CEA
CNRS
Univ. Paris-Saclay

Service de Physique de l'Etat Condensé

Faits marquants scientifiques 2024

10 juin 2024

A nearly 10-year long, strong international research collaboration between Prof. Li Yang from School of Science at Xi’an Jiao Tong Liverpool University and Dr. Yannick Dappe, senior researcher at Condensed Matter Physics Laboratory (SPEC – CNRS, CEA Saclay, France) has led to many productive outcomes.

In 2015, Prof. Li Yang was starting experiments in Molecular Electronics, using for the first time (it was not really common at that time) graphene electrodes as a counter electrode in scanning tunnelling microscopy (STM) molecular junctions. Dr. Yannick Dappe already had some good experience in Density Functional Theory (DFT)-based electronic transport calculations in particular to model STM experiments. For example, at that time he already developed a theoretical model to describe a full carbon molecular junction.

The project aimed to work on alkane-based molecular junctions with thiol anchoring groups and to compare the electronic conductance between standard molecular junctions with two gold electrodes and hybrid molecular junctions with gold and graphene electrodes, as illustrated in Figure 1 (a). In particular, Prof. Li Yang and Dr. Yannick Dappe considered the conductance evolution as a function of the molecular length in order to determine the attenuation of the electronic current in the junction. As a result, they observed an interesting phenomenon, they noted that while the contact resistance is more important in hybrid molecular junctions, its electronic current attenuation is much less important compared to the standard gold-gold configuration. In other words, it is possible to conduct more current for longer molecular chains using a graphene electrode. The combination of experimental data and electronic transport calculations allowed the interpretation of this result, first as an electrostatic dipole effect due to the weak interaction at the graphene interface, and later more generally as a symmetry breaking effect due to the insertion of a graphene electrode.

23 avril 2024

L'électronique, à la base de l'informatique et donc du traitement de l'information, est fortement consommatrice d'énergie. La dissipation d'énergie est essentiellement liée aux effets résistifs et au transport des charges. Chaque électron possède également un moment cinétique de spin qui s'oriente "up" et "down" selon la direction du magnétisme local. Portée par ce spin, l'information peut alors être traitée par un simple retournement local de son orientation et sans transport de charges, ce qui peut permettre de réduire drastiquement la consommation électrique du dispositif.

Mais comment convertir une information usuellement portée par un courant ou une polarisation électrique, vers un support de spins purs ?

L'équipe LNO du SPEC, en collaboration avec une équipe du DQMP de l'Université de Genève, montre par une analyse de symétrie que la conversion d'une polarisation de spin en courant de charge à l'interface LaAlO3/SrTiO3 est dominée par le couplage avec des électrons présentant une fonction d'onde porteuse d'un moment cinétique orbital (fonction d'onde hélicoïdale), plutôt qu'avec le spin de ces électrons.

Ce résultat ouvre la voie à une plus large utilisation du moment angulaire orbital pur pour le stockage et le traitement de l'information.

23 avril 2024

L'électronique, à la base de l'informatique et donc du traitement de l'information, est fortement consommatrice d'énergie. La dissipation d'énergie est essentiellement liée aux effets résistifs et au transport des charges. Chaque électron possède également un moment cinétique de spin qui s'oriente "up" et "down" selon la direction du magnétisme local. Portée par ce spin, l'information peut alors être traitée par un simple retournement local de son orientation et sans transport de charges, ce qui peut permettre de réduire drastiquement la consommation électrique du dispositif.

Mais comment convertir une information usuellement portée par un courant ou une polarisation électrique, vers un support de spins purs ?

L'équipe LNO du SPEC, en collaboration avec une équipe du DQMP de l'Université de Genève, montre par une analyse de symétrie que la conversion d'une polarisation de spin en courant de charge à l'interface LaAlO3/SrTiO3 est dominée par le couplage avec des électrons présentant une fonction d'onde porteuse d'un moment cinétique orbital (fonction d'onde hélicoïdale), plutôt qu'avec le spin de ces électrons.

Ce résultat ouvre la voie à une plus large utilisation du moment angulaire orbital pur pour le stockage et le traitement de l'information.

12 février 2024

Dans le domaine de la spintronique, les chercheurs étudient depuis plusieurs années le transport de spin dans les films minces de grenat yttrium fer (YIG), qui est un oxyde magnétique, bien meilleur conducteur de spin que les métaux. Ces films possèdent de multiples applications en électronique de spin et photonique.

De plus, il a été suggéré que cet isolant magnétique pourrait en principe pouvoir atteindre un régime de superfluidité, où le transport de spin se produirait sans friction. Ces capacités exceptionnelles sont-elles finalement réalisables ? Et quelles sont les propriétés des ondes magnétiques réellement observables dans ce matériau ?

24 janvier 2024

Une collaboration de physiciens a réalisé un nouveau type de bit quantique supraconducteur à basse fréquence (MHz au lieu du GHz) dont la sensibilité aux charges électriques est à même de permettre le contrôle et la mesure de l’état quantique d’un micro-résonateur mécanique.

Le dispositif fournit un composant qui peut permettre des avancées sur une physique nouvelle mêlant gravitation et mécanique quantique.

29 mars 2024

Les "derechos" sont des orgages violents avec un front d'avancée s'étendant sur plus de 100 km en longueur et des vents en rafales dépassant généralement les 100 km/h . Ils se déplacent rapidement en ligne droite sur une distance à l'échelle d'un continent, d'où leur appellation empruntée à l'espagnol signifiant "tout droit".

Plus fréquents aux États-Unis (de l'ordre d'une quinzaine d'événements annuels), leur occurence augmente en Europe avec la transition cimatique comme le montre l'étude statistique menée par une collaboraiton de chercheurs du SPEC/SPHYNX et du LSCE.

 

02 février 2024

Active particles can form two-dimensional crystals that are different from those formed by passive particles in equilibrium, showing extreme spontaneous deformation at large scales without melting.

 

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