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1988, il invente la magnétorésistance géante

Thierry Mahé

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- Elle centuple la quantité d'information des disques durs.

Certains ténors de la physique fondamentale trouvent leur place dans une galerie de grands ingénieurs. C'est dans les années 1970 qu'Albert Fert et son directeur de thèse Ian Campbell montrent l'influence du spin sur la mobilité des électrons. Et on en reste là, ou presque. Jusqu'en 1988, où les nanotechnologies relancent l'intérêt du phénomène, et font apparaître la magnétorésistance géante (GMR, pour Giant magnetoresistance), découverte qui fonde l'électronique de spin ou spintronique. Coup d'accélérateur ! Car il ne faudra pas plus de dix ans pour que toutes les têtes de lecture de nos disques durs soient conçues sur ce principe. En effet, la GMR a pour effet de centupler la densité d'information des supports magnétiques.

Piloter finement le courant

Père de la théorie, Albert Fert a aussi suscité le passage à l'acte industriel. Il crée, dès 1995, à Orsay, une unité de recherche mixte entre le CNRS et le groupe Thales, qui industrialise le procédé et conduit la politique de brevets. Elle pérennise une collaboration avec le laboratoire central de Thomson-CSF, entamée dès 1986. « Ils obtenaient alors, par épitaxie en jets moléculaires, des empilements de couches dont l'épaisseur unitaire ne dépassait pas 1 nm », explique Albert Fert. Et c'est sur des empilements alternés de fer et de chrome qu'apparaît le phénomène de GMR.

En électronique classique, c'est la charge des électrons qui intervient. Pour la "spintronique", c'est leur spin, un concept quantique qu'on peut "visualiser" comme l'aiguille d'une boussole, liée à une particule. Or, dans des métaux magnétiques comme le fer, les deux phénomènes interagissent. En effet, le courant peut être presque entièrement bloqué pour les électrons dotés d'un certain spin. Deux couches successives d'aimantations opposées bloquent à la fois les électrons à spin haut et à spin bas (si leur épaisseur ne dépasse pas quelques nanomètres). On peut donc finement piloter le courant par le champ magnétique. Une propriété qui a surtout permis de lire des supports magnétiques d'une densité impensable : jusqu'à 20 Gbits par cm2 !

ALBERT FERT

- 1970 Découverte de l'influence du spin sur la mobilité des électrons. - 1995 Création de l'unité mixte CNRS/Thales qui se concentre sur la magnétorésistance géante. - 2003 Médaille d'or du CNRS.

LA GMR AUJOURD'HUI

- Le marché des disques durs représente 50 milliards d'euros, dont 10 % pour les têtes de lecture qui utilisent la magnétorésistance (GMR). - Les capteurs magnétorésistifs et les mémoires électroniques MRam, qui seront commercialisées en 2005, sont deux autres applications clés de la GMR.

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