Albert Fert, Odile Jacob
Bientôt nonagénaire Albert Fert n’en reste pas moins un infatigable imaginatif qui fourmille d’idées pour les développements toujours plus foisonnants des diverses voies et branches que ses recherches ont défrichées. Il a reçu le prix Nobel 2007 en physique, partagé avec Peter Grünberg, pour leur découverte simultanée en 1988 de la magnétorésistance géante (GMR en abréviation anglaise) : l’application d’un champ magnétique sur un multicouche de matériaux ferromagnétiques produit un contraste très fort de conductivité entre ces couches. C’est le premier couplage majeur direct mis en évidence entre le magnétisme, résultant de la propriété du spin ou moment cinétique des électrons, et le courant électrique porté par la charge électrique de l’électron. La nouveauté est la découverte de ce couplage, prévu par des théoriciens antérieurement comme Sir Nevill Mott, autre prix Nobel.
L’aventure commence pour Albert Fert avec une thèse à Orsay soutenue en 1970 établissant un fort contraste de résistivité pour certaines couches minces de Fe ou Ni dans lesquels se propagent les électrons de spin majoritaire et les électrons de spin minoritaire selon les idées de Mott. Albert Fert, corseté par son laboratoire d’alors qui pensait qu’il travaillait sur des sujets marginaux, arrive tout de même à créer une dynamique suffisante pour créer un nouveau labo mixte entre le CNRS et Thomson-CSF (devenu Thalès). Il y réussit et arrive ainsi à lancer de nouvelles pistes de recherche comme l’effet Hall de spin et, en 1988, par des voies différentes, Grünberg et lui-même mettent en évidence un effet de magnétorésistance géante sur des nano-films ouvrant ainsi des voies pour l’électronique à l’échelle des nanotechnologies. C’est le coup d’envoi de la spintronique, la communauté internationale ne s’y trompant avec son article d’alors devenant un des plus cités de la période.
La GMR, ainsi qu’une dérivée associant l’effet tunnel (TMR ou tunnelling magnetoresistance) trouve des applications immédiates dans les capteurs de champ magnétique (têtes de lecture, capteurs d’IRM etc.). À partir de cette époque ce sont de très nombreuses voies qui sont imaginées, explorées, défrichées par les équipes d’Albert Fert, seules ou en collaboration avec d’autres : le transfert de spin, spin et radiofréquence avec les STNO (spin transfer nanooscillator), effet Hall de spin inverse, couplage orbital de spin.
En 2007, le prix Nobel est une fête magnifique pour son labo et lui-même. S’ensuit alors une période plus communicante pour diffuser la science dans les écoles, dans la société. Mais trois années plus tard, reprend la course effrénée aux nouvelles idées ouvrant autant de routes de traverse pour de nouvelles applications. Interactions avec le graphene, oxytronique, magnons, skyrmions, organisations topologiques des interfaces, calcul neuromorphique grâce aux composants et effets découverts par la spintronique : en quelque sorte les effets fondés sur ces idées sont plus rapides et plus sûrs que les effets simplement électriques. Ils ouvrent la voie à des composants plus économes et plus performants, pouvant même mixer au même endroit les fonctions mémoire et calcul.
La spintronique est donc à l’aube de pouvoir faire produire des composants électroniques pour l’IA de plusieurs ordres de grandeurs plus efficaces que les composants actuels (performances, énergie, fiabilité).
Les explications sont les plus claires possibles avec de nombreux schémas mais il n’en faut pas moins une attention soutenue pour suivre tous les exposés. Il faut un bon niveau scientifique pour percevoir les concepts et idées de base et déchiffrer les planches – au centre du volume – et les figures – insérées dans le texte. L’aventure humaine est des plus réjouissantes, l’auteur nourrissant son propos de ses nombreux échanges avec ses collègues. Des encadrés mettent en avant des dialogues alertes entre Albert Fert et une de ses collaboratrices Juliette Grollier très à la pointe des applications possibles de la spintronique dans l’IA. Le goût d’Albert Fert pour les activités jazz, ou sportives (rugby) ou nature en montagne ou sur mer sont des facettes très attachantes de sa personne.
Albert Fert nous raconte sa belle aventure scientifique et humaine exceptionnelle. Il explique ses démarches et découvertes d’une manière très claire, avec de nombreux schémas et figures. Après une thèse à Orsay, il crée un nouveau labo avec le CNRS pour de nouvelles pistes de recherche, il ouvre la voie à la « Spintronique ». Les applications sont immédiates. Il reçoit le prix Nobel physique en 2007. Aujourd’hui, la spintronique est en mesure de produite des composants électroniques plus efficaces pour l’IA. C’est pour le grand public une découverte passionnante de ce qu’est la recherche scientifique « sur l’envol et les acquis de la spintronique, de belles aventures dans le monde quantique »
