Spintronique

La spintronique est une discipline récente qui exploite une propriété magnétique et quantique de l’électron appelée « spin » (rotation).

Comme son nom anglais l’indique, le spin décrit le moment cinétique d’une particule, c’est-à-dire la grandeur vectorielle qui décrit l’état de rotation d’un système. Il est dû à la rotation de cette dernière sur elle-même, à l’instar d’une toupie. 

L’existence de ce moment cinétique permet à la particule de porter une charge magnétique, ce qui la rend similaire à un petit aimant. Elle ne peut, dès lors, prendre que deux orientations par rapport à un champ magnétique : dans la direction du champ ou dans le sens contraire.

Les disques durs ont été les premiers à bénéficier de cette découverte. La lecture de l’orientation magnétique des bits (0 ou 1) permet d’augmenter la densité de stockage dans un facteur proche de mille. 

L’étape suivante vise à remplacer la mémoire vive traditionnelle (RAM) par une MRAM pour Magnetic Random Access Memory. Alors que la RAM est volatile, la MRAM est permanente. Il n’est plus nécessaire de recharger une application au redémarrage d’un ordinateur ou même de l’installer en local. La MRAM est moins énergivore.

Au-delà du stockage, la spintronique permet de concevoir de nouveaux composants comme des capteurs magnétiques, des microcontrôleurs, des circuits radiofréquences ou des puces pour les objets connectés.

Une étude du cabinet Mordor Intelligence estime le marché mondial pour ces composants à 3,62 milliards de dollars en 2019. Il devrait connaître une croissance moyenne de plus de 47 % par an pour atteindre près de 26 milliards de dollars en 2025.

Après deux prix Nobel de physique qui ont ouvert la voie – Louis Néel en 1970 et Albert Fert en 2007 –, la France semble être en pointe dans ce domaine (source L’Usine Nouvelle). Notre pays peut compter sur un laboratoire de R&D, Spintec,et des startups prometteuses comme Crocus Technology, Antaïos, Hprobe, Crivasense Technologies, et Spin-Ion Technologies. 

Au niveau européen, la SpintronicFactory fédère les acteurs académiques et industriels du Vieux Continent comme les jeunes pousses RebusLabs (Suisse) NanOsc (Suède) ou le fabricant de semi-conducteurs allemand Infineon Technologies.

Sur le plan international, des acteurs de poids américains ou asiatiques comme IBM, Intel, Samsung et Toshiba leur font face et les obligent à batailler.