Le transfert magnétoélectrique d’un motif de domaine pour la protection des données numériques

20 décembre 2022

Résultats scientifiques

Des scientifiques de l’Institut des molécules et matériaux du Mans (CNRS / Le Mans Université), en collaboration avec des équipes suisses (ETH Zurich) et japonaises (RIKEN, Université de Tokyo), viennent de faire basculer un « motif de domaine », élément de base du stockage de l’information binaire, d’un état magnétique vers un état électrique. Ce résultat ouvre des perspectives pour l’encodage et la sécurisation des informations numériques en la rendant par exemple indétectable par la présence de champs magnétiques externes.

Les informations numériques sont généralement converties en régions magnétiques ou électriques que l’on inscrit, par exemple, sur le disque dur d'un ordinateur. Les configurations de ces régions magnétiques ou électriques – également appelées « motifs de domaine » – représente un bloc d'information. Choisir entre un état magnétique ou électrique et pouvoir basculer instantanément de l’un à l’autre pourrait présenter de nombreux avantages, comme stocker l'information de manière plus sécurisée en la rendant indétectable par la présence de champs magnétiques ou électriques externes. Pour cela, on doit s’orienter vers le design de matériaux dits « multiferroïques » qui peuvent mémoriser simultanément des instructions électriques et magnétiques.

Dans un article récemment paru dans la revue Science, des scientifiques de l’Institut des molécules et matériaux du Mans (CNRS / Le Mans Université), en collaboration avec des équipes suisses (ETH Zurich) et japonaises (RIKEN, Université de Tokyo), décrivent comment ils ont réalisé pour la première fois le transfert d'un motif de domaine entre l'état magnétique et l'état électrique. Ce processus quasi-instantané est réversible, et se distingue d'une simple duplication car il efface l'information contenue dans l'état d'origine en même temps qu'il la crée dans l'état de destination. En d'autres termes, une information numérique stockée sur un disque dur peut être convertie à volonté entre l'état magnétique et l'état électrique.

En termes d'applications, ce transfert magnétoélectrique ouvre des perspectives pour l’encodage et la sécurisation des informations numériques.

Rédacteur : CCdM

weber_image1 — Transfert magnétoélectrique de domaines. L'application d'un champ magnétique transforme un motif de domaine magnétique en un motif ferroélectrique, tout en l'effaçant simultanément à l'état magnétique d’origine. Un champ électrique inverse le processus. La conversion est permise grâce l’existence d’un ordre caché sans aimantation ni polarisation qui agit comme une mémoire temporaire pour le transfert d'informations. © Mads Weber

weber_gif — Inversion de motif de domain magnetique. Les régions sombres et claires indiquées sont des domaines magnétisés « vers le haut » et « vers le bas » mesurés par microscopie à effet Faraday. L'application d'un champ électrique homogène inverse le motif du domaine de manière réversible. © Ehsan Hassanpour

Référence

Ehsan Hassanpour, Yannik Zemp, Yusuke Tokunaga, Yasujiro Taguchi, Yoshinori Tokura,Thomas Lottermoser, Manfred Fiebig & Mads C. Weber
Magnetoelectric transfer of a domain pattern
Science (2022)