MINATEC

Décembre 2011

MRAM : quand le courant emprunte un chemin de traverse

Publication dans Nature, intérêt manifeste du monde industriel : le nouveau principe de MRAM conçu par SPINTEC* avec des partenaires espagnols va peut être créer l’événement dans le monde des mémoires. Avec cette structure (couche de cobalt insérée entre deux électrodes, platine et oxyde d’aluminium), les chemins empruntés par le courant électrique pour écrire et pour lire l’information ne sont plus les mêmes ; il devient possible d’optimiser les propriétés des matériaux traversés pour chacune de ces étapes, sans affronter des exigences contradictoires. La MRAM est plus rapide et le courant injecté pourrait être divisé par dix.
Le fonctionnement de cette structure inédite n’est pas encore bien expliqué. Il pourrait impliquer deux phénomènes, l’effet Rashba et l’effet Hall de spin.

Les sources de photons uniques sortent du frigo

Alors que les sources de photons uniques semiconductrices du moment ne peuvent fonctionner au mieux qu’à 220 K, une équipe INAC a obtenu un fonctionnement à 300 K grâce à des boîtes quantiques à base de semiconducteurs II-VI. La structure est composée de nanofils de séléniure de zinc (ZnSe) de 10 nm de diamètre dans lesquels sont insérées des boîtes quantiques de séléniure de cadmium (CdSe) de 3 à 4 nm d’épaisseur. La croissance des nanofils s’effectue sur un substrat de séléniure de zinc qui permet une parfaite maîtrise de l’orientation des nanofils.
Le taux d’émission est très élevé et permet d’espérer des fréquences de répétition de l’ordre du GHz. D’autres améliorations telles que le pompage électrique des sources sont envisagées. Ces travaux sont menés dans le cadre d’un projet ANR avec l’Institut Néel. 

Octobre 2011

Commutation optique : INAC flirte avec le térahertz

Une équipe INAC associée avec des chercheurs néerlandais de l’université de Twente a réalisé l’interrupteur photonique « tout optique » le plus rapide du monde : la double commutation s’effectue en moins d’une picoseconde (ps), soit une fréquence potentielle de 1 THz, alors que les meilleurs switchs télécoms plafonnent à quelques dizaines de GHz. S’il s’agit encore de travaux très exploratoires, ils ouvrent de vastes perspectives en transmissions optiques et dans les systèmes de télécoms multi longueurs d’ondes ; aussi, un projet européen devrait débuter en 2012 pour accélérer le développement de la technologie.
L’équipe franco-néerlandaise est parvenue à ses fins en modifiant la manière d’exciter une microcavité optique. D’habitude, cette excitation est réalisée avec un faisceau lumineux qui injecte des électrons et des trous et modifie ainsi l’indice de réfraction du matériau ; mais il faut attendre 10 à 100 ps pour que les paires électrons-trous se recombinent et que le système revienne à son état initial.
Les chercheurs ont réalisé un montage optique pompe – sonde dont les énergies et les délais sont tels que la lumière traverse le matériau sans être absorbée. Mais un autre phénomène physique, l’effet Kerr électronique, modifie instantanément l’indice de réfraction de la cavité en présence du faisceau pompe. En théorie, une impulsion de 0.1 ps déclencherait donc une ouverture/fermeture de même durée. Ces travaux ont donné lieu à trois highlights, dans Nature, Nature Physics et Nature Photonics.

Les Lipidots® ciblent le cancer de la prostate

Les Lipidots®, ces gouttelettes d’huile du Leti qui transportent des molécules dans l’organisme jusqu’à une cible définie, devraient contribuer dans quelques années à l’amélioration du diagnostic du cancer de la prostate. En véhiculant une molécule fluorescente, elles aideront en effet les médecins qui effectuent les biopsies à délimiter avec précision une éventuelle zone suspecte, donc à mieux guider leur geste de prélèvement.
Un projet Investissements d’Avenir de quatre ans doté de 1,35 M€ est en cours de montage pour mettre au point cette technologie. Il réunira autour du Leti deux industriels français, une équipe clinique de l’université de Bordeaux ainsi que deux écoles vétérinaires pour la preuve de concept sur modèle animal. Une association de malades sera invitée à suivre l’avancement du projet.

Juin 2011

Le Léti rejoint Alcatel et Thales au sein du III-V Lab

Trente chercheurs du Léti collaborent depuis peu avec le III-V Lab, un laboratoire de R&D créé en 2004 par Thales et Alcatel-Lucent Bell Labs. Objectif : étendre le champ d’innovation de cette structure, déjà à la pointe dans le domaine des semi-conducteurs III-V, en combinant cette expertise avec les technologies silicium du Léti. Le III-V Lab va ainsi renforcer son activité dans quatre thématiques communes avec le Léti : les circuits photoniques intégrés sur silicium, l’électronique de puissance à base de GaN sur silicium, les capteurs optiques de gaz et l’imagerie proche infrarouge. Quant au Léti, peu présent jusqu’ici dans les III-V, il accède à un très riche capital technologique. Ses chercheurs restent basés à Grenoble mais travaillent en lien étroit avec les deux pôles du III-V Lab, à Marcoussis et Palaiseau.

Avril 2011

L’ultra large bande au secours des pompiers

Comment localiser des pompiers quand ils interviennent en milieu confiné, pour les guider et si nécessaire leur porter secours ? Avec EADS et la société 3D+, le Léti vient d’apporter une solution technique novatrice : trois balises portatives utilisant les ondes ultra large bande (ULB) et disposées au plus près de l’incendie, qui localisent le soldat du feu par triangulation avec une précision de 30 centimètres. De plus, trois capteurs d’1cm3 portés par le pompier indiquent à son poste de commandement quelle est sa posture (couché, accroupi, debout) et son niveau d’activité (immobile, actif, agité), via des terminaux radio professionnels  etrapol. Une démonstration a été réalisée dans un parking de 500 m2 : elle a notamment montré que le système identifiait la posture dans plus de 90 % des cas.

 Comment modéliser la croissance des nanotubes de carbone ?

Pour modéliser la croissance de nanotubes de carbone sur un substrat, il faut effectuer un traitement quantique des interactions entre la cinquantaine d’atomes qui composent l’agrégat catalyseur de départ. Une équipe INAC s’est attaquée au sujet en modifiant des outils de modélisation conçus pour des métaux de transition. Là où ces outils comportent des approximations pour l’évaluation des potentiels interatomiques, l’équipe utilise des calculs ab initio par méthode quantique et aboutit à des résultats plus proches de la réalité. La démonstration a été effectuée ces derniers mois sur des agrégats de sodium et donnera lieu à une publication dans Physical Review B. Une thèse axée sur les îlots de carbone, pour la croissance de nanotubes ou de graphène, débutera à la rentrée.