B1.Introduction : Qu’est-ce que la Photonique de Spins ?
La Photonique de Spins est un nouveau domaine de recherche dont le but est d’utiliser les photons pour stocker et traiter l’information sur des supports magnétiques. Actuellement, les méthodes les plus efficaces employées dans l’enregistrement de l’information utilisent des impulsions de champ magnétique qui permettent d’inscrire des bits d’information élémentaire. Cette approche, associée à un transport des électrons sans modifier leur état de spin, est au coeur d’un nouveau domaine scientifique appelé Spintronique (ou électronique de spins). De manière alternative, les photons peuvent être utilisés pour inscrire de l’information, comme par exemple le motif montré sur la figure 1, ainsi que pour étudier les propriétés fondamentales de l’interaction de la lumière avec les matériaux magnétiques. L’utilisation de photons pour écrire et effacer des bits d’information sur des supports magnétiques présente plusieurs avantages spécifiques aux laser : la longueur d’onde accordable, la durée très courte des impulsions lumineuses disponible en Optique Ultra-rapide, le moment de spin ±h des photons transporté par de la lumière polarisée circulairement. Ces différents avantages sont de fait déjà utilisés. Par exemple, la longueur d’onde laser peut être ajustée pour exciter de manière résonante des états de spins dans des semiconducteurs ; on peut envisager extrapoler la technologie actuelle bien au-delà de la bande passante d’un GigaHertz en utilisant des impulsions laser femtosecondes ; la lumière polarisée linéairement ou circulairement permet de sélectionner des transitions optiques spécifiquesdans des semiconducteurs ou d’induire des commutations toutes optiques dans des matériaux ferrimagnétiques. A l’heure actuelle la Photonique de Spins est un domaine scientifique émergent qui est loin de pouvoir concurrencer la technologie des dispositifs magnétiques, utilisée par exemple dans les disques durs d’ordinateurs de quelques Gigabytes et tournant à une vitesse de quelques milliers de tours/minute. Néanmoins, plusieurs découvertes faites ces dix dernières années sont très prometteuses.