Albert Fert

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Posté par talos 17/04/2009 @ 14:14

Tags : albert fert, physique, science

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Albert Fert

Albert Fert lors d'une conférence fin janvier 2009

Albert Fert est un physicien français né le 7 mars 1938 à Carcassonne (Aude), spécialiste de physique de la matière condensée. Professeur à l'Université Paris-Sud 11 et directeur scientifique au sein de l'unité mixte de recherche CNRS/Thales, sa découverte en 1988 de la magnétorésistance géante lui a valu le prix Nobel de physique en 2007, partagé avec l'Allemand Peter Grünberg.

Albert Fert est né le 7 mars 1938 à Carcassonne dans l'Aude. Ses parents sont respectivement professeurs de physique et d'économie en lycée. Durant les deux premières années de sa vie, Albert et sa famille vivent à Toulouse. Lorsque la guerre éclate en 1939, son père est mobilisé et fait prisonnier en 1940. Albert et son frère André sont alors envoyés chez leurs grands-parents à Montclar, dans les Pyrénées, où ils resteront jusqu'à la fin de la guerre tandis que leur mère reste sur Toulouse mais vient les voir tous les week-end.

En juin 1945, après la Libération et le retour de Charles Fert (père d'Albert), la famille retourne vivre à Toulouse. Tout en continuant d'enseigner, il finit sa thèse et, après sa soutenance, devient professeur à l'université de Toulouse où il s'illustre dans le domaine de la microscopie électronique. Son penchant pour la rigueur intellectuelle a eu une grande influence sur Albert Fert et sur son approche des mathématiques et de la physique. Durant sa scolarité au lycée, Albert s'intéresse également à la littérature, aux arts et au rugby. Il finit par décrocher son baccalauréat à l'age de dix-sept ans.

Après avoir décroché son bac, Albert Fert souhaite aller étudier à Paris et décide de préparer le concours d'entrée à l'École normale supérieure. Il l'intègre en 1957 et quitte Toulouse pour s'installer dans la capitale. Durant ses six ans à l'ENS, il découvre le jazz, la photographie et le cinéma. Il obtient une maîtrise en physique et une maîtrise en mathématiques.

Il est ensuite assistant à l'université de Grenoble et obtient à l'Université de Paris un diplôme de docteur de spécialité (3e cycle) en 1963 grâce à une thèse préparée à l'institut d'électronique fondamentale de la faculté des sciences d'Orsay et au laboratoire de spectrométrie physique de la faculté des sciences de Grenoble.

A son retour du service militaire en 1965, il devient maître-assistant à la faculté des sciences d'Orsay de l'université de Paris (puis université Paris XI), et prépare au sein du laboratoire de physique du solide de la faculté une thèse pour le doctorat ès sciences physiques consacrée aux propriétés de transport électrique dans le nickel et le fer, qu'il soutient en 1970.

Après sa thèse, Albert Fert prend la tête d'un groupe de recherche au laboratoire de physique des solides et est nommé professeur de physique à l'université Paris XI en 1976. A partir du début des années 80, son groupe de recherche collabore avec un groupe du Laboratoire central de recherche de Thomson (aujourd'hui société Thalès). Cette collaboration donne lieu à la création en 1995 d'une « unité mixte », laboratoire commun au CNRS et à Thomson-CSF, dont il devient le directeur scientifique.

En 1988, son équipe publie l'article Giant Magnetoresistance of (001)Fe/(001)Cr Magnetic Superlattices qui décrit la magnétorésistance géante (GMR). Peter Grünberg à Jülich (Allemagne) la découvre quelques mois plus tard, de manière indépendante, mais son groupe déposera les brevets le premier. Lors de sa publication, l'article Giant Magnetoresistance of (001)Fe/(001)Cr Magnetic Superlattices n'a eu qu'un faible impact dû à la taille restreinte du nombre de chercheurs travaillant sur les couches minces magnétiques mais depuis le développement de la spintronique, la GMR est citée comme le premier exemple d'utilisation du transport dépendant du spin. L'article est aujourd'hui, avec 2455 citations, en sixième position des articles les plus cités de la revue Physical Review Letters. En octobre 2008, ISI Web of Knowledge référence 3939 citations pour ce même article.

Cette découverte fait suite à la découverte en 1975 de la magnétorésistance à effet tunnel par Michel Jullière, professeur à l'Institut national des sciences appliquées de Rennes. Toutes deux relèvent de l'électronique de spin, ou spintronique, discipline de la physique consacrée à l'étude du spin des électrons. Elles ont été à la base de la conception des disques durs actuels.

Albert Fert et Peter Grünberg ont reçu de nombreux prix en commun, dont le « APS International Prize for New Materials » et l'« International Union of Pure and Applied Physics Magnetism Award » en 1994, le prix Agilent Technologies Europhysics en 1997, le prix Japonais, le prix Wolf et le prix Nobel de physique en 2007.

Albert Fert a reçu par ailleurs la médaille d'or du CNRS en 2003 et le prix Jean Ricard de la Société française de physique. Il a été élu à l'Académie des sciences en 2004.

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Centre national de la recherche scientifique

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Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous le sigle CNRS, est le plus grand organisme public français de recherche scientifique. Classé comme établissement public à caractère scientifique et technologique (EPST), il est placé sous la tutelle administrative du ministère de l'Enseignement supérieur et de la Recherche.

Fondé par le décret-loi du 19 octobre 1939, il fut réorganisé après la Seconde Guerre mondiale et s'orienta alors nettement vers la recherche fondamentale.

En 2007, il employait environ 30 000 personnes : 26 100 permanents (11 700 chercheurs et 14 400 ingénieurs, techniciens et administratifs, ainsi que 4000 contractuels). Son budget annuel est d'environ 3 milliards d'euros dont 500 millions de ressources propres. Le CNRS exerce son activité dans tous les domaines de la connaissance à travers 1260 unités de recherche et de service dont la plupart sont gérées avec d'autres structures (universités, autres EPST, grandes écoles, industries...) pour quatre ans sous la forme administrative d'«unités mixtes de recherche».

Le CNRS figure au quatrième rang mondial (après la NASA et deux autres instituts américains) et au premier rang européen (avant le Max-Planck Gesellschaft et le CERN) selon le classement mondial « Webometrics », qui mesure la visibilité sur le web des instituts de recherche. Dix autres organismes français figurent dans les cent premières places mondiales (dont l’INIST et l’IN2P3 qui font partie du CNRS).

Le CNRS est né de la fusion entre la Caisse nationale de la recherche scientifique et le Centre national de la recherche scientifique appliquée. Cette fusion a été préparée par Jean Zay avec l'aide de ses sous-secrétaires d'État à la recherche, Irène Joliot-Curie puis Jean Perrin, mais le décret-loi ne fut rendu qu'après le départ de Jean Zay du ministère de l'Éducation nationale et des Beaux-Arts.

Menacé par le Régime de Vichy, le CNRS est réorganisé à la Libération.

En 1966 sont créées des unités associées. Il s'agit de laboratoires universitaires, soutenus par le CNRS, grâce à ses moyens humains et financiers. En 1967 est fondé l'Institut national d'astronomie et de géophysique, qui deviendra en 1985 l'Institut national des sciences de l'univers (INSU). L'Institut national de physique nucléaire et de physique des particules (IN2P3) est créé à son tour en 1971.

En 1982, la loi du 15 juillet, dite loi Chevènement de programmation des moyens de la recherche publique, décrète que les personnels chercheurs, ingénieurs techniciens et administratifs passent sous le régime de la fonction publique : ils deviennent fonctionnaires, avec un statut semblable à ceux des maîtres de conférences et des professeurs des universités.

Le CNRS est classé comme établissement public à caractère scientifique et technologique (EPST) et placé sous la tutelle administrative du ministère de l'Enseignement supérieur et de la Recherche ; il est actuellement régi par les articles L. 321-1 à L. 321-6 du code de la recherche et par le décret no 82-993 du 24 novembre 1982, modifié en dernier lieu par le décret no 2007-195 du 2 février 2007.

Ce triple rôle contribue à la difficulté de définir la part du CNRS dans la recherche en France. En pratique, un chercheur du CNRS travaille très souvent dans un laboratoire d'une université, n'importe où en France : ceci conduit généralement à une complication et un manque de lisibilité des affiliations dans les publications des chercheurs français. Il faut aussi distinguer la recherche financée par le CNRS, et celle des chercheurs du CNRS. Enfin, du fait en particulier de l'intégration du CNRS et de la recherche universitaire, les résultats de la recherche seront souvent le fruit d'une collaboration entre chercheurs du CNRS et d'autres organismes, ou universitaires. Ces dernières années, la politique suivie a été d'augmenter la part des associations entre le CNRS et les universités, ce qui a contribué à accroître la confusion des rôles et a entraîné une certaine pression corporatiste de la part des professeurs d'université. L'habilitation à diriger des recherches, délivrée par les universités, tend à devenir un point de passage obligé dans la promotion des chercheurs du CNRS.

Le CNRS est comporte neuf instituts dont deux nationaux.

Chaque institut gère la politique scientifique de son domaine.

C'est l'instance du CNRS chargée de l'évaluation de la recherche scientifique des unités de recherche financées par le CNRS, ainsi que, individuellement, de chaque chercheur rémunéré par le CNRS. Il est divisé en 40 sections, plus 7 sections interdisciplinaires, focalisées sur des domaines de recherche. Chaque section est composée de 21 membres, qui sont spécialistes du domaine scientifique concerné, et viennent de différents horizons (chercheurs au CNRS, dans d'autres EPST ou EPIC, dans le secteur privé, enseignants-chercheurs, chercheurs étrangers…). Un tiers d'entre eux est nommé par le ministère de la Recherche, deux tiers sont élus par l'ensemble des personnels de recherche du domaine (chercheurs, enseignants-chercheurs et ingénieurs, personnels techniques et d’administration des organismes publics et universités français), afin de permettre un contrôle des orientations scientifiques et de garantir l'indépendance de la recherche. Il n'existe pas de code déontologique et méthodologique de l'évaluation professionnelle au CNRS ; chaque section du Comité national de la recherche scientifique publie lors de son renouvellement les critères qui seront employés pour mener l'évaluation des chercheurs et des laboratoires. Les mots-clés fréquemment rencontrés comprennent la « production » scientifique, l'adéquation des recherches entreprises avec le contexte scientifique, leur rayonnement national et international, le rôle dans la formation de docteurs, l'animation et la valorisation scientifique. En pratique, toutefois, les critères bibliométriques (nombre de publications dans des revues ou chez des éditeurs considérés comme pertinents) demeurent largement prépondérants.

On fait peu ou pas du tout de recherche dans les unités de service, et en conséquence le personnel de ces unités comporte très peu de chercheurs, voire aucun, mais plutôt des personnels ingénieurs, techniciens et administratifs. Parmi ces unités figure l'Institut de l'information scientifique et technique, spécialisé dans la conservation et la diffusion de publications scientifiques, y compris via internet.

Chaque unité est munie d'un code numérique unique. Ainsi, UMR 1234 désigne une UMR précise, UMS 3456 une UMS précise.

Chaque structure dépend d'un (ou parfois plusieurs) département scientifique.

Catherine Bréchignac a été nommée depuis le 11 janvier 2006 présidente du CNRS suite à la démission de Bernard Meunier, le 5 janvier 2006. Mme Bréchignac était directrice générale du CNRS de 1997 à 2000.

Arnold Migus a été nommé directeur général du CNRS le 18 janvier 2006 suite à la mise à l'écart de l'ancien directeur général Bernard Larrouturou.

De nombreux chercheurs ayant reçu des prix internationaux ont été au cours de leur carrière membres du CNRS ou bien ont travaillé dans un laboratoire associé au CNRS. Peu d'entre eux ont cependant été durablement membres du CNRS, en effet, avant 1982, celui-ci n'accordait que des emplois non fonctionnaire, et une évolution de carrière comme professeur des universités était la norme. Par ailleurs, travailler dans un laboratoire associé au CNRS ne signifie pas appartenir au CNRS.

Plusieurs des prix Nobel français ont été employés par le CNRS, notamment en début de carrière, et la plupart ont travaillé dans des laboratoires universitaires associés au CNRS.

Parmi les mathématiciens français ayant obtenu la médaille Fields, seul Jean-Christophe Yoccoz semble n'avoir jamais été employé par le CNRS (il a cependant travaillé dans une unité associée au CNRS).

Depuis 1992, le CNRS décerne aussi une autre récompense appelée Cristal du CNRS à ses techniciens, ingénieurs et personnels administratifs pour leur « maîtrise technique et leur esprit innovant ».

Le personnel titulaire du Centre relève de différents corps régis par les dispositions du décret no 83-1260 du 30 décembre 1983 commun à tous les EPST, complété pour les dispositions propres aux corps du CNRS par le décret no 84-1185 du 27 décembre 1984.

Les emplois du CNRS sont inégalement répartis sur le territoire, puisque 41,7% sont en Île-de-France, 11,7% en Rhône-Alpes… pour 0,2% en Limousin et 0,1% dans les DOM-TOM.

Le recrutement se fait par concours externe, basé sur le dossier des candidats (incluant notamment leurs publications précédentes) et un entretien avec un jury, la promotion par concours interne, sélection professionnelle, proposition au choix.

Les diplômes indiqués sont ceux exigés lors de l'inscription aux concours externes.

Le tableau suivant donne la répartition des personnels techniques, suivant la branche d'activité professionnelle (BAP) et les différents corps.

En décembre 2005, sur un ensemble de 26 133 personnes, le CNRS comptait 11 095 femmes et 15 038 hommes, soit une proportion de 42,5 %. Chez les ingénieurs et techniciens, 7 454 sur 14 456, soit 52 %, sont des femmes. Quant aux chercheurs, les femmes sont nettement en minorité et ne sont que 3 625 sur 11 626, soit 31 %. Ce dernier chiffre cache tout de même d'importantes différences suivant les filières. Les femmes représentent 43 % des chercheurs en sciences de l’homme et de la société, 39 % en sciences de la vie, 30 % en chimie, 26 % en sciences de l'Univers, 19 % en sciences de l'ingénieur, 19 % en sciences et technologies de l'information et de la communication, 17 % en physique, 16 % en mathématiques.

La proportion de femmes diminue également en fonction de la hiérarchie. Elles représentent 35,7 % des chargés de recherche de 2e classe (CR2) qui représentent le niveau de recrutement de la plupart des nouveaux chercheurs, 36,7 % des chargés de recherche de 1re classe pour les CR1, 25,2 % des directeurs de recherche de 2e classe (DR2), 11,7 % des directeurs de recherche de 1re classe (DR1) et 11,6 % des directeurs de recherche de classe exceptionnelle (DRCE), soit 15 femmes seulement.

Suite à ce bilan et afin de promouvoir la place des femmes au sein de l'organisme, une mission pour la place des femmes a été mise en place en 2001.

La restauration utilise 63,9% des dépenses sociales.

Il y a au CNRS 28 médecins de prévention auxquels on ajoute 25 médecins du travail interentreprises et 33 médecins de prévention de l'université ; cela fait donc un total de 86 médecins pour 26 000 agents permanents.

Bien qu'à la pointe de la recherche mondiale, le CNRS est régulièrement la cible de critiques émanant notamment de certains milieux économiques et spécialistes de gestion publique.

En 2002, Olivier Postel-Vinay, directeur de la rédaction du magazine « La Recherche », publiait son livre Le grand gâchis - splendeur et misère de la science française, ouvrage dénonçant ce qu'il nomme les ratés de l'institution. Ainsi, l'auteur notait que le CNRS emploie onze mille chercheurs environ, mais ne parvient à en licencier qu'un ou deux chaque année et que, souvent, ils sont annulés par le tribunal administratif (les chercheurs du CNRS, étant fonctionnaires, ne dépendent pas de la juridiction des prud'hommes). Il a aussi été reproché à la Direction du CNRS de « ne pas diriger grand chose ». Le phénomène semble moins lié à des causes organisationnelles qu'au mode de recrutement des responsables (cooptation de scientifiques au profil essentiellement académique, qui ne sont pas des managers).

L'hebdomadaire L'Express du 2 février 2004, citant un rapport de l'Inspection générale des finances sur le CNRS, note les défauts suivants : « Mauvaise répartition des moyens, doublons, absence de contrôles, statut rigide des chercheurs, et surtout une direction qui ne dirige pas grand-chose. » L'Inspection des Finances suggérait qu'il faudrait réduire le rôle du comité national du CNRS (évaluation par les pairs) au profit d'une autorité plus hiérarchique.

L'ancien ministre de la Recherche Claude Allègre défraya la chronique en engageant une réforme importante du CNRS, ce qui conduisit à des manifestations de la part de chercheurs français (2004). Ces polémiques se sont ensuite poursuivies dans un contexte de fronde de l'ensemble de la recherche publique contre le gouvernement de Jean-Pierre Raffarin, accusé de coupes importantes dans les crédits de la recherche. Plus récemment, ces réformes ont été présentées comme également liées à une volonté de reprise en main politique de la stratégie scientifique d'un organisme jugée par trop indépendant.

De nombreuses critiques ont été émises par la Cour des comptes et l'Inspection générale des finances sur le fait que les laboratoires du CNRS seraient rarement, voire jamais, évalués de manière « indépendante » . Ces institutions notent que la plupart de ces laboratoires répugneraient à utiliser la bibliométrie comme critère d'évaluation, contrairement aux organismes anglo-saxons. Or le syndicat SNCS-FSU s'oppose à la généralisation de la bibliométrie. En 2005, le syndicat de chercheurs SNCS-FSU demande plus de postes statutaires (fonctionnaires) au sein de l'institution et refuse la généralisation de l'évaluation individuelle, à laquelle il préfère l'évaluation des recherches — mais pas de façon bibliométrique. Outre le caractère collectif de toute recherche (voir les règles du CERN régissant les personnes ayant droit de signer tel ou tel article, les expériences du CERN engageant des centaines d'individus), il considère en effet improbable la tentative soi-disante « scientifique » de donner une note aux chercheurs afin d'évaluer leurs compétences de chercheurs sur une échelle numérique (en fonction, par exemple, du facteur-h qui corrèle nombre de publications dans certaines revues scientifiques et nombre de citations, considéré par ses promoteurs comme mesure légitime de la productivité d'un chercheur).

La bibliométrie est une mesure quantitative de la productivité en termes de publications scientifiques. Elle est souvent difficile à mettre en œuvre, car un usage inconsidéré peut mettre sur le même plan des publications peu importantes scientifiquement, et d'autres beaucoup plus importantes. Elle ne prend pas en compte les dimensions officiellement mises en avant par la commission européenne, le ministère français de la recherche et la direction du CNRS elle-même, à savoir la dissémination, la formation, et la communication de leur savoir par les chercheurs, qui sont plus difficilement quantifiables. Le débat porte donc en fait principalement sur le degré de bibliométrie académique utilisé .

La loi sur la recherche a été débattue au parlement le 7 mars 2006. Elle semble loin de répondre aux demandes des chercheurs du CNRS et des autres organismes de recherche publique en particulier ceux du collectif « Sauvons la recherche ». La création de l'Agence d'Evaluation de la Recherche et de l'Enseignement Supérieur (AERES, évaluation) et l' Agence nationale de la recherche (ANR, financement) a profondément modifié l'organisation générale de la recherche française, et certains, tels le Prix Nobel Albert Fert , s'inquiètent des conséquences que cette réorganisation pourrait avoir à terme sur le CNRS, une part des fonctions de ses structures propres (CoNRS et direction) pouvant paraître redondante avec les fonctions de ces nouvelles structures.

Plus récemment, il a été question de transformer le CNRS en une « Agence de moyens » attribuant des financements à des projets (et non à des structures), et de réaffecter tout ou partie des 26 000 employés du CNRS dans les universités : le candidat à la présidentielle, N. Sarkozy avait annoncé « Je transformerai donc nos grands organismes de recherche en agences de moyens, chargées de sélectionner et financer des équipes de recherche pour des projets à durée déterminée ». Une note de la Direction générale de la recherche et de l'innovation a empêché le Conseil scientifique du CNRS les 9 et 10 octobre 2007 de rendre un avis sur le projet de plan stratégique du CNRS. Ce plan « CNRS - Horizon 2020 », lancé plus d'un an auparavant par la direction du CNRS a été reporté par le ministère chargé de la Recherche, après qu'il a été validé en juin 2007 par le conseil scientifique du CNRS, puis modifié par la Direction générale de la recherche et de l'innovation (DGRI). Dans sa lettre de mission à Valérie Pécresse, le Président de la république lui demande de « placer les universités au centre de l'effort de recherche, en confortant notamment leur responsabilité dans les laboratoires mixtes de recherche ».

Fin février 2008, la Ministre a traduit ces orientations dans une « feuille de route » qui confère au CNRS « une responsabilité particulière, à côté d’autres organismes, dans la conception, la construction et la gestion des très grandes infrastructures de recherche » tout en lui reconnaissant le statut de « principal organisme de recherche en France ». Cette feuille de route précise nombre d'objectifs, et particulièrement de ré-organiser le CNRS en grands instituts, « sur le modèle de l'INSU et de l'IN2P3 ».

Le 1er juillet 2008, le CA du CNRS a adopté son "Plan Stratégique 2020" après de longues négociations avec sa tutelle et les organisations syndicales et associatives des personnels de la recherche. Ce plan prévoit entre autres, dans son introduction portant sur l'organisation, la transformation des actuels départements en instituts qui ont "tous vocation à assumer des missions nationales". Le contour de ces missions devra être négocié avec les autres EPST ou établissements oeuvrant dans les mêmes champs (par exemple, avec l'INSERM pour les Sciences du Vivant, ou l'INRIA pour certains domaines d'application de l'informatique). Le "Contrat d'Objectifs" à 4 ans qui doit être signé avec le Ministère de tutelle avant la fin de l'année précisera l'ensemble de ces missions nationales et les contours précis des différents instituts.

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Peter Grünberg

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Peter Grünberg est un physicien allemand né le 18 mai 1939 à Pilsen (aujourd'hui en République tchèque).

Il a commencé à travailler en 1962 au sein de l'Université Johann Wolfgang Goethe de Francfort-sur-le-Main et à l'Université technologique de Darmstadt, où il obtint sa thèse de doctorat en 1969. Il passa ensuite trois ans à l'Université Carleton d'Ottawa. Depuis 1972, il collabore au Centre de recherches de Juliers et est habilité à mener des recherches à Cologne. En parallèle, il enseigne à l'Université de Cologne, en tant que Privatdozent à partir de 1984, puis, depuis 1992, comme professeur. Depuis son départ à la retraite en 2004, il continue à travailler comme invité au Centre de recherches de Juliers.

Il a reçu le prix Nobel de physique en 2007 avec le Français Albert Fert pour leurs travaux sur la magnétorésistance géante.

Outre le prix Nobel, les travaux de Grünberg ont également été récompensés par le prix international APS pour les nouveaux matériaux, le prix de l'Union internationale de physique magnétique pure et appliquée, le prix Hewlett-Packard Europhysics, le prix Wolf 2007 de Physique et le Japan Prize 2007. Il a gagné le prix allemand pour le futur des technologies et de l'innovation en 1998 et a été nommé Inventeur de l'année dans la catégorie "universités et instituts de recherche" par l'Office Européen des brevets et la Commission européenne en 2006.

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Charles Fert

Charles Fert est un physicien français né à Carcassonne en 1911. Après un passage par l'école normale d'instituteurs il entre en 1930 à l'École normale supérieure de l'enseignement technique dont il sort en 1932. Il obtient l'agrégation de physique en 1935, ensuite il est nommé professeur au lycée de Bar-le-Duc puis au lycée de garçons de Toulouse.

Pendant la deuxième guerre mondiale il reste 5 ans prisonnier en Allemagne, à son retour de captivité il reprend son métier d'enseignant au lycée à Toulouse et prépare un doctorat de physique. En 1949 il devient maître de conférences à la faculté des sciences de l'Université de Toulouse.

Il travaille avec Gaston Dupouy et devient sous-directeur de laboratoire d'optique électronique, par la suite il fonde et dirige le laboratoire de physique du solide de Toulouse. Il est à l'origine du département de physique de l'Institut national des sciences appliquées de Toulouse.

Charles Fert a eu deux enfants, Albert Fert né en 1938 et André Fert né en 1939 qui sont tous les deux physiciens.

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Magnétorésistance géante

Reproduction des résultats de Fert et al.

La magnétorésistance géante (en anglais, Giant Magnetoresistance Effect ou GMR) est un effet quantique observé dans les structures de films minces composées d'une alternance de couches ferromagnétiques et de couches non magnétiques. Elle se manifeste sous forme d'une baisse significative de la résistance observée sous l'application d'un champ magnétique externe : à champ nul, les deux couches ferromagnétiques adjacentes ont une aimantation antiparallèle car elles subissent un couplage ferromagnétique faible. Un champ magnétique externe induit un renversement d'aimantation: les aimantations respectives des deux couches s'alignent et la résistance de la multicouche décroît brutalement.

L'effet se produit parce que le spin des électrons du métal non magnétique se répartit équitablement de façon parallèle et antiparallèle, et subit ainsi une diffusion magnétique moins importante lorsque les couches ferromagnétiques sont aimantées de façon parallèle.

Le 9 octobre 2007, Albert Fert et Peter Grünberg ont reçu conjointement le Prix Nobel de Physique pour leur découverte de la magnétorésistance géante.Ces travaux fondamentaux ont permis le développement d’un nouveau champ de recherches en nanotechnologies, la spintronique, ou électronique de spin, qui exploite les propriétés quantiques du spin de l’électron. La spintronique guide les électrons en agissant sur la rotation de leur spin au lieu d’agir sur leur charge électrique.

Au moins deux couches ferromagnétiques sont séparées par un film ultra-mince (environ 1 nanomètre) de métal non ferromagnétique (par exemple, deux couches de fer séparées par du chrome : Fe/Cr/Fe). Pour certaines épaisseurs, le couplage RKKY entre les couches ferromagnétiques adjacentes devient un couplage antiferromagnétique : au niveau énergétique, il devient préférable pour les couches adjacentes que leurs aimantations respectives s'alignent de façon antiparallèle. La résistance électrique du dispositif est normalement plus grande dans le cas anti-parallèle, et la différence peut atteindre plusieurs dizaines de pourcents à température ambiante. Dans ces dispositifs, la couche intermédiaire correspond au second pic antiferromagnétique dans l'oscillation antiferromagnétique-ferromagnétique du couplage RKKY.

La magnétorésistance géante a été observée pour la première fois dans une configuration multicouche, et la recherche concernait principalement des empilements de 10 couches ou plus.

Deux couches ferromagnétiques sont séparées par une couche non magnétique (environ 3 nm), mais sans couplage RKKY. Si le champ coercitif des deux électrodes ferromagnétiques est différent, il est possible de les commuter indépendamment. Ainsi, on peut réaliser un alignement parallèle ou antiparallèle, et la résistance doit être plus grande dans le cas antiparallèle. Ce système est parfois appelé spin-valve, car il permet de contrôler le spin des électrons qui transitent.

La magnétorésistance géante par spin-valve est celle qui présente le plus d'intérêt industriel et commercial ; c'est la configuration utilisée dans les disques durs.

La magnétorésistance géante granulaire est un phénomène se produisant dans les précipités solides de matériaux magnétiques dans une matrice non magnétique. En pratique, la GMR granulaire est uniquement observée dans des matrices de cuivre contenant des granules de cobalt. La raison en est que le cobalt et le cuivre sont non miscibles, et il est donc possible de créer le précipité solide en refroidissant rapidement un mélange en fusion de cuivre et de cobalt. La taille des granules dépend de la vitesse de refroidissement et du post-recuit. Les matériaux montrant une magnétorésistance géante granulaire ne semblent en 2005 pas capables de reproduire des effets aussi importants que ceux présentés par leurs homologues formés de multicouches.

Le phénomène de magnétorésistance géante est très utilisée dans les têtes de lecture GMR des disques durs modernes. Les mémoires magnétiques non volatiles (ou MRAM) en sont une autre application.

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Source : Wikipedia