Un mince sandwich de deux matériaux différents. On y fait passer un courant électrique – et la couche supérieure s'aimante dans un sens, la couche inférieure dans le sens opposé. Ce n'est pas un tour de magie, mais l'effet Edelstein de couche (de l'anglais layer Edelstein effect), que des physiciens viennent de décrire.
Dans la vie courante, électricité et magnétisme sont étroitement liés, mais il n'est pas facile de contrôler l'aimantation par un courant. Ici, c'est la nature même du système bicouche qui entre en jeu : la symétrie du cristal fait que les électrons des différentes couches se mettent à « tourner » (changer leur spin – leur rotation propre) dans des directions opposées. Il en résulte une différence de moments magnétiques entre les couches – et aucun aimant externe n'est nécessaire.
Les auteurs ont testé l'idée sur des matériaux réels : ils ont empilé des paires de couches de MoSSe, MoTe₂ et WTe₂ et, grâce à des simulations numériques, ont confirmé que l'effet existe et qu'il est universel. De plus, un faible champ externe peut activer des composantes supplémentaires de l'aimantation, comme un interrupteur. C'est ainsi que naît un outil pour l'électronique ultra-compacte du futur.
Le spin de l'électron peut être imaginé comme une minuscule aiguille de boussole. Dans l'effet Edelstein de couche, ces aiguilles pointent dans des directions opposées sur les différentes couches, alors que le matériau dans son ensemble reste non magnétique.