Inversion ultra-rapide de l'aimantation au moyen d'impulsions demi-cycle THz intense

 

Alain Pignolet

Institut national de la recherche scientifique

 

Domaine : nature et interactions de la matière

Programme projet de recherche en équipe

Concours 2012-2013

L'objectif principal de la recherche proposée est de démontrer une inversion ultrarapide de la magnétisation induite par une impulsion THz demi-cycle intense. L'inversion de l'aimantation peut être obtenue en appliquant un champ magnétique soit antiparallèlement soit perpendiculairement à l'aimantation du matériau. Malheureusement, pour des matériaux magnétiques classiques les champs magnétiques externes nécessaires à ce que la résonance ferromagnétique se trouve dans la bande THz ne sont pas actuellement réalisables. Cependant, ce champ peut être considérablement réduit pour des nouveaux matériaux bien conçus. Deux approches seront suivies afin d'induire une commutation dans la gamme des THz: (1) appliquer un champ magnétique très intense, couplé à l'utilisation de structure focalisant et amplifiant localement le champ, et (2) développer des matériaux nouveaux possédant une anisotropie cristalline extrêmement élevée. Dans ce travail, nous considérons les deux approches, car c'est la combinaison des deux qui mènera au succès de ce projet. Des simulations numériques de la dynamique de l'aimantation en utilisant le rayonnement THz permettront de mieux comprendre les expériences et aideront à trouver les paramètres expérimentaux appropriés. Nouveau point de vue de la physique fondamentale, le produit final de ce projet sera aussi la preuve conceptuelle d'un dispositif à mémoire magnétique à écriture par impulsion THz et lecture optique avec temps de réponse de l'ordre de la picoseconde, ce qui est trois ordres de grandeur plus rapide que ce que permet la technologie actuelle.