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Albert Fert, Médaille d’or 2003 du CNRS

Figure 2

De la physique fondamentale des spins à la technologie de pointe appliquée au quotidien


(A) Variation de la résistance électrique de multicouches fer/chrome en fonction du champ magnétique appliqué (première observation de GMR). Un kiloOersted correspond à un dixième de Tesla.

Les schémas en dessous de la courbe représentent la configuration des aimantations de couches de fer successives à diverses valeurs du champ. Dans le cas de la multicouche où l’épaisseur de fer est de 30 angströms (1 Å= 10-10m), et celle du chrome de 9 angströms, la variation relative de résistance (magnétorésistance) s’élève à 80%.

(B) Illustration du mécanisme de la GMR.

Les grandes flèches horizontales représentent les aimantations de deux couches ferromagnétiques successives. Les lignes obliques représentent des trajectoires d’électrons. On suppose que ces derniers se propagent plus facilement à l’intérieur d’une couche quand leur spin (petites flèches horizontales) est parallèle à l’aimantation. Dans la configuration (a) où les couches ferromagnétiques ont des aimantations parallèles, la moitié des électrons se propagent facilement partout, ce qui se traduit par un effet de court-circuit par un canal de conduction de faible résistance électrique. Dans la configuration (b) d’aimantation « antiparallèle », les électrons des deux directions de spin sont ralentis dans une couche ferromagnétique sur deux, l’effet de court-circuit n’existe plus et la résistance est beaucoup plus élevée.

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