Le cristal de phosphate de lithium-cobalt ressemble à un échiquier dont les cases noires et blanches sont des régions où les moments magnétiques des ions cobalt pointent dans des directions opposées. Ces régions sont appelées domaines antiferromagnétiques, et jusqu'à présent, il était difficile de les observer : les méthodes usuelles exigeaient un équipement complexe ou endommageaient l'échantillon. Une équipe de chercheurs a trouvé le moyen d'éclairer cet « échiquier » avec de la lumière infrarouge.
Il s'avère que les deux variétés de domaines absorbent différemment la lumière à une longueur d'onde précise — environ 1550 nanomètres, celle-là même qui est utilisée dans les télécommunications par fibre optique. Cette différence d'absorption provient du fait que les ions cobalt du cristal sont entourés d'octaèdres d'oxygène légèrement déformés, et cette déformation affecte les électrons différemment selon la direction du moment magnétique. Si l'on dirige la lumière le long d'un axe du cristal, un type de domaines l'absorbe plus fortement, l'autre plus faiblement.
Grâce à ce contraste, les chercheurs ont pu cartographier les domaines avec un simple microscope optique, en faisant passer la lumière à travers une fine lame du cristal. Pas de sondes magnétiques sophistiquées ni de rayonnement synchrotron : seulement une source de lumière, des lentilles et une caméra. Cela offre un moyen simple et rapide d'observer la structure magnétique des antiferromagnétiques, considérés comme prometteurs pour la création de mémoires ultra-denses et économes en énergie.
L'échiquier de domaines magnétiques est désormais visible à l'œil nu — à condition de regarder à travers un filtre infrarouge. Les ingénieurs pourront ainsi vérifier plus rapidement la qualité des matériaux et les ajuster pour les futurs dispositifs.
Les antiferromagnétiques ne créent presque pas de champ magnétique externe, de sorte que les domaines voisins ne se gênent pas mutuellement — on peut les empiler plus densément que dans les disques durs classiques.
Dans le roman d'Arthur C. Clarke « La Cité et les étoiles », l'information est stockée dans des cristaux qui modifient leurs propriétés optiques ; un principe similaire pourrait être à la base d'une mémoire à domaines antiferromagnétiques.