Référence : Strain and Magnetic Field Induced Spin-Structure Transitions in Multiferroic BiFeO₃

A. Agbelele, D. Sando, C. Toulouse, C. Paillard, R. D. Johnson, R. Rüffer, A. F. Popkov, C. Carrétéro, P. Rovillain, J.-M. Le Breton, B. Dkhil, M. Cazayous, Y. Gallais, M.-A. Méasson, A. Sacuto, P. Manuel, A. K. Zvezdin, A. Barthélémy, J. Juraszek, and M. Bibes. Advanced Materials, 2017, 1602327

Contact NanoSaclay: Manuel Bibes, Unité Mixte de Physique CNRS/Thales, Palaiseau

Collaborations:

• Laboratoire Matériaux et Phénomènes Quantiques, Université Paris Diderot-Paris 7
• Laboratoire Structure, Propriétés et Modélisation des Solides,  CentraleSupelec, Châtenay-Malabry
• Laboratoire Clarendon, Département de Physique de l’Université d’Oxford, Royaume-Uni
• European Synchrotron Radiation Facility, Grenoble
• Institut de physique et de technologie de Moscou, Russie
• ISIS Facility, Royaume-Uni