Une pellicule étirée modifie le motif magnétique express
Une fine pellicule d'oxyde de fer SrFeO3 repose sur un substrat qui l'étire légèrement. À l'intérieur de la pellicule, les moments magnétiques des atomes s'enroulent en spirale, comme un escalier en colimaçon. L'étirement a modifié cet escalier : le pas est devenu plus court et l'axe lui-même s'est incliné.
La cause réside dans l'oxygène. Le réseau étiré perd plus facilement des atomes d'oxygène, laissant des lacunes. Ces lacunes écartent les atomes de fer voisins, et la liaison fer-oxygène change. Un type d'échange magnétique (direct, via l'oxygène) est renforcé, tandis qu'un autre (via les électrons itinérants) s'affaiblit. En fin de compte, la spirale se resserre et s'incline.
Cette astuce — contrôler le magnétisme par expansion chimique — ouvre la voie au réglage des motifs magnétiques sans champs magnétiques intenses. À l'avenir, cela pourrait servir dans des dispositifs où l'information est transportée non pas par des électrons, mais par des tourbillons magnétiques.
L'oxyde de fer SrFeO3 appartient à une famille de matériaux où l'oxygène quitte facilement le réseau, comme l'eau s'échappe d'une éponge. Chaque molécule d'oxygène qui part laisse derrière elle une lacune qui écarte légèrement les atomes voisins.
Dans le roman « L'Œil du cauchemar » de Peter Watts, les vaisseaux extraterrestres utilisent des champs magnétiques pour se camoufler. Contrôler les tourbillons magnétiques dans des pellicules est un pas vers une telle exotique.