Conférence des nouveaux professeurs : Perspectives et innovations en matière de recherche

Nouveaux chalcogénures et interfaces magnétiques

Résumé 

Les recherches récentes en matière condensée s’intéressent de plus en plus au rôle de la géométrie et de la topologie dans les propriétés des matériaux. Mes travaux explorent l’intersection entre la topologie et le magnétisme, en particulier aux interfaces où interagissent différentes propriétés quantiques, ouvrant la voie au développement de technologies de mémoire, de portes logiques et d’information de nouvelle génération, à la fois innovantes et écoénergétiques.

Plus précisément, mes recherches introduisent l’utilisation de l’épitaxie par faisceau moléculaire pour la croissance du chalcogénure de métal de transition magnétique Cr₂Te₃, une plateforme émergente pour l’étude des phénomènes de phase de Berry induits par l’interaction spin-orbite. Nous avons découvert une inversion de signe unique de l’effet Hall anormal, modulée par la température et la contrainte, que nous attribuons à une courbure de Berry non triviale.

En intégrant Cr₂Te₃ à des isolants topologiques, nous obtenons des interfaces modulables pouvant être conçues pour de nouvelles architectures de dispositifs topologiques. Parallèlement, nos études sur les bicouches diélectriques/supraconductrices révèlent un transport de supercourant non réciproque et démontrent un fort effet de diode supraconductrice, même en l'absence de champ magnétique appliqué. Ces hétérostructures permettent un calcul à très faible consommation énergétique, en réduisant les pertes grâce à des supercourants sans dissipation, ce qui représente une solution prometteuse pour les centres de données à forte demande énergétique.

Dans l’ensemble, la richesse en découvertes des surfaces et interfaces magnétiques offre un fort potentiel pour faire progresser les domaines de la spintronique topologique et supraconductrice, tout en élargissant les frontières de la recherche sur les matériaux quantiques.

Biographie

Le professeur Chi est titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur les dispositifs et les circuits électroniques quantiques à l’Université d’Ottawa. Il est professeur adjoint au Département de physique, avec une affectation conjointe à École de science informatique et de génie électrique. Après avoir obtenu un baccalauréat en physique de l’Université de Pékin en 2009, il a complété un doctorat en physique à l’Université du Michigan, à Ann Arbor, en 2014. Il a ensuite effectué des recherches postdoctorales au Brookhaven National Laboratory et au MIT, avant de se joindre à l’Université d’Ottawa en 2023. Le laboratoire Chi étudie (i) les interfaces topologiques magnétiques pour des dispositifs de mémoire et de logique novateurs, et (ii) les dispositifs et circuits supraconducteurs par effet de proximité en vue de traitements quantiques de l’information. Pour sonder des surfaces et interfaces extraordinaires, le laboratoire combine de manière synergique des simulations ab initio, la croissance cristalline, le dépôt de couches minces, la fabrication de dispositifs, les mesures de transport magnéto-thermo-électrique, ainsi que l’utilisation de sondes à neutrons, muons et à effet tunnel sur des installations de recherche majeures.

L’origine métabolique de la vie

Résumé 

Recréer l’origine de la vie en laboratoire permettrait de mieux comprendre la biologie en profondeur. Les chercheurs de mon laboratoire tentent de découvrir quelles conditions pourraient permettre à des réactions chimiques simples de s’assembler pour former des réseaux ressemblant au métabolisme. Le métabolisme désigne l’ensemble des processus par lesquels les êtres vivants se construisent à partir de leur environnement, exploitent l’énergie et se dégradent. Comprendre cela est essentiel pour comprendre la vie elle-même. Pour y parvenir, nous avons découvert que certains éléments, en particulier les métaux de transition comme le fer, ainsi que de forts champs électriques, jouent un rôle crucial. Ces éléments aident à organiser les réactions chimiques de manière à imiter la façon dont la vie aurait pu émerger.

Biographie 

Le professeur Moran est né et a grandi dans la région de Montréal. Après avoir obtenu un baccalauréat en chimie en 2004, puis un doctorat en chimie organique de synthèse en 2009, tous deux à l’Université d’Ottawa, il a poursuivi des études postdoctorales à l’Université du Texas à Austin, soutenu par le CRSNG à chaque étape. En 2012, il s’est installé en France pour rejoindre l’Institut de science et d’ingénierie supramoléculaires (ISIS) de l’Université de Strasbourg en tant que professeur adjoint, puis a été promu directement professeur titulaire en 2018. Il a récemment été recruté de nouveau à l’Université d’Ottawa à titre de titulaire d’une chaire de recherche du Canada de niveau 1. Il a remporté de nombreux prix nationaux et internationaux, et ses travaux ont été présentés dans des revues de vulgarisation scientifique ainsi que dans des ouvrages destinés au grand public.