Laboratoire Matériaux et Phénomènes quantiques

Le laboratoire Matériaux et Phénomènes Quantiques (MPQ) est une unité de recherche française créée en 2005 sur la matière condensée, l’électronique mésoscopique et les dispositifs quantiques.

Laboratoire matériaux et phénomènes quantiques (MPQ)
Histoire
Fondation
Cadre
Sigle
MPQ
Code
UMR7162
Type
Siège
Pays
Coordonnées
48° 49′ 47″ N, 2° 22′ 50″ E
Organisation
Chercheurs
37
Direction
Organisations mères
Affiliation
Site web

Historique

Le laboratoire Matériaux et Phénomènes Quantiques (MPQ) est une Unité Mixte de Recherche[1] de l'Université de Paris et du CNRS. Il avait été créé en 2005 sous la cotutelle de l'Université Paris Diderot et du CNRS et s'est installé en 2007 sur le nouveau campus « Paris-Rive-Gauche »[2].

Recherches

L'objectif de ses recherches est d'utiliser les propriétés de la mécanique quantique pour créer de nouveaux matériaux et de nouveaux dispositifs électroniques et optiques.

Les projets de recherche du laboratoire associent la technologie et la physique fondamentale.

Les activités d’« ingénierie quantique » font partie de l'originalité et du caractère innovant du laboratoire, elles permettent de contrôler les phénomènes naturels à l'échelle du nanomètre (dispositifs quantiques) et la synthèse de matériaux artificiels (matériaux quantiques).

Organisation

Le laboratoire compte 110 personnes environ :

  • Permanents enseignant-chercheurs, chercheurs, ITA[3] (CNRS) et BIATSS[4] (Université) ;
  • Non permanents post-doctorants, doctorants et stagiaires.

Sept équipes travaillent sur les « dispositifs quantiques » et les « matériaux quantiques » :

-Conception, réalisation et caractérisation de dispositifs quantiques :

-Compréhension des propriétés quantiques des matériaux :

-Études théoriques transversales pour mieux comprendre les phénomènes observés et prédire de nouvelles propriétés de la matière :

L'optique quantique intégré développé dans les équipes DON, QITE et THEORIE permet par exemple de réaliser des sources de lumière à de nouvelles longueurs d'onde[10], des détecteurs opto-mécaniques à la limite quantique [11] ou encore des sources de photons intriquées pour la cryptographie quantique[12]. Les transistors à nanotubes de carbone ou utilisant des matériaux organiques étudiés par l'équipe TELEM proposent des solutions alternatives au dispositifs en silicium utilisés actuellement.

L'équipe MeANS étudie les processus de dégradation des nanoparticules et des nanotubes de carbone, que l'on peut retrouver dans nos poumons [13]! Les supraconducteur à haute température caractérisés par l'équipe SQUAP sont également des matériaux quantiques fascinants qui pourraient révolutionner l'énergie et les transports [14], tout comme les matériaux présentant un multiferroïsme qui présentent la particularité remarquable de coupler le spin de l'électron au champ électrique[15]. A une échelle ultime enfin, le microscope à effet tunnel permet à l'équipe STM de contrôler l'état de spin de molécules individuelles[16] ou encore d'étudier les propriétés structurales et électroniques de matériaux nouveaux comme le graphène[17].

Évaluation du laboratoire

Le laboratoire est soumis tous les 5 ans, comme tous les laboratoires de recherche publics, à une évaluation sous l'autorité du Haut Conseil de l'évaluation de la recherche et de l'enseignement supérieur (HCERES). Le laboratoire a été évalué en 2008 et en 2013. À ces occasions des rapports d'activité sont écrits par le laboratoire [18] et des rapports publics d'évaluation sont produits par l'HCERES[19].

Valorisation de la recherche

Le laboratoire MPQ a déposé plusieurs brevets développés par ses équipes. De 2010 à 2012 le laboratoire a déposé 4 brevets dans la photonique dont un brevet étendu aux USA et un brevet dans la supraconductivité[20].

Détecteur opto-mécanique d’ondes térahertz inoffensives pour les organismes vivants, applications :

  • THALES[21] pour le développement de nouvelles sources et surtout de nouveaux détecteurs dans le moyen infra-rouge
  • LYTID[22], une start-up créé par un ancien doctorant du laboratoire pour développer les technologies térahertz au service de l’industrie et du secteur médical [23].

Participation à la réalisation du couteau suisse moléculaire[24].

Dispositif photonique, ultra rapide et fonctionnant à température ambiante, favorisant la détection du rayonnement infrarouge[25].

Médiatisations

Manifestations grand public

Le laboratoire effectue chaque année des manifestations destinées au grand public et ouvre ses portes sur la recherche de ses équipes[26]. Il participe à la fête de la science, où il réalise notamment en 2016 une présentation du laser et son histoire[27].

Le skate supraconducteur

En clin d'oeil au film Retour vers le futur 2 une équipe du laboratoire construit un Hoverboard à lévitation supraconductrice (Magsurf) et le présente au public le [28],[29].

Émissions radiophoniques

Les chercheurs du laboratoire participent régulièrement à des émissions radiophoniques. Ainsi un échange entre Sara Ducci et Jean-Michel Gérard sur France Culture aborde la notion de la dualité onde-corpuscule pour pouvoir décrire la lumière[30]. Sur une thématique proche, Sara Ducci a également présenté les « secrets des photons jumeaux »[31] dans une interview de Treize minutes[32] et leurs applications pour la cryptographie quantique.

Post-doctorants

Les Post-doctorants sont engagés dans des collaborations sur des sujets très variés. Nicola Bartolo, théoricien, a participé à la rédaction des textes scientifiques pour l'exposition "Language matters: Presse anglophone en France, Presses d'exil et d'immigration au Royaume-Uni et aux Etats-Unis" (2017/2018) organisée par la bibliothèque de l'Université Paris Diderot et le réseau international Transfopress qui fédère des chercheur.e.s du monde entier s'intéressant à l'étude de la presse en langue étrangère.

Les prix du laboratoire

Directeur et anciens directeurs

Notes et références
  1. philippe prat, sébastien courtial, jean marc boidin, « Unité de recherche UMR 7162 LABORATOIRE MATÉRIAUX ET PHÉNOMÈNES QUANTIQUES - MPQ », sur appliweb.dgri.education.fr, (consulté le )
  2. « Université Paris Diderot | Recherche | Matériaux et Phénomènes Quantiques », sur recherche.univ-paris-diderot.fr (consulté le )
  3. « Ingénieurs, Techniciens et personnels Administratifs du CNRS », sur cnrs.fr, CNRS
  4. « Personnels ingénieurs, administratifs, techniques, sociaux et de santé et des bibliothèques (BIATSS) », sur education.gouv.fr
  5. « Equipe Dispositifs Optique Nonlinéaires (MPQ) | C'nano IdF », sur cnanoidf.org (consulté le )
  6. by Sebastien Tanzilli, « GDR Quantum Engineering, from Fundamental Aspects to Applications (IQFA) - Quantum information and Technologies (QITE) », sur gdriqfa.unice.fr, Gdriqfa Unice (consulté le )
  7. France, « Quantum Information and Technologies (QITE) | QUROPE », sur qurope.eu, Qurope (consulté le )
  8. Marie-Lys Beoutis, « Électronique moléculaire : Étude théorique d'une jonction moléculaire de type dimère », Master des Sciences de la matière ÉEcole Normale Supérieure de Lyon Université Claude Bernard Lyon,‎ (lire en ligne)
  9. « THEORY GROUP at Laboratoire MPQ, Université Paris Diderot », Quantum coherence in semiconductor anostructures,‎ (lire en ligne)
  10. « Institut de physique - CNRS - Un amplificateur d’impulsions térahertz », Cnrs.fr (consulté le )
  11. « Institut Langevin - Ondes et Images : Une cascade nano-optomécanique synchrone », Institut-langevin.espci.fr (consulté le )
  12. 1 year ago, « Sara Ducci - Les secrets des photons jumeaux on Vimeo »https://vimeo.com/151442090, Vimeo.com, 11 janvier 2016 (consulté le 21 avril 2017)
  13. « Des nanotubes de carbone dans les poumons des Parisiens: c'est grave docteur? - L'Express », Lexpress.fr, (consulté le )
  14. Un mot à ajouter ?, « Les bienfaits de la fée magnétique - Libération », Liberation.fr (consulté le )
  15. « Institut de physique - CNRS - Des électromagnons cycloïdaux observés dans un matériau multiferroïque », Cnrs.fr (consulté le )
  16. « Institut de physique - CNRS - Contrôler des molécules magnétiques bistables auto-organisées avec de la lumière », sur www.cnrs.fr (consulté le )
  17. « Institut de physique - CNRS - Sonder les frontières dans une mosaïque de graphène », sur www.cnrs.fr (consulté le )
  18. Par Carlo Sirtori, « Résultats et autoévaluation, laboratoire Matériaux et Phénomènes Quantiques », sur mpq.univ-paris-diderot.fr,
  19. « Rapport AERES d'évaluation de 2008 », sur hceres.com
  20. Aeres Agence d'évaluation de la recherche, « Laboratoire Matériaux et Phénomènes Quantiques, MPQ », Rapport d'évaluation de la recherche et de l'enseignement supérieur,‎ , P11 Entre 2010 et 2012, le laboratoire a déposé 5 brevets en France : 4 dans le domaine de la photonique (dont 1 étendu aux USA) et 1 en supraconductivité. Il s’agit là d’un indicateur de forte vitalité du laboratoire et d’une bonne articulation entre les aspects fondamentaux et applicatifs. (www.mpq.univ-paris7.fr/IMG/pdf/rapport_d_evaluation_mpq_2013.pdf?2681/...)
  21. « Home Thales », sur www.thalesgroup.com (consulté le )
  22. (en-US) « Lytid - High Power Terahertz CW Sources for Research and Industry », sur Lytid - High power CW THz sources (consulté le )
  23. « Institut de physique - CNRS - Les technologies térahertz au service de l’industrie et du secteur médical », Cnrs.fr (consulté le )
  24. (en) Cherif Belacel, Yanko Todorov, Stefano Barbieri et Djamal Gacemi, « Optomechanical terahertz detection with single meta-atom resonator », Nature Communications, vol. 8, no 1,‎ (ISSN 2041-1723, DOI 10.1038/s41467-017-01840-6, lire en ligne, consulté le )
  25. Scimetrica, www.scimetrica.com - © 2018, « Des dispositifs quantiques révolutionnent la détection infrarouge », sur www.myscience.fr (consulté le )
  26. « Explorer les matériaux quantiques - Docs 1chercheur1manip - Palais de la découverte - Musée parisien des sciences depuis 1937 », sur www.palais-decouverte.fr (consulté le )
  27. Fête de la science, « Depuis 2005 1 chercheur 1 manip », Palais découverte,‎ (lire en ligne)
  28. « Le « Mag Surf » retourne vers le futur », sur lemonde.fr, Le Monde, (consulté le )
  29. BFMTV, « Le Mag Surf, le skate de Retour vers le futur », (consulté le )
  30. « Un photon, cela ressemble à quoi ? », sur franceculture.fr, France Culture, Émission "La Conversation scientifique" par Etienne Klein diffusé le 23/01/2016 sur France Culture
  31. par Sara Ducci, « Les secrets des photons jumeaux », sur vimeo.com, Treize Minutes, (consulté le )
  32. « Treize Minutes », sur treizeminutes.fr, Treize Minutes
  33. « https://cordis.europa.eu/project/id/247348/fr »
  34. « https://cordis.europa.eu/project/id/306664/fr »
  35. « https://cordis.europa.eu/project/id/616233 »
  36. « Le Prix Fabry - de Gramont », sur www.sfoptique.org (consulté le )
  37. « Sara Ducci, lauréate du Prix Louis Ancel 2016 - Société Française de Physique », Sfpnet.fr, (consulté le )
  38. petitesaffiches.fr, « Actualités - Bourses France 2016 L'Oréal-UNESCO pour les Femmes et la Science Génération Jeunes Chercheuses, une NICOISE à l'honneur... - Petites Affiches des Alpes-Maritimes - annonces légales, appels d'offres, ventes aux enchères », Petitesaffiches.fr (consulté le )
  39. « https://cordis.europa.eu/project/id/770933/results/fr »
  40. « Carlo Sirtori : lauréat du prix Charpak-Ritz, prix franco-suisse - Société Française de Physique », Sfpnet.fr, (consulté le )
  41. « https://cordis.europa.eu/project/id/756225/results/fr »
  42. par Anne Servouze, « Laboratoire Matériaux et Phénomènes Quantiques - SIRTORI Carlo », Mpq.univ-paris7.fr (consulté le )

Voir aussi

Bibliographie
  • (en) Barry P. Martins, New Topics in Superconductivity Research : Van Hove scenario for high TC superconductors, Nova Science Publishers Inc, , 978-1594549854 p. (ISBN 978-1-59454-985-4, lire en ligne), J Bok J Bouvier
  • Jean-Claude-Serge Levy, Complexité et désordre : Éléments de réflexions, Les Ulis, EDP Sciences, , 211 p. (ISBN 978-2-7598-1777-1)

Articles connexes

Liens externes
  • Portail des micro et nanotechnologies
  • Portail des sciences des matériaux
  • Portail des sciences quantiques
  • Portail de Paris
Cet article est issu de Wikipedia. Le texte est sous licence Creative Commons - Attribution - Partage dans les Mêmes. Des conditions supplémentaires peuvent s'appliquer aux fichiers multimédias.