Manuel BibesChercheur en physique
Portrait
Manuel Bibes s’intéresse à la physique des oxydes fonctionnels et multifonctionnels, principalement sur leur utilisation en spintronique, une discipline de l’électronique exploitant le magnétisme porté par les électrons afin de stocker et transporter une information.
En 2003 il entre au CNRS à la suite d’une thèse franco-espagnole réalisée en 2001 et d’un post-doctorat réalisé à Orsay. Il débute à l’Institut d’électronique fondamentale, qui deviendra plus tard le C2N (CNRS/UPSaclay), puis rejoint l’unité mixte de physique – UMPhy (CNRS/Thalès) en 2007, où il est actuellement directeur de recherche CNRS.
Projet FRESCO
Spin-charge interconversion effects in spin-orbitronics architectures based on ferroelectric materials.
Le projet repose sur la technologie de la spintronique, une approche prometteuse pour les prochaines architectures de calcul qui devrait bientôt supplanter la technologie CMOS. Elle s’appuie traditionnellement sur des matériaux ferromagnétiques pour générer et détecter les courants de spin et constitue la base du fonctionnement des disques durs magnétiques utilisés dans les data centers. La forte consommation d’énergie nécessaire pour manipuler l’aimantation des éléments ferromagnétiques encodant l’information stockée représente cependant un inconvénient pour pouvoir l’utiliser dans des processeurs.
Afin de s’affranchir de cet obstacle, FRESCO envisage une approche radicalement différente. Le projet propose des architectures spintroniques dans lesquelles la non-volatilité serait assurée par la ferroélectricité contrairement au ferromagnétisme, qui permet ainsi de réduire la consommation électrique.
FRESCO s’appuie également sur un phénomène appelé effet Rashba, qui couple le mouvement orbital des électrons avec leur spin aux interfaces entre deux matériaux. L’effet Rashba peut être utilisé pour transformer des courants de charge en courants de spin et vice-versa. Les interfaces où il se manifeste peuvent ainsi servir de générateurs ou de détecteurs de spin, même si elles ne sont pas magnétiques. En construisant des interfaces intégrant des ferroélectriques, le signe de la conversion entre charges et spins peut être contrôlé électriquement aboutissant à un effet mémoire comme lorsque l’on utilise le ferromagnétisme, mais beaucoup moins énergivore.
Par ailleurs, d’autres approches avec d’autres matériaux sont envisagées, telles que les oxydes avec les structures hybrides oxyde/métal, qui seront caractérisées par un vaste éventail de techniques expérimentales disponibles au laboratoire, ou en collaboration avec d’autres équipes et d’autres instruments tels que le synchrotron SOLEIL. A ce jour, des résultats très prometteurs ont été obtenus à basse température et l’enjeu principal est maintenant de les observer à température ambiante, tout en approfondissant la compréhension des phénomènes physiques mis en jeu.