La spintronique est une discipline qui vise à remplacer la charge par le spin des électrons dans des dispositifs de l’électronique et des technologies de l’information. Son principe repose sur la manipulation de courants d’aimantation (de spin) qui peuvent remplacer avantageusement les courants de charges électriques trop consommateurs d’énergie.

Magnetic sensors based on the displacement of a vortex core in a magnetic tunnel junction are currently proposed to obtain linear field responses over a large range (typically a few tens of mT) while keeping a very good sensitivity for various applications (automotive, biomedical). However, these sensors present a very important low frequency magnetic noise which limits their detection performance.

Les matériaux ferroélectriques ont connu un essor considérable en raison de leurs applications potentielles dans des domaines comme la spintronique ou la conversion de l’énergie solaire1–3. Au SPEC nous avons étudié le rôle des interfaces, du substrat et des couches d’oxyde supérieures sur les propriétés ferroélectriques des hétérostructures à base des couches minces de BaTiO34.

La métrologie (spectroscopie, mesures de temps ou de distances) ou encore la réalisation de réseaux optiques quantiques nécessitent des sources de photons uniques efficaces. Une équipe du SPEC à Saclay, en collaboration avec l'IQST d'Ulm en Allemagne, démontre expérimentalement une voie originale pour obtenir une source de photons microonde uniques, simple, efficace et brillante.

Pure spin conductors could behave as nonlinear component in the high power regime, hereby opening up considerably the realm of functions realizable with magnetic materials. An additional feature is that these are continuously tunable by an external magnetic field.  

Du fait de leur très haute sensibilité, les capteurs magnétiques basés sur le principe de la magnétorésistance géante (Giant Magneto Resistance - GMR) ont de nombreuses applications, principalement dans le domaine de l'engistrement magnétique. Les applications biologiques ne sont pas en reste, puisque l'activité biologique (neuronale, musculaire, ...

De nos jours, être capable de réaliser des mesures locales sur des très faibles volumes d’échantillons (inférieur au nanolitre), afin effectuer par exemple  un diagnostic précoce de certaines pathologies ou pour  détecter des d’objets de taille nanométrique ou subnanométriques; représente un réel défi.

En 2010, des chercheurs japonais ont prouvé que du moment magnétique de spin pouvait être échangé entre l'aimantation d'un matériau ferromagnétique isolant et les électrons de conduction d'un métal normal adjacent [1].

L’imagerie par Résonance Magnétique (IRM) est usuellement réalisée avec une polarisation des spins nucléaires sous un champ fort de plusieurs Tesla. Une IRM peut aussi être obtenue pour des champs de l'ordre du milliTesla, à condition de disposer d'un détecteur de sensibilité suffisante.

Une nanostructure ferromagnétique est un résonateur : mise hors d’équilibre, son aimantation précesse naturellement dans la gamme du GHz. Cela crée un champ de fuite dipolaire à longue portée qui peut être suffisamment intense pour coupler plusieurs oscillateurs ferromagnétiques rapprochés. Il est important de quantifier expérimentalement l’intensité de ce couplage dynamique entre nanostructures magnétiques.

In a vortex-state magnetic nanodisk, the static magnetization is curling in the plane, except in the disk center where it is pointing out-of-plane, either up (polarity p=+1) or down (p=-1). The lowest energy excitation mode of this ground state is the so-called gyrotropic mode [1], corresponding to a gyration of the vortex core around its equilibrium position at the center of the disk.