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Direction de la recherche fondamentale
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Une collaboration incluant l’Inac et le CEA-Leti a développé un procédé de fabrication de « galettes » de silicium 28 très pur, dont la teneur en silicium 29 ne dépasse pas 0,006 %. L’objectif est de produire, en technologie CMOS, des milliers de bits quantiques qui devraient être beaucoup plus fidèles que ceux déjà obtenus sur des substrats en silicium naturel.
Plusieurs techniques de résonance magnétique nucléaire (RMN) ont permis à des chimistes de l’Inac d’élucider l’état de surface de nanocristaux de chalcogénures ternaires (CuInS2), dispersés dans un solvant organique. Un point clé pour doter ces nanoobjets de nouvelles fonctionnalités intéressant la conversion d’énergie, la photonique ou l’analyse biologique.
Une « glace de spin » désigne un matériau ferromagnétique à basse température, au comportement quantique prometteur. Grâce à des expériences de diffusion de neutrons et des modèles théoriques, une collaboration impliquant l’Iramis vient d’établir comment un infime désordre chimique dans ce matériau fait apparaître un spectre de fluctuations magnétiques. Une étape fondamentale pour réaliser et contrôler les propriétés d’une glace de spin quantique.
De nombreuses molécules biologiques ou thérapeutiques ne sont pas superposables à leur image dans un miroir (et sont dites chirales). Pour distinguer ces deux espèces moléculaires (énantiomères), une collaboration impliquant l’Iramis propose une voie originale utilisant des impulsions laser ultra-courtes polarisées circulairement. Il devient possible de doser les énantiomères, voire à terme de les trier.
Grâce aux progrès des techniques de lithogravure, de nouvelles architectures dites « latérales » émergent en spintronique. Beaucoup plus versatiles et tout aussi performantes que les dispositifs actuels, elles ouvrent d’importantes perspectives d’applications mémoires ou logiques. Place à la créativité !
En assemblant un atome et une molécule sur une surface à l’aide d’un microscope à effet tunnel, il est possible de construire un nano-objet dont les propriétés électroniques et mécaniques sont modulables en fonction des positions relatives de l’atome et de la molécule. La diversité des propriétés obtenues montre le potentiel prometteur de cette « trapping chemistry » (chimie de piégeage).
Une méthode de transmission radio-fréquence, brevetée à l’Institut Frédéric-Joliot, permet aujourd'hui de supprimer des artefacts encore présents sur les images de gros organes à 3 Tesla.
Les propriétés magnétiques et électriques des jonctions tunnel magnétiques ont pu être améliorées significativement en insérant des couches de métal réfractaire (tungstène) dans les empilements. Cette avancée ouvre de belles perspectives aux mémoires magnétiques MRAM composées de telles jonctions et qui rentrent en production de volume.
Une équipe de l’Inac a proposé un nouveau procédé de lecture d’un bit quantique semi-conducteur par réflectométrie radiofréquence. Ce procédé qui utilise la technologie MOS sur silicium peut aisément être extrapolé à plus grande échelle pour réaliser des architectures denses en bits quantiques.
Des chercheurs de l’Inac ont développé de nouvelles approches de détection UV et infrarouge utilisant des nanofils individuels de nitrure de gallium (GaN). Ils ont notamment réalisé le premier nanofil photodétecteur utilisant des transitions électroniques à l’intérieur de la bande de conduction d’une hétérostructure semi-conductrice.
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Acteur majeur de la recherche, du développement et de l'innovation, le CEA intervient dans quatre grands domaines : énergies bas carbone, défense et sécurité, technologies pour l’information et technologies pour la santé.