Les 3 et 4 mars 2025, Grenoble a accueilli le lancement d’une collaboration majeure entre la France et le Japon dans le domaine de la spintronique quantique. Dirigée par le PEPR SPIN et financée par le programme ASPIRE de la Japan Science and Technology Agency (JST), cette initiative a rassemblé au centre Minatec, environ une centaine de participant·e·s, dont 70 en présentiel. L’événement a été marqué par des présentations sur les dernières avancées scientifiques ainsi que par des échanges stimulants entre chercheur·se·s confirmé·e·s et jeunes scientifiques. Cet événement s’est terminé par des visites de laboratoires à l’Institut Néel et à SPINTEC

Une ouverture institutionnelle

L’événement a été inauguré par les coordinateurs du projet, YoshiChika Otani pour le Japon et Lucian Prejbeanu pour la France, en présence de plusieurs représentant·e·s des institutions partenaires. Parmi eux figuraient Zenji Hiroi, directeur de l’Institute for Solid State Physics (ISSP), Norio Kawakami, Responsable JST, Catalin Miron, directeur des infrastructures de recherche, des affaires européennes et internationales au CEA-DRF, Pascale Bayle Guillemaud, directrice du CEA-Irig, Frédéric Petroff, directeur scientifique de la physique au CNRS, Caroline Bertoneche, vice-présidente aux affaires internationales de l’Université Grenoble Alpes, Lorena Anghel, et vice-présidente à la recherche de Grenoble INP – UGA.

Réunissant une centaine de participant·e·s, dont soixante-dix en présentiel, l’événement a mis en lumière les avancées récentes en spintronique quantique et a favorisé les discussions entre des scientifiques renommés et la nouvelle génération de chercheur·se·s.

Le programme ASPIRE : un catalyseur d’innovation scientifique

Le programme ASPIRE (Accelerating Science and Piloting Innovation for Research Ecosystems) de la Japan Science and Technology Agency (JST) vise à soutenir les scientifiques japonais de classe mondiale en les connectant à des chercheurs internationaux de premier plan. En décembre 2024, 14 projets ont été sélectionnés dans la catégorie « ASPIRE for Top Scientists », chacun bénéficiant d’un financement d’environ 3,5 millions d’euros sur cinq ans.

La spintronique quantique : un nouveau champ de recherche prometteur

La spintronique quantique émerge comme une nouvelle frontière scientifique, au carrefour de la spintronique, de la mécanique quantique et de la science des matériaux. Ce projet collaboratif cherche à exploiter les degrés de liberté quantiques associés aux courants de charge, de spin, d’orbital, de phonons et de magnons afin de développer de nouvelles fonctionnalités et de révéler des phénomènes physiques inédits.

En intégrant des techniques avancées de nanofabrication et d’analyse de pointe, cette collaboration franco-japonaise aspire à poser les bases d’une spintronique quantique révolutionnaire, avec des applications potentielles en spintronique et en calcul quantique.

Objectifs scientifiques et avancées attendues

Les recherches menées dans le cadre de cette collaboration s’articulent autour de trois axes principaux :

1. Spin and Orbital Transport

> Étudier et caractériser l’accumulation orbitale grâce à des techniques expérimentales de pointe
> Analyser les propriétés dynamiques des courants orbitaux, leur propagation et leur longueur d’atténuation.
> Développer de nouvelles interfaces exploitant l’effet Edelstein orbital pour une conversion efficace du courant de spin.

2. Transport quantique

> Mettre en place une technologie de transport de quasi-particules utilisant des ondes acoustiques de surface pulsées.
> Explorer les effets de l’injection d’ondes acoustiques de surface dans des matériaux atomiquement minces présentant des propriétés de supraconductivité, de magnétisme et d’ondes de densité de charge.

3. Quasi-particules chimères

> Concevoir et fabriquer des structures de bandes polaroniques magnon-phonon, analogues aux matériaux quantiques.
> Étudier la propagation cohérente des quasi-particules sur de longues distances et la possibilité de rectification via des états de bord.

Une collaboration stratégique pour la recherche mondiale

En favorisant les échanges entre jeunes chercheur·se·s et doctorant·e·s du Japon et de la France, cette initiative renforce la circulation des connaissances et encourage l’émergence de nouvelles idées. Le partenariat entre le PEPR SPIN et les institutions japonaises s’inscrit dans une vision plus large de la recherche de pointe, ouvrant de nouvelles perspectives pour la spintronique quantique.

Cet événement marque la formalisation de la collaboration entre l’Université de Tokyo – RIKEN – l’Université d’Osaka et le PEPR SPIN, incluant les pôles de Grenoble, Paris Saclay et Marseille et marque le début d’une expérience scientifique ambitieuse, positionnant la France et le Japon à l’avant-garde des avancées technologiques de demain.