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  • Albert FertPrix Nobel de Physique 2007

    HORS SRIE

    Bim

    estr

    iel

    janvier-fvrier 2008 numro 69

  • Sommaire

    4

    6

    Albert Fert et son pouse lors de la crmonie de remise du Prix Nobel Stockholm.

    18

    16

    10

    Albert Fert, de A Z

    La belle histoire

    2 questions Jean-Paul Pouget, Directeur du LPS

    Spintronique vs 2002

    Spintronique vs 2008

    Joyeux Nobel

  • 3

    Edito

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    Notre collgue Albert Fert, Professeur mrite lUniversit-Sud 11 a reu conjointement avec le chercheur allemand Peter Grnberg, le prestigieux Prix Nobel de Physique des mains du Roi Carl XVI Gustaf de Sude lors de la crmonie donne au Stockholm Concert Hall le lundi 10 dcembre 2007. Cet vnement exceptionnel qui correspond un

    couronnement scientifique sur le plan international, justifie videm-ment que notre universit lui consacre un numro hors srie de sa revue Plein Sud.

    Le lecteur trouvera ici naturellement un article sur la gense de la Magntorsistance gante dont la dcouverte a t distingue par le Prix Nobel, mais aussi plusieurs articles sur la spintronique, qui exploite le spin de l'lectron comme l'lectronique exploite sa charge lectrique. La magntorsistance gante, dcouverte par Albert Fert au Laboratoire de Physique des Solides dOrsay en 1988, a aujourd'hui de multiples applications, en particulier pour la lecture des disques d'ordinateur dont elle a permis d'augmenter fortement la capacit. Les divers articles sur la spintronique montrent quAlbert Fert et son qui-pe continuent dtre la pointe de la recherche internationale dans leur domaine. La spintronique nen est qu ses dbuts et en cela, les travaux de notre collgue sont non seulement exceptionnels par eux mmes, mais il est certain quils ouvrent des perspectives immenses dans les recherches actuelles en physique.

    Albert Fert a effectu la quasi-totalit de sa carrire dans notre uni-versit. Son triomphe aurole indirectement lUniversit Paris-Sud 11 dune part de la gloire qui lui est faite. En effet, il y a je crois, trois raisons principales dans le succs dAlbert Fert : avant tout un ensei-gnant-chercheur dune stature scientifique hors du commun, ensuite un environnement immdiat remarquable et un contexte scientifique gnral qui a peu dquivalent en France et mme en Europe. Le talent hors norme dAlbert a pu sexprimer et cela nenlve videmment rien son mrite grce lenvironnement de travail apport notam-ment par le centre scientifique dOrsay de lUniversit Paris Sud. En effet, ct du Prix Nobel de Physique, de nombreuses distinctions internationales ont t obtenues par nos chercheurs et enseignants chercheurs dont rcemment trois mdailles Fields en mathmatiques, notamment la dernire en 2006. Enfin le contexte scientifique du plateau de Saclay est exceptionnel par la prsence de multiples acteurs scientifiques aux premiers rangs desquels figure le CNRS.

    Cher Albert, bravissimo pour ta magnifique contribution au pro-grs de la physique et merci pour lexemple que tu donnes tous les enseignants-chercheurs de notre universit et, au-del, tous les chercheurs franais.

    Anita BerselliniPrsidente de lUniversit Paris-Sud

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    Les auteurs dveloppent librement les textes dont ils gardent la responsabilit. Les titres, les intertitres et lgendes des illustrations

    sont de la rdaction et nengagent pas les auteurs.

    Directeur de la publication Anita Bersellini Directeur de la rdaction Grard charbonneau Rdactrice en chef Galle Degrez gaelle.degrez@pleinsud.u-psud.fr Secrtaire de rdaction charlotte lidon charlotte.lidon@u-psud.fr Photo gra phe m. lecompt Conception graphique Jm.tadde - p.lopez Production et impression ct cration - 75012 paris tl. 01 43 41 77 35 Plein Sud est une publication de luniversit paris-Sud 11 - Bt. 300 - 15 rue Georges clmenceau 91405 orsay cedex tl. 01 69 15 77 99 et 01 69 15 55 91

    ISSN 1156-6752

    Couverture : ppito.lopez - Jean-marc.taddephoto : cnrS-photothque/Hubert rAGuet

  • 4

    Albert Fert de A ZA comme Albert Albert Fert est n le 7 mars 1938 Carcassonne. Il est diplm de lEcole Normale Suprieure de Paris et Docteur es Sciences Physiques. De 1962 1976, Albert Fert est matre-assistant luniversit de Grenoble, puis lUniversit Paris-Sud 11. Il y sera nomm professeur en 1976. De 1970 1995, Albert Fert est responsable dun groupe de recherche au laboratoire de physique des solides la Facult des sciences dOrsay avant dtre un des fondateurs en 1995, de lunit mixte de physique CNRS/Thales associe l'Universit Paris-Sud 11. Il est membre de lacadmie des sciences.

    M comme magntorsistance gante ou GMR La magntorsistance classiquement dcrite est le change-ment de la rsistance lectrique dun conducteur quand il est plong dans un champ magntique. Ce quAlbert Fert a dcouvert, cest lexistence de matriaux trs magntor-sistants. Quand les aimantations de deux couches magn-tiques successives sont orientes en direction oppose, les lectrons, selon l'orientation de leur spin, sont arrts par l'une ou par l'autre. Mais, si un petit champ magntique aligne les aimantations, les lectrons d'une certaine direc-tion de spin ne sont pas arrts et le courant passe. L'effet GMR se manifeste par une forte chute de la rsistance lectrique d'une multicouche magntique en prsence d'un champ magntique.

    G comme Grnberg PeterPeter Grnberg est co-laurat du Prix Nobel avec Albert Fert. Il a simultanment, mais de faon indpendante, dcouvert la GMR la mme poque quAlbert Fert. Ag aujourd'hui de 68 ans, Peter Grnberg est professeur l'Ins-titut Forschungszentrum Jlich (Allemagne) depuis 1972.

    F comme Fondamental Le premier enseignement que je tire de laventure est que les avances tech-nologiques ont en gnral des racines trs anciennes en recherche fondamen-tale. La magntorsistance gante et llectronique de spin ne sont pas nes par gnration spontane en 1988 , expliquait Albert Fert en 2003.

    spin + spin -

    spin + spin -

    (b)

    (a)

    A: cnrS-photothque/c. leBeDInSKY - F: cnrS-photothque/H. rAGuet - G: Bruno Fert - p: Bruno Fert - r: cnrS-photothque/H. rAGuet- t: cnrS-photothque/InrIA meDArD laurence -Z: Bruno Fert - courtesy of Apple

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  • 5

    N comme NobelAlfred Nobel tait linventeur de la dynamite et la cration de son prix a srement fait lef-fet dune bombe. Rien de tel, le 9 octobre 2007. Lannonce na t quune demi-surprise tant Albert Fert tait dj laurat de nombreux prix et distinc-tions. Albert Fert est le douzi-me franais tre rcompens par le prix Nobel de physique. Il voit son nom sajouter cette illustre liste : Becquerel, Pier-re et Marie Curie (1903) Lip-pmann (1908), Perrin (1926), de Broglie (1929), Kastler (1966), Nel (1970), de Gen-nes (1991), Charpak (1992), Cohen-Tannoudji (1997).

    R comme rugbySud ouest oblige, Albert Fert est un ancien rugbyman amateur. Mais il confesse aussi une passion pour la photographie, le jazz, ou encore le cinma !

    P comme Prix et distinctions dcerns Albert Fert- International Prize for New Materials de la Socit amricaine de physique (1994)- Magnetism Prize de l'International Union for Pure and Applied Physics (1994)- Prix Jean Ricard de la Socit franaise de physique (1994)- Hewlett-Packard Europhysics Prize de la Socit europenne de physique (1997)- Doctor Honoris Causa de l'Universit de Dublin (2003)- Mdaille d'or du CNRS (2003)- Japan Prize (2007) - Prix Wolf (2007) - Prix Nobel de Physique pour la dcouverte de la magntorsistance gante (2007)

    T comme tte de lectureLes travaux sur la GMR ont per-mis l'laboration de ttes de lec-ture magntique trs performantes, utilises depuis 1997 dans tous les disques durs d'ordinateurs et multi-pliant par cent la capacit de stoc-kage d'informations. Sur un disque dur, l'information est stocke magn-tiquement (des secteurs aimants dans diffrentes directions). Pour qu'un lecteur puisse la lire, elle doit tre convertie en courant lectrique. La magntorsistance gante permet de transformer d'infimes variations magntiques en des variations de rsistance lectrique, et par l mme en des variations dans le courant envoy par la tte de lecture.

    Z comme ZnithAlbert Fert nest-il pas au znith de sa gloire ?

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  • 6

    Le 10 dcembre 2007, Albert Fert a reu des mains du roi de Sude, la mdaille et le diplme du prix Nobel de physique pour ses travaux sur la magntorsistance gante qui ont ouvert la voie une nouvelle forme dlectronique, fonde sur le magntisme : la spintronique. Pour retracer cette histoire, nous avons eu la chance de recueillir le tmoignage de deux grands chercheurs qui en furent des acteurs majeurs : Jacques Friedel, fondateur du laboratoire de physique des solides dOrsay et grand tho-ricien des mtaux, et Ian Campbell, Directeur de recherche au CNRS, qui fut le Directeur de thse dAlbert Fert.

    Do vient la physique en jeu dans la spintronique ? A quel moment peut-on dater lori-gine de la dcouverte ? La premire date qui vient lesprit est celle de 1988, anne de publication de larticle fonda-teur dans la revue Physical Letters. Mais toute publication marquant laboutisse-ment dune histoire initie des annes auparavant il nous faut poursuivre la remonte dans le temps.

    Quand les physiciens de la Sorbonne se dlocalisent OrsayNous ferons une premire halte en 1959. Pourquoi cette date ? Parce que cest en 1959 quAndr Guinier, Raymond Castaing et Jacques Friedel fondent le Laboratoire de Physique des Solides (LPS) sur le campus dOrsay. Nous navions aucun mtres carr la

    Sorbonne se souvient Jacques Friedel, M. Guinier avait un petit cagibi aux Arts et Mtiers, moi javais mon bureau lcole des mines et Castaing navait rien du tout puisquil venait de Toulouse. Nous sommes alls voir Mr Yves Rocard qui tait alors