[Paris-NUS] Développer des solutions durables grâce à l’expertise des chercheurs

Les professeurs Vincent Repain de l’université Paris Cité et Hyunsoo Yang de la National University of Singapore collaborent sur le projet de recherche « Inducing magnetic chirality without heavy metals ». Ils se sont prêtés au jeu des questions-réponses en expliquant leurs travaux de recherche et en partageant leur expérience du partenariat stratégique Paris-NUS.

Vincent Repain et Hyunsoo Yang 

Pouvez-vous nous en dire plus sur votre domaine de recherche, le projet et votre collaboration ?

Vincent Repain : Je travaille dans l’UFR Physique de l’université Paris Cité, plus précisément dans le département des matériaux et phénomènes quantiques. Mes recherches se concentrent sur le magnétisme et les matériaux avec un focus sur les surfaces et les interfaces.

Hyunsoo Yang :  Je suis professeur en génie électronique et informatique. En fait, je suis un ingénieur. Mon domaine de recherche se concentre sur la conception de dispositifs électroniques à utiliser avec certains matériaux nobles. Vincent travaille sur de nouveaux matériaux. C’est une combinaison parfaite : il travaille sur les interfaces et je peux utiliser ces matériaux pour créer de nouveaux dispositifs intéressants.

Vincent Repain : En fait, nous nous sommes rencontrés par l’intermédiaire du professeur Salim Mourad Cherif de l’Institut de technologie Galileo, l’université Sorbonne-Paris Nord, il y a quelques années, qui nous a mis en contact. Je connaissais également Mourad depuis longtemps et j’ai pu me rendre à Singapour.

Pourquoi avez-vous répondu à l’appel de Paris-NUS pour des projets de recherche conjoints ?

Vincent Repain : Comme nous avions déjà commencé à avoir des interactions avec Mourad, lorsque je suis allé à Singapour il y a environ un an, nous avons commencé à discuter de nouveaux matériaux. Ainsi, quand l’appel est arrivé, nous avions déjà des idées et nous étions prêts à faire avancer ce que nous pourrions faire ensemble. Le travail avec Mourad et Hyungsoo était en cours, mais il était également nouveau.

Hyunsoo Yang :  Il s’agit d’une approche inédite. L’université Sorbonne Paris-Nord dispose d’un outil de mesure spécial basé sur l’optique, qui permet de caractériser certaines propriétés magnétiques. Vincent est intervenu avec de nouveaux matériaux. Il y a donc maintenant encore plus de chances que je puisse les utiliser avec les appareils et, si j’ai besoin de caractériser un appareil, je peux également collaborer avec Paris-Nord.

Comment la bourse Paris-NUS contribue-t-elle à faire avancer la recherche dans votre domaine ?

Hyunsoo Yang :  Mon travail consiste à créer une mémoire informatique non volatile. Par exemple, lorsque vous éteignez votre ordinateur, vous perdez de la mémoire, c’est pourquoi nous devons transférer les informations sur un disque dur, ce qui prend du temps. Notre rêve est de créer une mémoire non volatile pour avancer la recherche. Lorsque vous allumerez et éteindrez votre ordinateur, ce sera instantané car la mémoire restaurera l’information. La mémoire informatique non volatile existe depuis longtemps, mais à l’intérieur de votre ordinateur, il y a des limites ou elle est trop lente. C’est donc ce que nous visons, une nouvelle direction. Nous voulons une mémoire à faible consommation d’énergie, avec un contrôle basé sur les électrons et utiliser les nouveaux matériaux de Vincent.

Vincent Repain : Les deux mots clés sont magnétisme et mémoire pour l’application. La faible consommation est également essentielle, car nous devons disposer d’une électronique durable à l’avenir, compte tenu des défis posés par le réchauffement de la planète. Nous avons atteint un seuil avec les matériaux existants et l’efficacité des dispositifs. Si nous voulons nous améliorer, nous devons utiliser de nouveaux concepts. Notre idée est de forcer des matériaux tels que le cobalt, le fer ou le nickel à avoir une symétrie différente de leur symétrie naturelle dans les cristaux. Potentiellement, la symétrie peut avoir un impact sur le magnétisme. Une fois que nous aurons caractérisé la symétrie et les structures à Paris, Hyunsoo pourra étudier les propriétés électroniques et en faire un dispositif électronique.

Quels sont les avantages de mener des recherches à Singapour et à Paris ?

Hyunsoo Yang : Ce que nous faisons n’a jamais été fait auparavant. Je pense que nous nous orientons vers une nouvelle direction. Nous pensons que cela peut avoir un impact important sur notre société. La symétrie est un sujet très intéressant, non seulement dans le domaine du magnétisme, mais aussi dans celui des mathématiques et de la physique en général.  La France est traditionnellement très forte dans le domaine du magnétisme. Nous pouvons faire des recherches très intéressantes sur les dispositifs en termes d’application.

Vincent Repain : Singapour est un partenaire important en termes d’ingénierie des ordinateurs et des mémoires. On y trouve toutes les usines et industries de semi-conducteurs que nous n’avons pas en France. C’est l’un des meilleurs endroits au monde où je peux explorer les propriétés de nouveaux dispositifs qui peuvent être utiles pour la mémoire, en raison des infrastructures présentes et de la qualité de NUS dans ce domaine. Il est important de visiter les installations avant de se préparer à l’appel, cela facilite beaucoup les choses.

Si vous deviez décrire en trois mots votre expérience quels seraient-ils ?

Vincent Repain :  Professionnel, efficace, chaleureux

Hyunsoo Yang : Pour l’innovation future

A propos de

Vincent Repain est professeur à l’UFR Physique de l’université Paris Cité. Ses recherches portent sur les matériaux et phénomènes quantiques. Il est un expert reconnu dans le domaine de la science des surfaces et du nanomagnétisme. Les activités de recherche de son équipe sont consacrées à l’auto-organisation des surfaces cristallines, à la nucléation et à la croissance, aux propriétés électroniques et magnétiques des systèmes nanostructurés et des couches moléculaires. Le professeur Repain maîtrise différentes techniques de science des surfaces telles que la microscopie à effet tunnel, le dichroïsme circulaire magnétique à rayons X et la diffraction des rayons X sur les surfaces.

Hyunsoo Yang est professeur au département d’ingénierie électrique et informatique de l’université nationale de Singapour (NUS). Il travaille sur divers matériaux et dispositifs magnétiques pour des applications spintroniques. Il a travaillé chez C&S technology, LG Electronics à San Jose et Intelligent Fiber Optic Systems en Californie. Il a obtenu son doctorat à l’université de Stanford. De 2004 à 2007, il a travaillé au Centre des sciences et applications spintroniques IBM-Stanford. Il est l’auteur de plus de 230 articles de journaux, a donné 200 présentations invitées et détient 18 brevets. Il a reçu le prix Outstanding Dissertation Award (2006) de l’American Physical Society (GMAG), le prix IEEE Magnetics Society Distinguished Lecturers (2019) et le prix ICT du ministre de la science (2020).