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The Institut Jean Lamour is a Materials Science research laboratory : materials, metallurgy, plasmas, surfaces, electronics and nanomaterials. It is a joint research unit (UMR 7198) of the Université de Lorraine and the CNRS.


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[Projet de recherche] Projet FEDER PLUS et nouvelle salle laser

Dans le cadre du projet FEDER PLUS (Pulse Laser Ultrarapide pour Stocker l’information), l’IJL peaufine actuellement l’installation d’un nouvel instrument, afin d’amplifier les travaux sur le contrôle de l’aimantation.
6 membres du laboratoire travaillent sur ce projet que nous détaille Jon Gorchon, chercheur CNRS dans l’équipe Spintronique et Nanomagnétisme.


Quel est l’objectif de ce projet financé par l’Europe ?

Nous cherchons à contrôler l’aimantation avec des excitations optiques ou électriques ultra-courtes afin d’accélérer la vitesse d’écriture d’une mémoire magnétique. Ces travaux comprennent plusieurs volets expérimentaux, qui consistent à :
- Étudier la dynamique de l’aimantation de différents types d’aimants sous excitations optique ultra-courtes
- Utiliser les impulsions laser pour générer des courants électriques ou de spin ultrarapides, pour induire une dynamique de l’aimantation ultra-rapide
- Optimiser l’interaction entre la lumière et l’aimant par le bais de structures plasmoniques pour essayer de contrôler les aimants de façon plus efficace

Pourquoi ce nouveau laser ?

Le laser amplifié Ytterbium, que nous sommes en train de configurer, vient compléter un parc de 2 instruments : un laser à forte intensité (millijoules par impulsions) avec des pulses extrêmement courts (~70 femtosecondes) qui permet d’exciter fortement les aimants, et un laser basse puissance (nanojoules par impulsions) avec un taux de répétition très élevé, qui permet de faire des mesures à grande sensitivité pour détecter les plus petites des excitations.
Le nouveau laser est également à forte intensité, avec un taux de répétition complètement contrôlable. Deux modules externes permettent de changer la longueur d’onde de la lumière sur une gamme très large. Ce système nous permettra d’étudier finement les excitations des aimants (fortes et faibles) sous différentes longueurs d’onde, pour mieux comprendre la physique de l’interaction lumière-aimant.

Quelles perspectives ce nouvel instrument vous offre-t-il ?

Lorsque nous aurons fini de monter toutes les optiques, nous pourrons faire des mesures qui n’étaient pas possibles avant ; nous allons par exemple pouvoir sonder la dynamique pendant le renversement suite à un courant électrique ultra-court.
Mon collègue Julius Hohlfeld, titulaire de la Chaire PLUS de l’Université de Lorraine, pourra, lui, tirer parti de l’utilisation conjointe des 2 modules externes : l’un permettant l’excitation optique à une longueur d’onde X, l’autre la lecture de l’état magnétique avec une longueur d’onde Y.