Deux expériences sont menées pour montrer les propriétés électriques d'un matériau piézo :- effet direct : génération d'une tension par vibration- effet inverse : génération d'une vibration sous l'effet d'une tensionPuis un montage interférométrique permet de mesurer la déformation au moyen d'une photodiode.Vidéo issue du projet VideoManip dont l'objectif est la réalisation de courtes séquences filmées, montrant des expériences réelles, qui seraient à la fois trop complexes pour être montées et montrées en amphi, et pas assez riches d'enseignement pour justifier un TP de plusieurs heures. Les sciences de l'ingénieur consistent à utiliser un phénomène physique pour construire un objet répondant à un besoin donné. Cela suppose de la part des scientifiques, des (futurs) ingénieurs et des (futurs) enseignants qui les forme(ro)nt une connaissance assez intime des phénomènes physiques exploitables. Dans le processus d'acquisition de cette connaissance, rien ne remplace la confrontation directe au phénomène étudié au travers de l'expérimentation. La "manip de cours" ou "manip d'amphi" (expérimentation par le professeur pendant le cours magistral) permet de confronter immédiatement les étudiants au phénomène étudié sans avoir à attendre qu'ils aient acquis suffisamment de compétence pour pouvoir manipuler eux-mêmes. Ce genre d'illustration représente un investissement important, tant pour la mise en place de l'expérimentation elle-même que pour celle des dispositifs annexes permettant de la faire visualiser par un grand auditoire.
Mot(s) clés libre(s) : contrainte mécanique, déformation, effet piézoélectrique, interférométrie, matériau, piézoélectricité, polarisation, tension électrique

Une conférence du cycle "le magnétisme aujourd’hui : du pigeon voyageur à la spintronique"Spintronique : le spin s’invite en électronique dans nos ordinateurspar Albert FertProfesseur, Prix Nobel de Physique 2007, Thales-CNRS PalaiseauLes électrons ont non seulement une charge électrique mais aussi un spin, que l’on peut se représenter comme un aimant minuscule porté par l’électron. La spintronique est un nouveau type d’électronique qui exploite non seulement la charge des électrons mais aussi l’influence du spin sur leur mobilité. Elle nous est déjà familière car nous l’utilisons chaque jour la magnétorésistance géante (GMR) de multicouches magnétiques pour lire le disque dur de notre ordinateur. La découverte de la GMR, il y 20 ans, a donné le coup d’envoi de la spintronique qui s’est ensuite développée rapidement en utilisant tous les outils amenés par les nanotechnologies. Je décrirai les avancées récentes qui vont permettre de réaliser, par exemple, des mémoire d’un nouveau type pour les ordinateurs (MRAM), des émetteurs micro-onde très prometteurs pour la téléphonie mobile et peut être même des qubits pour ordinateurs quantiques.
Mot(s) clés libre(s) : aimentation, capteur magnétique, champ magnétique, charge électrique, couche mince, électron, électronique de spin, magnétorésistance, nanotechnologies, spintronique

Manipulation qui présente l'effet supraconducteur d'un matériau sous l'action d'un champ magnétique : effet Mesner, ancrage des vortex, thermalisation.Vidéo issue du projet VideoManip dont l'objectif est la réalisation de courtes séquences filmées, montrant des expériences réelles, qui seraient à la fois trop complexes pour être montées et montrées en amphi, et pas assez riches d'enseignement pour justifier un TP de plusieurs heures. Les sciences de l'ingénieur consistent à utiliser un phénomène physique pour construire un objet répondant à un besoin donné. Cela suppose de la part des scientifiques, des (futurs) ingénieurs et des (futurs) enseignants qui les forme(ro)nt une connaissance assez intime des phénomènes physiques exploitables. Dans le processus d'acquisition de cette connaissance, rien ne remplace la confrontation directe au phénomène étudié au travers de l'expérimentation. La "manip de cours" ou "manip d'amphi" (expérimentation par le professeur pendant le cours magistral) permet de confronter immédiatement les étudiants au phénomène étudié sans avoir à attendre qu'ils aient acquis suffisamment de compétence pour pouvoir manipuler eux-mêmes. Ce genre d'illustration représente un investissement important, tant pour la mise en place de l'expérimentation elle-même que pour celle des dispositifs annexes permettant de la faire visualiser par un grand auditoire.
Mot(s) clés libre(s) : ancrage des vortex, champ magnétique, effet Meissner, matériau supraconducteur, physique du solide, résistance électrique, supraconductivité, thermalisation

Métaux, semi-conducteurs, ou même supraconducteurs transportant un courant électrique sans aucune résistance, les matériaux présentent une diversité de propriétés électroniques remarquable, mise à profit dans de nombreuses applications qui font partie de notre quotidien. La chimie de l'état solide, en explorant les très nombreuses combinaisons entre éléments pour élaborer des structures de plus en plus complexes, nous invite à un véritable jeu de construction avec la matière, source de nouvelles découvertes. En même temps, le développement de techniques permettant d'élaborer, de structurer, et de visualiser ces matériaux à l'échelle de l'atome, ouvre d'immenses perspectives. Des lois de la mécanique quantique qui régissent le comportement d'un électron, aux propriétés d'un matériau à l'échelle macroscopique, c'est une invitation au voyage au coeur des matériaux que propose cette conférence.
Mot(s) clés libre(s) : comportement des matériaux, courant électrique, effet tunnel, électronique, isolant, physique des matériaux, résistivité, semi-conducteur, spin, supraconductivité

Lorsqu'un matériau semi-conducteur est structuré à l'échelle du nanomètre ses propriétés électroniques et optiques sont gouvernées par la mécanique quantique. Le puits quantique, formé par une couche mince semi-conductrice d'épaisseur nanométrique, est très communément employé depuis 20 ans pour fabriquer des composants très performants (diodes laser, transistors à gaz d'électrons bidimensionnel). De nombreuses études sont aujourd'hui consacrées aux boîtes quantiques semi-conductrices, nanostructures capables de confiner les électrons à l'échelle du nanomètre dans toutes les directions de l'espace. Après avoir présenté et comparé les principales stratégies permettant de fabriquer ces nano-objets, l'exposé s'attachera à montrer combien leurs propriétés sont originales. Une boîte quantique isolée se comporte par exemple à bien des égards comme un macro-atome artificiel ; cette propriété très intéressante permet de reproduire dans un système solide des expériences d'optique quantique jusque là réalisées avec des systèmes atomiques. Pour conclure, les perspectives d'application très prometteuses des boîtes quantiques dans des domaines aussi variés que l'optoélectronique, les communications quantiques, la micro/nanoélectronique ou la biologie seront brièvement présentées.
Mot(s) clés libre(s) : boite quantique, mécanique quantique, nanocristaux, nanostructure, nanotechnologie, photon, semi-conducteur

Le film présente les différentes étapes de fabrication d'une jonction tunnel magnétique. Après avoir défini ce qu'est une jonction tunnel magnétique, on présente pas à pas son élaboration et sa caractérisation. Le matériau de base est obtenu dans une machine de pulvérisation cathodique par empilement de couches minces ; ensuite la structuration latérale de l'échantillon est effectuée par lithographie et gravure, conduite en salle blanche. Enfin est réalisée l'étape de tests et de mesures électriques et le dispositif est intégré à un capteur magnétique.GénériqueLE LABORATOIRE DE PHYSIQUE DES MATERIAUX présente : ELECTRONIQUE DE SPIN ET CAPTEURS MAGNETIQUES Nous remercions pour leur collaboration L.Bouvot et tous les membres du Laboratoire de Physique des Milieux Ionisés et Applications (LPMIA) Une vidéo LPM-UHP-INPL Nancy Scénario : Michel HEHN : LPM Nancy François MARRON : Cellule TICE-INPL François MONTAIGNE : LPM Nancy Marie-Odile SELME : Ecole des Mines Nancy Corolian TIUSAN : LPM Nancy Animations : François MARRON Images et montage : Jean-Pierre AVOIS Réalisation : Cellule TICE - INPL Nancy
Mot(s) clés libre(s) : aimentation, capteur magnétique, champ magnétique, charge des électrons, couche mince, électronique de spin, magnétorésistance, nanotechnologies, spintronique

La matière est constituée d'atomes qui présentent beaucoup de points communs : un noyau, autour duquel des électrons gravitent. Dans ces conditions, pourquoi certains matériaux sont-ils isolants et empêchent le passage du courant électrique, alors que d'autres matériaux, laissant les électrons libres de se déplacer, sont conducteurs. Pourquoi un électron, initialement attaché à son noyau, décide-t-il de l'abandonner en se laissant entraîner par des attractions qu'il ressent pour d'autres ? Les électrons ont-ils si peu de principes qu'ils sont prêts à rejoindre le premier noyau qui les attire. Dans cette conférence, on montrera que les électrons, qui sont naturellement assez volages, respectent néanmoins un principe et que ceci explique la plupart des propriétés électriques de la matière. On abordera le cas des isolants, des conducteurs et des supraconducteurs. Ces derniers constituent une énigme non encore résolue. Leur maîtrise pourrait provoquer une révolution industrielle.
Mot(s) clés libre(s) : conducteur, courant électrique, ionisation, isolant, matériau, niveau de Fermi, paire de Cooper, principe de Pauli, spin, structure atomique, supraconductivité

Le mot magnétisme reste chargé de mystères, pourtant les phénomènes magnétiques sont connus depuis trois mille ans et les matériaux magnétiques sont omniprésents dans notre environnement. Le but de cet exposé est de tenter de lever ces mystères et d'expliquer la formidable importance des matériaux magnétiques dans nos sociétés développées. La conférence va débuter par un bref historique des matériaux magnétiques, depuis leur découverte en Asie mineure et en Chine jusqu'aux développements les plus récents. On verra ensuite ce qu'est le magnétisme, le champ ou induction magnétique est produit par une charge électrique en mouvement. C'est une conséquence directe de la théorie de la relativité d'Einstein. Ce champ magnétique induit une force sur toutes les particules en mouvement, c'est là l'origine de toutes les forces magnétiques. A l'échelle atomique ce sont le mouvement des électrons autour des noyaux des atomes et le mouvement propre de ces mêmes électrons (mouvement de rotation) qui sont à l'origine des deux types de moments magnétiques atomiques : le moment orbital et le spin. Les liaisons chimiques tendent à compenser ces moments magnétiques, sauf, dans le cas où survivent à ces liaisons des couches atomiques incomplètes, comme celle des métaux dits de transition ou celles des métaux dit de la famille des terres rares. On abordera, ensuite, un aperçu de la diversité des matériaux magnétiques, les matériaux ferromagnétiques paramagnétiques et diamagnétiques...On montrera les fondements physiques des propriétés magnétiques et on décrira un certain nombre de matériaux spécifiques comme les aimants permanents, les différentes bandes magnétiques ou les mémoires...On terminera cet exposé par une description des tendances actuelles dans la science et la technologie des matériaux magnétiques : le nanomagnétisme et l'électronique de spin.
Mot(s) clés libre(s) : aimant, champ magnétique, ferromagnétisme, magnétorésistance, matériau doux, matériau dur, mécanique quantique, moment magnétique, pôle magnétique, science des matériaux, spin

Le champ magnétique semble toujours un peu mystérieux, pourtant les phénomènes magnétiques sont connus depuis presque trois mille ans et ont trouvé des applications partout dans notre vie quotidienne. Le but de cet exposé est à la fois d'expliquer la physique du champ magnétique et de démontrer l'importance des champs magnétiques intenses dans la recherche. La conférence débutera par un bref résumé de la physique des champs magnétiques, à la fois de façon historique et fondamentale. Ensuite, je discuterai trois grands domaines de la physique ou le champ magnétique intervient La manipulation magnétique concerne tous les phénomènes qui génèrent des forces mécaniques sur des objets. L'aimant permanent avec lequel on colle des feuilles sur la porte du frigo, l'électromoteur, la séparation magnétique et la lévitation magnétique sont des exemples parmi tant d'autres. Ces phénomènes ont trouvés beaucoup d'applications, mais sont aussi utilisés comme outils dans la recherche. Le champ magnétique est une perturbation universelle et précise qui permet de sonder la matière et de déterminer beaucoup de paramètres physiques et chimiques. L'exemple le plus connu est l'imagerie médicale par résonance magnétique nucléaire mais il existe beaucoup d'autres sondes basées sur le champ magnétique. Les champs magnétiques intenses peuvent induire des nouveaux états de la matière, en particulier en combinaison avec des basses températures. Dans la physique des solides, plusieurs états exotiques ont été observés, comme des quasi-particules dans les gaz électroniques bidimensionnels, des condensats de Bose-Einstein dans des cristaux et la supraconductivité induite par le champ magnétique.
Mot(s) clés libre(s) : champ magnétique intense, charge électrique, effet Hall, effet Zeeman, électromagnétisme, énergie cyclotron, état de la matière, force de Lorentz, lévitation magnétique, mécanique quantique, résonance, spin, supraconductivité

Congrès Général de la SFP Bordeaux-2011• Centenaire de la découverte de la supraconductivité, Jean-Pascal BRISON (CEA Grenoble)
Mot(s) clés libre(s) : supraconducteur