FASTNESS - ultra-FAST pumping to probe Non-Equilibrium Spintronics and Superconductivity
Aujourd’hui, le monde numérique connaît une croissance exponentielle ce qui génère une forte demande sur les matériaux critiques et sur les besoins énergétiques. FASTNESS recherche des technologies disruptives pour aller vers un monde digital durable.
Abondement 2021
Le besoin initial
Aujourd’hui, le monde numérique connaît une croissance exponentielle. D’une part, la numérisation peut aider à trouver des solutions contre le réchauffement climatique et pour des technologies plus durables mais, d’autre part, de plus en plus d’appareils électroniques (capteurs, transducteurs, processeurs, mémoire, logiques) entraînent plus de consommation d’énergie et une demande accrue de produits rares et matériaux critiques. Seules des approches nouvelles et disruptives permettront d’évoluer vers des technologies numériques plus respectueuses de l’environnement.
Le verrou à lever
L’objectif est de créer des stimuli inférieurs à 1 ps (1ps = 10-12 s) dans des dispositifs spintroniques-supraconducteurs. En effet à des temps très courts dans des régimes hautement hors équilibre il serait possible de faire passer des courants polarisés en spin à travers un matériau supraconducteur sans perte d’énergie. Pour réaliser de tels dispositifs il faut être capable de réaliser des hétérostructures contrôlées à l’échelle atomique.
Les moyens R&D mis en oeuvre
Le TUBE Daum installé à l’Institut Jean Lamour (Univ Lorraine – CNRS) permet de faire croître et de caractériser des matériaux à l’échelle atomique et de créer des interfaces contrôlées atomiquement entre des matériaux magnétiques, non magnétiques et supraconducteurs. Il est également possible de générer non seulement des impulsions de lumière polarisée, mais aussi des impulsions d’électrons polarisés dont la durée est de l’ordre de 10 fs.
En outre, la possibilité de mesurer et de générer des émissions térahertz comme cela a été développé au Cavendish Laboratory à l’Université de Cambridge dans le groupe de Chiara Ciccarelli fournit un nouvel outil pour sonder les impulsions de courant ultracourtes ainsi que pour pomper et sonder les transitions supraconductrices.
Les perspectives de partenariats
- Publications dans les meilleures revues :
- « Accelerating ultrafast magnetization reversal by non-local spin transfer” Q. Remy et al, Nature Com 14,: 445 (2023)
- “Optically-induced ultrafast magnetization switching in ferromagnetic spin valves” J. Igarashi et al Nature Mat accepted to be published (2023)
- Conferences invitees dans des conférences internationales
- MMM
- Intermag – Sendai- Japan (2022)
- Partenariat envisagé avec SPIN-ION (https://www.spin-ion.com)
- Collaboration renforcée avec le groupe de l’Université de Cambridge : Thèse Co-dirigée
