IEMN, l’ultra haut débit en test mondial pour préparer l’arrivée de la 5G et d’un Wi-Fi boosté

Un potentiel énorme par rapport aux ondes radio classiques

«  Buuut !  » signale le commentateur lors d’un match de foot en direct à la télévision. Mais saviez-vous que la transmission du but arrivait sur vos écrans quelques secondes après l’action réelle dans le stade ?

Des « vrais » directs

Un nouveau système de communication ultra-rapide pourrait changer la donne et vous faire connaître enfin les sensations d’un « vrai » direct. Son nom : le Térahertz, une technologie dont le premier essai mondial en extérieur a eu lieu sur les toits de Dunkerque. «  On cherche à créer une communication sans fil la plus rapide possible, à très courte distance – moins de 700 mètres – et avec une fréquence de 300 GHz. C’est la première démonstration mondiale à cette fréquence et à cette distance », explique Guillaume Ducournau, coordinateur du projet, sur lequel il travaille depuis huit ans, à l’institut d’électronique et microélectronique et nanotechnologies de l’université Lille 1. «  On utilise les ondes térahertz, qui offrent un potentiel énorme par rapport aux ondes radio classiques  ».

Un émetteur avait été installé au troisième étage du bâtiment du remorquage, près de l’hôtel des technologies, et un récepteur (notre photo) sur les toits du laboratoire IRenE, plateforme d’innovation technologique de l’Université du Littoral, située avenue Schumann. «  Il y a vingt ans, c’était de la science-fiction !  », commente Éric Fertein, chercheur au laboratoire de physico-chimie de l’atmosphère de Dunkerque, soutien de l’opération.

Des applications pour la santé, les transports…

Le développement d’un nouveau système de communication ultra-rapide est devenu inévitable dans la perspective de l’arrivée en 2020 de la 5G. «  Aujourd’hui, pour le Wi-Fi, on fonctionne avec une fréquence de 2,4 GHz, ce qui limite le débit. Avec le Térahertz, on est à 300 GHz ! D’ici à 2025, on pourrait ainsi multiplier le débit Wi-Fi par 100 voire 1 000. On passerait au TiFi, en référence aux ondes térahertz  », souligne Guillaume Ducournau. Des transmissions de données ultra-rapides, plus de décalage entre l’action et la retransmission, plus de câbles à tirer pour alimenter les caméras…

Ce qui ouvre le champ à de multiples applications : «  Par exemple, dans les salles de chirurgie, plus besoin de marcher sur des tonnes de câbles pour une opération à distance en direct, illustre Guillaume Ducournau. Un avion qui viendrait se garer à sa porte d’embarquement et qui aurait besoin de télécharger énormément de données, pourrait le faire en quelques secondes. Et que dire des télés qui seraient en flux réel ! C’est une fierté de faire ce premier pas à Dunkerque.  » Le brevet et la commercialisation de la technologie pourraient suivre, d’ici quelques années.

Les télés dans les starting-blocks

Les ondes térahertz pourraient bien changer la vie des diffuseurs télé et de leurs techniciens, notamment lors des grands événements sportifs.

Des kilomètres de câbles

«  Actuellement, pour la retransmission de Roland Garros, on doit tirer dix kilomètres de câbles pour brancher les caméras, trente kilomètres pour la dernière étape du Tour de France à Paris. C’est un travail d’installation énorme, qui dure deux jours. Pour le Tour de France, on laisse même les câbles toute l’année pour éviter d’avoir à les acheminer l’année suivante  », explique Pascal Duquenne, responsable production France 3 basé à Lambersart. L’arrivée du mode de retransmission térahertz, beaucoup plus rapide, «  fera disparaître tous les câbles. Ce sera un gain de temps et d’argent pour les télévisions  ».

À tel point d’ailleurs que les Japonais se sont déjà saisis de la technologie en 2008 lors des Jeux Olympiques de Pékin, mais à une fréquence et à une distance moindre que celles testées à Dunkerque mardi. Les techniciens nippons comptent bien réitérer l’expérience en 2020 pour les Jeux de Tokyo.

A. N. (Extrait de La Voix du Nord,  14 juin 2017)

Vmicro, spinoff de l’IEMN réalise la configuration verticale du premier microscope de champ proche de l’histoire

APPLIED PHYSICS LETTERS 110, 243101 (2017) [http://dx.doi.org/10.1063/1.4985125]

Instrumentation aux limites : le nouveau microscope à force atomique renouvelé par les capteurs micro-et nano- systèmes, basé sur un microsystèmes

Les microscopes sont des outils de travail quotidiens dans des domaines tels que l’électronique, la chimie, la métallurgie, les sciences de la vie, la recherche en physique. Disposer de microscopes performants est indispensable pour créer de nouvelles filières technologiques (qualifier les matériaux, les procédés) ou encore poser un diagnostic. Bien que très répandus, les microscopes optiques ne suffisent pas toujours à fournir la résolution nécessaire a cause des limites imposées par la diffraction de la lumière.

Une troisième famille de microscopes, dits à sondes locales, a vu le jour dans les années 1980. La technologie la plus répandue est le microscope à force atomique ou AFM pour Atomic Force Microscope. Son principe revient à remplacer le sens de la vue par celui du toucher. Une nano-pointe balaye la surface à observer ligne par ligne, à la manière des non-voyants lisant le braille. La pointe renvoie une mesure de force, et, en assemblant toutes les lignes, le microscope reconstitue une image de la surface. Grâce aux micro-technologies, on sait fabriquer depuis 1985 des pointes extrêmement fines. Cela confère au microscope AFM une résolution lui permettant de voir des nanostructures, des atomes individuels, ou encore des molécules (ADN, protéines). Cependant, jusqu’à maintenant le capteur de force qui fait le lien entre la pointe et la tête de l’appareil avait très peu évolué: il limitait fortement la rapidité de la mesure et nécessitait une instrumentation optique macroscopique qui constitue souvent un verrou.

Depuis 2005, les travaux de l’IEMN sur des technologies MEMS (Micro-Electro-Mechanical-Systems ont permis d’explorer une instrumentation basée sur des capteurs renouvelés. Cette approche est repartie à la base par la conception micromécanique de résonateurs à pointes, puis s’est poursuivie sur les aspects instrumentaux.

En 2015, la société Vmicro a été créée en tant que spin-off du laboratoire et poursuit le développement de ces sondes en optimisant toutes les étapes de fabrication en salle blanche, afin de mettre sur pied une production compatible avec les exigences des utilisateurs d’AFM issus de domaines très variés, de la science des surfaces aux biologistes. L’entreprise collabore à travers plusieurs projets avec l’IEMN et une publication commune vient de concrétiser un nouveau saut technologique.

Les chercheurs et ingénieurs ont développé une micro-sonde verticale basée sur un résonateur qui permet de contrôler le mouvement de la pointe de façon optimale et ce à des fréquences de plusieurs mégahertz. Une version plus miniature en technologie NEMS est aussi présentée dans l’article.

Le nouveau capteur, nommé Vprobe, a été utilisé dans un microscope commercial modifié et a été testé avec succès en conditions réelles, aux limites instrumentales permises par le montage. Avec une pointe très élancée, la Vprobe réalise enfin la configuration verticale du premier microscope de champ proche de l’histoire, le STM (scanning tunneling microscope) mais avec les atouts de l’AFM. Des transducteurs inventés pour l’occasion permettent de travailler à très faible impédance.

Référence : Atomic force microscope based on vertical silicon probe – APPLIED PHYSICS LETTERS 110, 243101 (2017)

Benjamin Walter,1 Estelle Mairiaux,1 and Marc Faucher1,2

1 – Vmicro SAS, Avenue Poincaré, 59650 Villeneuve d’Ascq, France
2 – Institut d’Electronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie, CNRS UMR 8520, Univ. Lille

 ABSTRACT : A family of silicon micro-sensors for Atomic Force Microscope (AFM) is presented that allows to operate with integrated transducers from medium to high frequencies together with moderate stiff- ness constants. The sensors are based on Micro-Electro-Mechanical-Systems technology. The verti- cal design specifically enables a long tip to oscillate perpendicularly to the surface to be imaged. The tip is part of a resonator including quasi-flexural composite beams, and symmetrical transducers that can be used as piezoresistive detector and/or electro-thermal actuator. Two vertical probes (Vprobes) were operated up to 4.3 MHz with stiffness constants 150 N/m to 500 N/m and the capa- bility to oscillate from 10 pm to 90 nm. AFM images of several samples both in amplitude modula- tion (tapping-mode) and in frequency modulation were obtained. Published by AIP Publishing. [http://dx.doi.org/10.1063/1.4985125]

SEM images of two micro-fabricated Vprobes.

(a) Vprobe n »1 made on 5 lm device layer SOI wafer: operating frequency 1.18 MHz, stiffness 500 N/m. On this probe, the tip has an electrical access, thanks to metal lines deposited onto lateral beams 4,5.

(b) More miniaturized device Vprobe n »2 made on 500nm thick SOI: operating frequency 4.3 MHz, 150 N/m.

(c) Integrated high aspect ratio silicon tip obtained on Vprobe 1

(d) zoom at the tip apex.

 

 

 

 

Journées SCOPe


22 et 23 juin – IEMN – Amphithéâtre LCI – Villeneuve d’Ascq

L’objectif de ces journées est de réunir au niveau national les acteurs français et francophones impliqués dans la recherche sur le silicium et les semi-conducteurs/oxydes poreux et leurs applications.

Cette 4ème édition des journées SCOPe sera l’occasion pour notre communauté de partager nos dernières avancées dans le domaine et de promouvoir la jeune génération.

Les doctorants et post-doctorants seront prioritaires pour les présentations orales.

Thèmatiques abordées :

  • Elaboration, techniques de fabrication, structures
  • Luminescence et photonique
  • Microélectronique
  • Systèmes et intégration
  • Coatings fonctionnels
  • Capteurs
  • Photovoltaïque
  • Matériaux d’électrodes, énergie, conversion, stockage
  • Imagerie médicale, thérapie

PRESENTATION

Un intérêt nouveau pour les semi-conducteurs poreux a émergé dans la communauté scientifique dans les années 90, notamment grâce à la découverte de la photoluminescence du Si poreux. Les procédés électrochimiques sont devenus des méthodes phares de nano-structuration de la plupart des semi-conducteurs (Si, GaAs, InP, etc…) et ont permis la génération de réseaux poreux auto-ordonnés (Al2O3, TiO2, etc…). Ils ont dès lors été largement étudiés car ils ont ouvert des perspectives pour la fabrication de nano-objets à propriétés nouvelles, en particulier électroniques et optiques. Par la suite, les domaines d’applications potentielles de ces structures anodiques poreuses, n’ont cessé de croître et d’évoluer. En particulier, le Si poreux dotés de fonctionnalités variées a révélé un potentiel considérable pour des applications en opto- et microélectronique, systèmes, capteurs, matériaux pour l’énergie, ainsi que pour la nanomédecine.

Aujourd’hui, le silicium et les semi-conducteurs poreux sont au cœur des intérêts scientifiques de nombreuses équipes de recherche dans le monde entier, attirant l’attention de chimistes, de physiciens, de biologistes et de médecins.

COMITE SCIENTIFIQUE

  • BASTIDE Stéphane – ICMPE-CMTR – Université Paris-Est
  • BILLOUÉ Jérôme – GREMAN – Université de Tours
  • COFFINIER Yannick – IEMN – Université de Lille 1
  • CUNIN Frédérique – Institut Charles Gerhardt Montpellier – Université de Montpellier
  • DJENIZIAN Thierry – MADIREL – Aix Marseille Université
  • GAUTIER Gaël – GREMAN – Université de Tours
  • SANTINACCI Lionel – CiNaM – Aix Marseille Université

COMITE D’ORGANISATION

  • COFFINIER Yannick – IEMN – Université de Lille 1HOSU
  • Ioana Silvia – IEMN – Université de LilleHAMDI
  • Abderrahmane – IEMN – Université de Lille
  • BILLOUÉ Jérôme – GREMAN – Université de Tours
  • CUNIN Frédérique – Institut Charles Gerhardt Montpellier – Université de Montpellier
  • GAUTIER Gaël – GREMAN – Université de Tours

Pour plus de renseignement : yannick.coffinier@univ-lille1.fr
ou sur le site :scope2017.sciencesconf.org

Wavely, une start-up, née du croisement de la Recherche et de l’Ingénierie, s’installe à l’IEMN

 

Wavely est née du croisement des mondes de la recherche scientifique et de l’ingénierie, avec des innovations développées dans le laboratoire lillois de recherche de l’Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologies (IEMN), rattaché au Centre national de la Recherche Scientifique (CNRS), à l’Institut Supérieur de l’Electronique et du Numérique (ISEN), aux Université de Lille et de Valenciennes, et à Centrale Lille.

 

Wavely est une start-up spécialisée dans le traitement du signal sonore et le développement de capteurs acoustiques connectés pour détecter par le bruit des défauts sur des équipements industriels ou des fuites de gaz, ou effectuer un monitoring de l’environnement sonore en milieu urbain. Co-fondée par Alexis Vlandas (IEMN – Groupe BIOMEMS, chargé de recherche CNRS), Nicolas Côté (acousticien, ex-enseignant chercheur ISEN) et Marion Aubert, à la suite du projet de recherche MEDISOV, Wavely participe à un programme de co-maturation associant la SATT Nord et l’IEMN.

Le bruit est omniprésent dans notre quotidien. Il est souvent perçu comme une pollution, en particulier dans nos villes. Il est aussi un formidable outil d’analyse et de prévention pour repérer et comprendre un dysfonctionnement ou une anomalie.

Wavely est une société spécialisée dans l’innovation en matière acoustique, avec le développement de deux produits :

– le développement de capteurs acoustiques intelligents, connectés et autonomes pour identifier un dysfonctionnement en amont d’une panne sur des équipements industriels

– une cartographie prédictive de l’environnement sonore en milieu urbain intégrant l’ensemble des sources de bruit.

www.wavely.fr

Conférence du Pr. Shoji Takeuchi dans le cadre des activités microsystèmes – SMMiL-E – du CPER Cancer

Pr. Shoji Takeuchi

Microfluidic technology for 3D tissue construction

Thursday 6th July 2017 at 10h45 am

Institut de Biologie de Lille, Lecture hall
1, rue du Professeur Calmette
59021, LILLE

After receiving a B.E., M.E. and Ph.D. in Mechanical Engineering from the University of Tokyo, Japan, in 1995, 1977, and 2000, respectively, Shoji joined the faculty. He is Professor in the Institute of Industrial Science at the University of Tokyo and Director of the Collaborative Research Center for Bio/Nano Hybrid Process at that institution. He is also a Visiting Professor, iCeMs, at Kyoto University

Research Interests: Shoji studies biohybrid systems, tissue engineering, artificial cells/lipid bilayer membranes, and MEMS/microfluidic devices. His group focuses on the design and fabrication of bio-hybrid systems that combine bio-functional materials with micro/nano devices. He has developed in vivo sensors for physiologic monitoring and micro neural electrodes that can be used as the neural interfaces between living organs and external monitors.

Professional Activities and Awards: Shoji has authored more than 140 peer-reviewed publications, filed over 70 patents, and served on technical program committees for numerous conferences. He has been recognized with many honors including the MEXT Young Scientists’ Prize in 2008, the JSP prize in 2010, and the ACS Analytical Chemistry Young Innovator Award in 2015.

A selection by Shoji that best represent his areas of research:

Cell-sized asymmetric lipid vesicles facilitate the investigation of asymmetric membranes
Koki Kamiya, Ryuji Kawano, Toshihisa Osaki, Kazunari Akiyoshi, and Shoji Takeuchi
Nature Chemistry, vol. 8, pp. 881-889, 2016

Fluid shear triggers microvilli formation via mechanosensitive activation of TRPV6
Shigenori Miura, Koji Sato, Midori Kato-Negishi, Tetsuhiko Teshima and Shoji Takeuchi
Nature Communications, vol. 6, 8871, 2015

Metre-long cell-laden microfibres exhibit tissue morphologies and functions
Hiroaki Onoe, Teru Okitsu, Akane Itou, Midori Kato-Negishi, Riho Gojo, Daisuke Kiriya, Koji Sato, Shigenori Mirua, Shintaroh Iwanaga, Kaori Kuribayashi-Shigetomi, Yukiko Matsunaga, Yuto Shimoyama, and Shoji Takeuchi
Nature Materials, vol.12, pp. 584-590, 2013

Long-term in vivo glucose monitoring using fluorescent hydrogel fibers
Yun Jung Heo, Hideaki Shibata, Teru Okitsu, Tetsuro Kawanishi, and Shoji Takeuchi
Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol. 108(33), pp. 13399-13403, 2011

Highly sensitive and selective odorant sensor using living cells expressing insect olfactory receptors
Nobuo Misawaa, Hidefumi Mitsunob, Ryohei Kanzakic, and Shoji Takeuchi
Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol. 107(35), pp. 15340-15344, 2010

Trap-and-Release Integrated Microfluidic System for Dynamic Microarray Applications
W-H. Tan and Shoji Takeuchi
Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol. 104, no. 4, pp. 1146-1151, 2007

Merci de confirmer votre participation par mail au plus tard le vendredi 30 juin 2017 avec vos Nom, Prénom, Affiliation à l’adresse suivante veronique.labbe@lille.limms.fr

Séminaire Fédération de Recherche Transport Terrestre et Mobilité

Dans le cadre de la Fédération de Recherche Transport Terrestre & Mobilité (TTM), regroupant les quatre laboratoires de recherche : IEMN, CRIStAL, LML et LAMIH.

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Jeudi 29 juin 2017 à partir de 09h00 à l’IEMN Valenciennes
Campus de l’Université de Valenciennes et du Hainaut Cambrésis

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Programme de la journée

  • 8h30 Accueil Café
  • 9h Présentation de la Fédération de Recherche par Eric MARKIEWICZ,
  • 9h30 Exposés des thèmes scientifiques 1 à 3 :
  • 9h30 Thème 1 – Contrôle Aérodynamique par Jean-Philippe LAVAL – LML
  • 10h Thème 2 – Systèmes embarqués pour le diagnostic en ligne et la maintenance prédictive par Michael BOCQUET – IEMN
  • 10h30 Thème 3 – Réseaux de capteurs, communications embarquées et mobilité par Smail NIAR – LAMIH
  • 11h00 Visites de plateformes : LAMIH et DOAE de l’IEMN
  • 12h15 Déjeuner
  • 13h30 Visites de plateformes : LAMIH et DOAE de l’IEMN
  • 14h30 Exposés des thèmes scientifiques 4 à 7 :
  • 14h30 Thème 4 – Diagnostic et suivi en service de l’état de santé des matériaux et structures par intégration de capteurs
    par Farouk BENMEDDOUR – IEMN
  • 15h Thème 5 – Nouvelles méthodes d’exploitation des données expérimentales en Big Data et analyse d’image
    par Maxence BIGERELLE- LAMIH
  • 15h30 pause Café
  • 15h45 Thème 6 – Interaction Homme-Machine par Christophe KOLSKI – LAMIH
  • 16h15 Thème 7 – Optimisation robuste pour la stabilité dynamique de modèles de grande taille représentatifs de systèmes mécaniques frottant par Thierry TISON – LAMIH
  • 16h45 Remise de prix aux lauréats de l’appel à candidature 2017
  • 17h30 Fin du séminaire

>>  Cliquer ici pour vous inscrire

CNRS – Momentum 2017 : Appel à projets 2017 (dépot du projet avant le 19 juin)

 

 

Le CNRS lance un appel à projets visant à permettre à de talentueux jeunes scientifiques indépendants d’imaginer et de mener à bien un projet innovant au sein d’un laboratoire du CNRS. En développant leurs propres projets, les lauréats du CNRS-Momentum contribueront à étoffer la recherche des unités qui les accueilleront.

Cet appel est ouvert, sans condition de nationalité, aux chercheurs titulaires du CNRS et aux non permanents, ayant soutenu leur doctorat (ou équivalent) depuis moins de 8 ans (doctorat après le 31/10/2009).

En 2017, le programme CNRS-Momentum soutiendra des projets dans les domaines émergents et transdisciplinaires suivants (voir ci-dessous):

  1. Etude des cycles du carbone: des bio-pompes à l’économie circulaire – en savoir plus
  2. Traitement de l’information par le cerveau: déchiffrage du code neuronal – en savoir plus
  3. Stabilité et plasticité des Systèmes Complexes – en savoir plus
  4. Inspiration et mimétisme – en savoir plus
  5. Surfaces et interfaces – en savoir plus
  6. Comportement humain, sur le plan collectif et social – en savoir plus
  7. Sciences participatives: modèles, méthodes et outils – en savoir plus
  8. Sécurité des données et transparence des algorithmes – en savoir plus
  9. Nouvelles frontières de l’apprentissage automatique dans le domaine de l’intelligence artificielle – en savoir plus
  10. Réseaux intelligents – en savoir plus
  11. Modélisation du vivant – en savoir plus
  12. Matériaux multifonctionnels : de l’échelle nanométrique à la description multi-échelle – en savoir plus
  13. Calculs et simulations quantiques – en savoir plus
Sélection

Les critères de sélection seront basés sur la qualité du candidat, ainsi que sur l’originalité et la pertinence de son projet par rapport aux thèmes choisis. Le choix des propositions reviendra au college de direction du CNRS, présidé par Alain Fuchs, Président du CNRS.
La sélection s’effectuera en deux étapes: une présélection en octobre 2017, suivie d’entretiens des candidats présélectionnés en novembre 2017. La liste finale des lauréats sera établie courant novembre pour un début de financement en janvier 2018.

Financement

La bourse CNRS-Momentum sera allouée pour une période de 3 ans.

  • Financements équipements et fonctionnements à hauteur de 60.000 € maximum par an
  • Deux ans de salaire pour un post-doctorant ou un an de salaire pour un technicien
  • Trois ans de salaire pour les lauréats non titulaires

Le programme CNRS-Momentum n’est pas accessible aux jeunes chercheurs titulaires d’une bourse de recherche similaire (ATIP-Avenir, ANR JCJC ou bourse ERC – Starting/Consolidator)

Le formulaire de candidature doit être complété en ligne et le modèle de projet doit être téléchargé.

Le projet scientifique (rédigé en français ou en anglais) ne doit pas excéder 7 pages (y compris le CV du porteur, les schémas et références). Les propositions, en format pdf, doivent être adressées à cnrs-momentum@cnrs-dir.fr

Date limite de soumission des projets: 19 juin 2017 à 12:00 (heure de Paris)

Pour tout complément d’information, merci de contacter cnrs-momentum@cnrs-dir.fr

A magnetoelectric random access memory cell based on the stress-mediated magnetoelectric effect that promises extremely low bit-reading and low bit-writing energies.

From the Journal: Applied Physics Letters By AIP News Staff

WASHINGTON, D.C., May 30, 2017 — Today’s computers provide storage of tremendous quantities of information with extremely large data densities, but writing and retrieving this information expends a lot of energy. More than 99 percent of the consumed power of information storage and processing is wasted in the form of heat, a big headache that still has not abated.

A team of researchers from France and Russia has now developed a magnetoelectric random access memory (MELRAM) cell that has the potential to increase power efficiency, and thereby decrease heat waste, by orders of magnitude for read operations at room temperature. The research could aid production of devices such as instant-on laptops, close-to-zero-consumption flash drives, and data storage centers that require much less air conditioning. The research team reported their findings this week in Applied Physics Letters, by AIP Publishing.

Billions of transistors can now be etched onto single chips in a space the size of a dime, but at some point, increasing this number for even better performance using the same space will not be possible. The sheer density of these nanoscopic transistors translates into more unwanted heat along with quantum-level interactions that must now be addressed.

Over the last several years, research has ramped up to explore the magnetic properties of electrons in a phenomenon called the magnetoelectric effect. This effect, often of interest in the field of research known as spintronics, takes advantage of an electron’s spin, instead of its charge. Spins can potentially be manipulated at smaller size scales using far less energy.

Most efforts have focused on reducing the energy of the write operations in magnetic memories, since these operations typically use more energy than read operations. In 2010, the same French and Russian team showed that a combination of magnetoelastic and piezoelectric materials in a magnetoelectric memory cell could allow a 100-fold reduction of the energy needed for the writing process. In the researchers’ latest paper, they show that the same magnetoelectric principle also can be used for read operations with extra-low energy consumption.

“We focused on read operations in this paper because the potential for the writing energy to be very low in magnetoelectric systems means that the energy output will now be higher for read operations,” said Nicolas Tiercelin, co-author of the paper and a research scientist from the Centre national de la recherche scientifique (CNRS) who is conducting research at the Institute of Electronics, Microelectronics and Nanotechnology in Lille, France.

The core of the researchers’ MELRAM memory cell is based on combining the properties of two types of materials by coupling them mechanically. Magnetic alloys — one based on a combination of terbium-cobalt and the other based on iron and cobalt — with thicknesses of a few nanometers are stacked on top of one another. The alloys form a magnetoelastic nanocomposite material whose magnetic spins react to mechanical stress.

These alloys are then placed on a piezoelectric substrate, which consists of relaxor ferroelectrics, exotic materials that change their shape or dimensions when they are exposed to an electric field.

“Together, these materials constitute multiferroic heterostructures in which the control of the magnetic properties is made possible by the application of an electric voltage,” Tiercelin said.

“The nanocomposite multilayer provides strong magnetoelectric interaction at room temperature,” said Vladimir Preobrazhensky, another co-author of the paper and research director at the Wave Research Center, Prokhorov General Physics Institute of the Russian Academy of Sciences in Moscow. “This interaction is the basic mechanism for control of magnetic states by the electric field. This feature of the magnetoelectric memory is the origin of its extra-low power consumption.”

This research was carried out within the scope of the International Associated Laboratory on Critical & Supercritical phenomena in Functional Electronics, Acoustics & Fluidics – LIA LICS.

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Article title:
Magnetoelectric write and read operations in a stress-mediated multiferroic memory cell
published online 30 May 2017
Appl. Phys. Lett. 110, 222401 (2017); http://doi.org/10.1063/1.4983717

Alexey Klimov,1,2,3 – Nicolas Tiercelin,2 – Yannick Dusch,2 – Stefano Giordano,2  – Theo Mathurin,2 – Philippe Pernod,2 – Vladimir Preobrazhensky,2,4 – Anton Churbanov,1,5 – Sergei Nikitov,1,5

ABSTRACT

MELRAM cell and the electric scheme for the magnetic state identification

Magnetic memory cells associated with the stress-mediated magnetoelectric effect promise extremely low bit-writing energies. Most investigations have focused on the process of writing information in memory cells, and very few on readout schemes. The usual assumption is that the readout will be achieved using magnetoresistive structures such as Giant Magneto-Resistive stacks or Magnetic Tunnel Junctions. Since the writing energy is very low in the magnetoelectric systems, the readout energy using magnetoresistive approaches becomes non negligible. Incidentally, the magneto-electric interaction itself contains the potentiality of the readout of the information encoded in the magnetic subsystem. In this letter, the principle of magnetoelectric readout of the information by an electric field in a composite multiferroic heterostructure is considered theoretically and demonstrated experimentally using [N×(TbCo2/FeCo)]/[Pb(Mg1/3Nb2/3)O3](1−x)−[PbTiO3]x stress-mediated ME heterostructures.

4ème édition des Journées SCOPe – 22 & 23 juin 2017 – IEMN LCI


22 et 23 juin – IEMN – Amphithéâtre LCI – Villeneuve d’Ascq

L’objectif de ces journées est de réunir au niveau national les acteurs français et francophones impliqués dans la recherche sur le silicium et les semi-conducteurs/oxydes poreux et leurs applications.

Cette 4ème édition des journées SCOPe sera l’occasion pour notre communauté de partager nos dernières avancées dans le domaine et de promouvoir la jeune génération.

Les doctorants et post-doctorants seront prioritaires pour les présentations orales.

Thèmatiques abordées :

  • Elaboration, techniques de fabrication, structures
  • Luminescence et photonique
  • Microélectronique
  • Systèmes et intégration
  • Coatings fonctionnels
  • Capteurs
  • Photovoltaïque
  • Matériaux d’électrodes, énergie, conversion, stockage
  • Imagerie médicale, thérapie

PRESENTATION

Un intérêt nouveau pour les semi-conducteurs poreux a émergé dans la communauté scientifique dans les années 90, notamment grâce à la découverte de la photoluminescence du Si poreux. Les procédés électrochimiques sont devenus des méthodes phares de nano-structuration de la plupart des semi-conducteurs (Si, GaAs, InP, etc…) et ont permis la génération de réseaux poreux auto-ordonnés (Al2O3, TiO2, etc…). Ils ont dès lors été largement étudiés car ils ont ouvert des perspectives pour la fabrication de nano-objets à propriétés nouvelles, en particulier électroniques et optiques. Par la suite, les domaines d’applications potentielles de ces structures anodiques poreuses, n’ont cessé de croître et d’évoluer.  En particulier, le Si poreux dotés de fonctionnalités variées a révélé un potentiel considérable pour des applications en opto- et microélectronique, systèmes, capteurs, matériaux pour l’énergie, ainsi que pour la nanomédecine.

Aujourd’hui, le silicium et les semi-conducteurs poreux sont au cœur des intérêts scientifiques de nombreuses équipes de recherche dans le monde entier, attirant l’attention de chimistes, de physiciens, de biologistes et de médecins.

COMITE SCIENTIFIQUE

  • BASTIDE Stéphane – ICMPE-CMTR – Université Paris-Est
  • BILLOUÉ Jérôme – GREMAN – Université de Tours
  • COFFINIER Yannick – IEMN – Université de Lille 1
  • CUNIN Frédérique – Institut Charles Gerhardt Montpellier – Université de Montpellier
  • DJENIZIAN Thierry – MADIREL – Aix Marseille Université
  • GAUTIER Gaël – GREMAN – Université de Tours
  • SANTINACCI Lionel – CiNaM – Aix Marseille Université

COMITE D’ORGANISATION

  • COFFINIER Yannick – IEMN – Université de Lille 1HOSU
  • Ioana Silvia  – IEMN – Université de LilleHAMDI
  • Abderrahmane  – IEMN – Université de Lille
  • BILLOUÉ Jérôme – GREMAN – Université de Tours
  • CUNIN Frédérique – Institut Charles Gerhardt Montpellier – Université de Montpellier
  • GAUTIER Gaël – GREMAN – Université de Tours

Pour plus de renseignement : yannick.coffinier@univ-lille1.fr
ou sur le site :scope2017.sciencesconf.org

Journées SCOPe


22 et 23 juin – IEMN – Amphithéâtre LCI – Villeneuve d’Ascq

L’objectif de ces journées est de réunir au niveau national les acteurs français et francophones impliqués dans la recherche sur le silicium et les semi-conducteurs/oxydes poreux et leurs applications.

Cette 4ème édition des journées SCOPe sera l’occasion pour notre communauté de partager nos dernières avancées dans le domaine et de promouvoir la jeune génération.

Les doctorants et post-doctorants seront prioritaires pour les présentations orales.

Thèmatiques abordées :

  • Elaboration, techniques de fabrication, structures
  • Luminescence et photonique
  • Microélectronique
  • Systèmes et intégration
  • Coatings fonctionnels
  • Capteurs
  • Photovoltaïque
  • Matériaux d’électrodes, énergie, conversion, stockage
  • Imagerie médicale, thérapie

PRESENTATION

Un intérêt nouveau pour les semi-conducteurs poreux a émergé dans la communauté scientifique dans les années 90, notamment grâce à la découverte de la photoluminescence du Si poreux. Les procédés électrochimiques sont devenus des méthodes phares de nano-structuration de la plupart des semi-conducteurs (Si, GaAs, InP, etc…) et ont permis la génération de réseaux poreux auto-ordonnés (Al2O3, TiO2, etc…). Ils ont dès lors été largement étudiés car ils ont ouvert des perspectives pour la fabrication de nano-objets à propriétés nouvelles, en particulier électroniques et optiques. Par la suite, les domaines d’applications potentielles de ces structures anodiques poreuses, n’ont cessé de croître et d’évoluer.  En particulier, le Si poreux dotés de fonctionnalités variées a révélé un potentiel considérable pour des applications en opto- et microélectronique, systèmes, capteurs, matériaux pour l’énergie, ainsi que pour la nanomédecine.

Aujourd’hui, le silicium et les semi-conducteurs poreux sont au cœur des intérêts scientifiques de nombreuses équipes de recherche dans le monde entier, attirant l’attention de chimistes, de physiciens, de biologistes et de médecins.

COMITE SCIENTIFIQUE

  • BASTIDE Stéphane – ICMPE-CMTR – Université Paris-Est
  • BILLOUÉ Jérôme – GREMAN – Université de Tours
  • COFFINIER Yannick – IEMN – Université de Lille 1
  • CUNIN Frédérique – Institut Charles Gerhardt Montpellier – Université de Montpellier
  • DJENIZIAN Thierry – MADIREL – Aix Marseille Université
  • GAUTIER Gaël – GREMAN – Université de Tours
  • SANTINACCI Lionel – CiNaM – Aix Marseille Université

COMITE D’ORGANISATION

  • COFFINIER Yannick – IEMN – Université de Lille 1HOSU
  • Ioana Silvia  – IEMN – Université de LilleHAMDI
  • Abderrahmane  – IEMN – Université de Lille
  • BILLOUÉ Jérôme – GREMAN – Université de Tours
  • CUNIN Frédérique – Institut Charles Gerhardt Montpellier – Université de Montpellier
  • GAUTIER Gaël – GREMAN – Université de Tours

Pour plus de renseignement : yannick.coffinier@univ-lille1.fr
ou sur le site :scope2017.sciencesconf.org