FERT ALBERT (1938- )

Le physicien français Albert Fert, né le 7 mars 1938 à Carcassonne, a reçu le prix Nobel de physique en 2007 pour ses découvertes dans le domaine des propriétés électromagnétiques de certaines structures solides et pour sa contribution importante à l'émergence de la spintronique.

Né d'un professeur de physique (au lycée puis à l'université de Toulouse) et d'une enseignante en économie, Albert Fert est admis à l'École normale supérieure en 1957. Il profite de la diversité de la vie culturelle du quartier Latin, se passionne pour le jazz et s'essaye à la réalisation d'un film, mais acquiert surtout une connaissance approfondie des concepts et des méthodes de la mécanique quantique et de la physique statistique, et est initié aux derniers développements de la physique des solides. Son travail de doctorat, soutenu en 1970 au laboratoire de physique des solides de l'université d'Orsay, porte sur une suggestion de Neville Mott (Prix Nobel de physique en 1977) liant la mobilité des électrons dans un métal ferromagnétique à l'orientation de leur spin. Maître-assistant à Grenoble, puis à Orsay, il est nommé professeur en 1976 à l'université de Paris-Sud. En 1995, il est un des fondateurs d'un laboratoire commun du C.N.R.S. et de l'entreprise Thales.

Dès la fin des années 1960, Albert Fert fait progresser la description théorique de l'effet du spin des électrons sur leur mobilité dans des métaux. Une description de l'état solide dans le cadre de la physique quantique permet de comprendre ce phénomène, mais dans un matériau normal, cet effet est faible et n'a guère d'applications. Il en va autrement si on accroît les effets de surface, par exemple dans une structure multicouche, « en mille-feuilles ». Dans les années 1980 apparaissent de nouvelles techniques expérimentales de fabrication de matériaux ; en particulier, l'épitaxie par jet moléculaire permet de faire croître un cristal par superposition de minces couches d'atomes. Cette technique était parfaitement maîtrisée par le groupe de recherche de la compagnie Thomson-C.S.F. (qui deviendra Thales) mené par Alain Friederich, dont Albert Fert avait encadré la thèse, et une étroite collaboration s'établit entre les deux physiciens. En 1988, l'équipe de Fert au laboratoire de physique des solides d'Orsay (et de façon indépendante, l'équipe du physicien allemand Peter Grünberg au centre de recherches de Jülich) démontre que les propriétés électriques d'échantillons constitués de couches minces d'atomes métalliques différents sont extrêmement sensibles à leur état magnétique. La valeur de la magnétorésistance mesurée dans des empilements de couches de fer et de chrome croît fortement lorsque la couche de chrome est de plus en plus fine ; lorsque cette épaisseur atteint 0,9 nanomètre, la résistance est 80 p. 100 plus élevée dans la configuration magnétique antiparallèle par rapport à sa valeur dans la configuration parallèle. L'ampleur de cette différence est une telle surprise qu'on l'appelle « magnétorésistance géante ». La présentation dans des conférences internationales à Paris et au Creusot en juillet 1988, la publication de ce résultat dans la revue de la société américaine de physique Physical Review Letters en décembre de la même année, puis des exposés dans diverses conférences aux États-Unis passionnent les physiciens du domaine et déclenchent toute une série d'études par de nombreuses équipes.

Cette découverte a été utilisée industriellement très rapidement pour réaliser des capteurs électroniques, installés en particulier dans les automobiles. Depuis 1997, les têtes de lecture magnétiques couplées à la plupart des disques durs en informatique mettent à profit la magnétorésistance géante de multicouches[...]