CEA
CNRS
Univ. Paris-Saclay

Service de Physique de l'Etat Condensé

Faits marquants scientifiques 2022

20 septembre 2022

Neutral modes of the fractional quantum Hall effect have been shown to exchange energy with their fractionally charged counterparts, but it remains unknown whether they do so with the nearby integer quantum Hall edge channels. Researchers of the Nanolectronics group of SPEC, in collaboration with teams of the C2N (Palaiseau, France) and NIMS (Tsukuba, Japan) have performed a heat transport experiment in graphene answering this question. By controlling the electrostatics of the edges, they observed a maximal suppression of the thermal conductance in the fractional quantum Hall regime, a clear signature of energy exchanges between integer edge channels and the neutral modes. This work identifies a crucial issue for future quantum circuits in the quantum Hall regime.

03 juin 2022
Des chercheurs du SPEC démontrent un régime de fort couplage électrodynamique entre les photons microondes stockés dans un résonateur micro-fabriqué, et les paires de Cooper traversant une jonction Josephson polarisée en tension. Grâce à des mesures de corrélations temporelles sur les microondes émises, ils ont pu démontrer qu’un seul transfert de charge peut émettre spontanément jusqu’à 4 photons simultanément témoignant de ce fort régime d’interaction.

25 janvier 2022
Parmi les propriétés extraordinaires du graphène, il existe une anomalie magnétique géante prédite depuis les années 1950's et encore jamais mesurée directement. En contrôlant un feuillet de graphène presque sans défaut avec une tension électrostatique, et en utilisant des capteurs à magnétorésistance géante (GMR) ultrasensibles concus par l'équipe LNO du SPEC, des physiciennes et des physiciens ont pour la première fois mis en évidence expérimentalement cette singularité magnétique.

 

07 juillet 2022

Le développement de techniques de diagnostic précoce, rapides, sensibles, transportables au chevet du patient et peu coûteuses est un défi dans le domaine de la santé, mais aussi de la défense et de l'environnement. L'Organisation Mondiale de la Santé (OMS) a défini les critères ASSURED (Affordable, Sensitive, Specific, User-friendly, Rapid and robust, Equipment-free and Deliverable to end-users) que les tests de diagnostic terrain doivent remplir, ce qui prouve le besoin réel en termes de santé publique. La pandémie mondiale de COVID-19 a également démontré la nécessité de tels tests.

Les capteurs à magnétorésistance géante (GMR) [1] qui ont été développés pour une grande variété d'applications spintroniques (industrie automobile, informatique etc.), présentent également un réel potentiel dans le domaine de la santé, notamment pour le développement de dispositifs de diagnostic précoce sur les lieux de soins. Le principe de détection de cette technique repose sur l'utilisation de particules magnétiques fonctionnalisées par des anticorps monoclonaux, produits au Laboratoire d'Études et de Recherches en Immunoanalyse (CEA-Saclay LERI), dirigés contre la cible d'intérêt (figure 1A). Ainsi marquée par interaction avec les particules magnétiques, sa détection dynamique est réalisée à l'aide des capteurs GMR, développés au Laboratoire Nano-magnétisme et Oxydes (CEA-Saclay SPEC/LNO), qui permettent de compter un par un les objets biologiques magnétiquement marqués. De plus, les mesures peuvent être effectuées avec des matrices complexes, même opaques, et des cibles biologiques de nature éventuellement différentes (cellules, bactéries, etc...) peuvent être détectées sans aucune étape de lavage préalable et même à faible concentration.

Après avoir validé la méthode sur un premier appareil, la réalisation d'un second dispositif à "double détection" permet d'atteindre une plus grande sélectivité, en réduisant fortement les faux-positifs.

03 août 2022

Une collaboration de chercheurs du SPEC et du LMFL explorent l’origine de l’irréversibilité de la turbulence grâce à un nouveau dispositif expérimental à grande échelle : Giant Von Kármán - GVK, unique par ses dimensions.

Le dispositif permet de mettre en évidence la corrélation entre les zones de forte dispersion des trajectoires du fluide, signe d'irréversibilité, et des zones hautement dissipatives.

03 juillet 2022
La matière active est composée d'entités individuelles convertissant de l'énergie en travail, ce qui entraine leur mise en mouvement, et leur permet de s'organiser spontanément du fait de leurs interactions mutuelles. De nombreux systèmes vivants peuvent être vus sous cet angle, mais aussi, de plus en plus, des ensembles de microparticules actives synthétiques ou extraites de cellules. L’approche théorique de la matière active ne bénéficie pas des résultats généraux valides à l’équilibre thermodynamique, mais elle en garde les thèmes principaux : symétries, lois de conservation, et transitions de phase sont déterminantes, mais les propriétés émergentes de la matière active sont bien souvent nouvelles, offrant de nouvelles voies d’auto-organisation dynamique.

Dans un article récent publié dans PNAS, Hugues Chaté (IRAMIS/SPEC), Xia-qing Shi et le groupe de Tian Hui Zhang (Université de Suzhou) montrent qu'un système de colloïdes actifs juste sous critique (i.e. près du seuil de leur mise en mouvement) présente de nouveaux types de dynamique collective auto-organisée spectaculaires, comme des tourbillons auto-organisés isolés composés de milliers de particules.

11 mars 2022
​Une collaboration menée par le LSCE (CEA-CNRS-UVSQ), avec l'Iramis (SPEC/SPHYNX), applique pour la première fois une technique d'apprentissage automatique utilisée en linguistique à des bulletins météorologiques quotidiens couvrant 70 années. La voie est désormais ouverte à des analyses climatologiques hors d'atteinte pour les experts humains ! 

11 juillet 2022

English version.

Savoir manipuler à l’échelle nanométrique, un spin unique, en tant qu'objet porteur d'information quantique, présente un enjeu technologique majeur, et reste encore aujourd'hui un sujet d'un grand intérêt fondamental. Un système composé de molécules magnétiques déposées sur une surface offre un banc d’essai unique pour traiter ce sujet, mais il est difficile, voire impossible, d’explorer expérimentalement les trop nombreuses pistes ouvertes, étant donné le nombre énorme de combinaisons molécule/surface possibles. C’est pourquoi la modélisation joue un rôle essentiel dans ce domaine.

Dans le cadre du projet H2020 FET-Open COSMICS, une collaboration entre l’Université Technique du Danemark (DTU), le CEMES CNRS de Toulouse et le CEA SPEC montre par des méthodes de calcul de structure électronique et de transport que la porphyrine de fer, déposée sur un substrat de graphène dopé par du bore, posséde des propriétés remarquables, pour en faire un dispositif de spintronique moléculaire que l'on peut piloter par la simple application d’une tension de grille. Ce dispositif mériterait ainsi d'être expérimentalement étudié.

 

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