SPINCOM - PEPR Spin

Aperçu

Développer la spintronique RF pour des solutions de communication intelligente

Ursula Ebels, SPINTEC

Le projet SPINCOM a pour objectif de s’appuyer sur les propriétés dynamiques multifonctionnelles et non linéaires présentées par les nano-oscillateurs spintroniques (STNO) basés sur des jonctions tunnel magnétiques à l’échelle nanométrique, pour répondre aux problèmes clés des systèmes de communication sans fil à micro-ondes qui font partie des réseaux de capteurs, de l’informatique de pointe et des applications IoT.

En combinant la physique du transfert de spin avec la dynamique hautement non linéaire de l’aimantation, ces dispositifs à l’échelle nanométrique (typiquement 100 nm) peuvent générer (conversion DC-RF) et détecter (conversion RF-DC) des signaux hyperfréquences avec une faible consommation d’énergie, un faible encombrement et une grande agilité en fréquence, couvrant une large gamme de fréquences de plusieurs centaines de MHz à plusieurs dizaines de GHz.

Les partenaires de SPINCOM ont été les pionniers dans ce domaine de recherche et ont apporté des contributions essentielles pour découvrir le riche spectre des propriétés multifonctionnelles des STNO simples et couplés, démontrant leurs propriétés de modulation, de synchronisation, de couplage et chaotiques, leur fonctionnement au niveau du système en tant qu’analyseurs de spectre rapides et au sein de boucles à verrouillage de phase, ainsi que leur capacité de co-intégration monolithique CMOS-spintronique.

Afin d’établir des solutions matérielles compactes et à faible consommation pour l’informatique de pointe et les communications sécurisées utilisant les STNO, le projet SPINCOM a pour objectif d’adresser un certain nombre de défis scientifiques et techniques. Le premier concerne l’optimisation de la conversion RF-DC par l’ingénierie des modes dynamiques et des matériaux, ainsi que la conception correcte de circuits RF à faible consommation, pour la collecte d’énergie RF et les récepteurs radio de réveil (WuR). La seconde implique la maîtrise des dynamiques complexes, telles que le chaos ou les points exceptionnels, qui peuvent se produire dans le cas de plusieurs STNO couplés ou de la rétroaction retardée d’un seul oscillateur. Enfin, la réponse de ces STNO couplés à des entrées complexes dépendant du temps doit être quantifiée, afin d’établir leur champ d’application dans le traitement de l’information.

Le consortium

SPINTEC (CEA, Grenoble), Institut Jean Lamour (Université de Lorraine, Nancy), Laboratoire Albert Fert (CNRS, Palaiseau), Service de Physique de l’Etat Condensé (CEA, Gif-sur-Yvette), Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies (Université Paris-Saclay, Palaiseau), Techniques of Informatics and Microelectronics for integrated systems Architecture (Université Grenoble-Alpes)