L’effet de transfert de spin, prédit en 1996 par J. Slonczewski, est désormais le sujet de nombreuses études expérimentales et théoriques. Il a d’abord été montré qu’un courant polarisé en spin (~107 A.cm-2) injecté à travers une couche ferromagnétique fine pouvait renverser son aimantation. Plus récemment, des études expérimentales ont prouvé que, sous certaines conditions de courant injecté et de champ appliqué, un courant polarisé en spin pouvait générer des précessions de l’aimantation à des fréquences de l’ordre du gigahertz. Ces précessions entretenues peuvent être observées dans les tricouches standards du type F1/N/F2, où une épaisse couche ferromagnétique F1 sert à préparer le courant polarisé en spin injecté à travers la couche ferromagnétique fine F2, induisant ainsi des précessions entretenues de l’aimantation. L’effet de Magnétorésistance Géante (GMR) de la tricouche convertit la précession magnétique en un signal électrique micro-onde. Ces oscillateurs à transfert de spin sont des oscillateurs non-linéaires. Ils émettent à des fréquences dont la valeur dépend du champ et du courant appliqué, et peuvent présenter des largeurs de raies d’émission hyperfréquence très fines. Ils sont donc des candidats prometteurs pour les applications aux télécommunications, où le besoin d’oscillateurs intégrés et agiles en fréquence est en pleine croissance. Le défaut principal de l’oscillateur à transfert de spin est sa très faible puissance d’émission (~ -40 dBm pour un oscillateur unique). Une solution pour résoudre cette difficulté est de parvenir à synchroniser plusieurs oscillateurs, c’est-à-dire les forcer à émettre de façon cohérente à la même fréquence (et en phase) malgré la dispersion intrinsèque de leurs fréquences propres.
La synchronisation (ou plus précisément l’auto-synchronisation) a été étudiée intensivement depuis les années 80 non seulement en raison de ses nombreuses applications potentielles (en physique, en biologie, en médecine), mais aussi parce que c’est un véritable défi théorique que de comprendre le comportement de larges ensembles de systèmes dynamiques non-linéaires. Je montrerai que les oscillateurs à transfert de spin partagent avec des systèmes aussi divers que certaines espèces de lucioles (Pteroptyx malaccae), de criquets, les cellules cardiaques ou encore les jonctions Josephson la propriété de pouvoir s’auto-synchroniser. Je reviendrai sur les origines physiques de la synchronisation et discuterai les résultats des simulations numériques. J’évoquerai également la possibilité que ces phénomènes d’auto-synchronisation ne soient pas étrangers à la faible largeur d’émission spectrale des oscillateurs à transfert de spin.
La synchronisation (ou plus précisément l’auto-synchronisation) a été étudiée intensivement depuis les années 80 non seulement en raison de ses nombreuses applications potentielles (en physique, en biologie, en médecine), mais aussi parce que c’est un véritable défi théorique que de comprendre le comportement de larges ensembles de systèmes dynamiques non-linéaires. Je montrerai que les oscillateurs à transfert de spin partagent avec des systèmes aussi divers que certaines espèces de lucioles (Pteroptyx malaccae), de criquets, les cellules cardiaques ou encore les jonctions Josephson la propriété de pouvoir s’auto-synchroniser. Je reviendrai sur les origines physiques de la synchronisation et discuterai les résultats des simulations numériques. J’évoquerai également la possibilité que ces phénomènes d’auto-synchronisation ne soient pas étrangers à la faible largeur d’émission spectrale des oscillateurs à transfert de spin.
Unité Mixte de Physique CNRS/Thales