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FERT, Albert
FERT, Albert

Descripción

Albert FERT [Carcasona (Francia), 1938]. Físico y profesor, galardonado con el Premio Nobel junto a Peter Grünberg en 2007 por el descubrimiento de la magnetorresistencia gigante (GMR) en 1988, que revolucionó la tecnología de los discos duros de los ordenadores, y posibilitó un gran aumento en su capacidad de almacenamiento de datos. Este descubrimiento marca el nacimiento de la espintrónica.

Biografía

Albert Fert nació el 7 de marzo de 1938 en Carcasona, en la región francesa de Occitania. Su padre, Charles Fert, era profesor de Física en la Universidad y su madre de Economía en el Instituto. La familia vivió en Toulouse hasta el comienzo de la guerra en 1939. Su padre fue llamado a filas y hecho prisionero en 1940. Albert y su hermano André fueron enviados a la granja de sus abuelos en Montclar. Su madre continuó dando clases en Toulouse y visitando a sus hijos los fines de semana.

En 1945 Charles fue liberado y la familia volvió a reunirse en Toulouse, en cuya universidad Charles termina su tesis doctoral y accede a cátedra, especializándose en Microscopía Electrónica. El rigor intelectual de Charles ejerce una gran influencia sobre su hijo que se entrega al estudio de la Física y las Matemáticas. En el Liceo Pierre-de-Fermat, Albert se interesa también por la literatura y las artes así como por el rugby como deporte. Se examina, y aprueba los dos bachilleratos: el de Ciencias y el de Letras en 1955. Desde el Liceo prepara su oposición para entrar en la École Normal Supérieure (ENS), donde es admitido en 1957. Pasa los veranos en Cadaqués, donde conoce a Salvador Dalí y a quien le transmite ciertos conceptos científicos, que el pintor frivoliza en un discurso pseudocientífico sobre "Laaa mecaaanica cuaaaan-tica" .

En la ENS Albert Fert asiste a clases del profesor Jacques Friedel, quien le inició en la física de la materia condensada y en la mecánica cuántica, y de Alfred Kastler, quien ganaría el premio Nobel de Física en 1966. Complementariamente, Fert se apasiona por la fotografía y el cine e, imitando a su ídolo Ingmar Bergman, hace una película. También se aficiona al jazz que escucha en el barrio de Saint-Germain-des-Prés. Sus hijos heredan sus aficiones. Ariane es escenógrafa y guionista y Bruno fotógrafo, ganador del premio World Press.

Al abandonar la ENS en 1962 , consigue una plaza de ayudante en la Universidad de Grenoble y en 1963 un doctorado de tercer ciclo o especialización en la Universidad de París, leyendo una tesis preparada en el Instituto de Electrónica Fundamental de la Facultad de Ciencias de Orsay y en el Laboratorio de Espectrometría Física de la Facultad de Ciencias de Grenoble.

Tras completar su servicio militar en 1965, Albert Fert es nombrado profesor-ayudante en la Facultad de Ciencias de Orsay y, bajo la dirección de Ian Campbell, prepara en el Laboratorio de Física de Estado Sólido un doctorado de Ciencias Físicas, sobre la influencia del espín sobre el electrón, tema ya esbozado por el físico británico Nevill Mott, que sería galardonado con el premio Nobel de Física en 1977. Los resultados alcanzados fueron su base, quince años más tarde, de los experimentos y descubrimiento de la magnetorresistencia gigante. Sín embargo en 1970, cuando defendió su tesis, las tecnologías disponibles no permitían avanzar en este campo.

La electrónica del espín o espintrónica es un nuevo tipo de electrónica que utiliza no solamente la carga de los electrones, como la electrónica convencional, sino también su espín o movimiento magnético intrínseco. Más precisamente, la espintrónica explota la influencia de la orientación del espín de los electrones en la conducción eléctrica. Esta influencia había sido demostrada en la tesis de Albert Fert en 1970 y desarrollada en los trabajos publicados por Tedrow y Merservey en 1971 y por Michel Jullière en 1975, llegando a explicar un efecto precursor de la magnetorresistencia de efecto túnel (TMR). También en 1975 Albert Fert comenzó a trabajar en el Efecto Hall y la anisotropía de las interacciones entre los electrones y las impurezas magnéticas. Colaboró con Peter M. Levy durante los meses de verano de varios años en la Universidad de Nueva York. De esta colaboración descubre la existencia de interacciones Dzyaloshinsky-Moriya.

Tras la presentación de su tesis, Albert Fert entra en el claustro de la Universidad de Paris-Sud como profesor-ayudante, ascendiendo a profesor en 1976.

En una reunión realizada en San Diego en el año 1985, Alain Friedrich y Albert Fert decidieron colaborar en la investigación sobre el crecimiento y el estudio de capas múltiples magnéticas.

Inicia una colaboración del Laboratorio de Física de los Estado Sólido, que él dirige, con el Laboratorio Central de Investigación del Grupo Thomson-CSF (actualmente Grupo Thales) para la fabricación de multicapas magnéticas mediante la técnica conocida como epitaxia o crecimiento epitaxial en fase líquida. De las mediciones de varias multicapas de Fe/Cr, con distinto grosor en las capas de Cr, concluyeron que cuanto mayor sea la disminución en el grosor del cromo, mayor es la magnetorresistencia, que conduce al descubrimiento de la magnetorresistencia gigante (GMR). Para que el GMR funcione es necesario producir estructuras multicapa de pocos átomos de espesor, por lo que el GMR está considerado como una de las primeras aplicaciones prácticas de la nanotecnología.

Meses más tarde del descubrimiento de Albert Fert, y de forma independiente, Peter Grünberg lo logrará en el Centro de Investigación de Jülich en el estado federado de Renania del Norte-Westfalia (Alemania).

En julio de 1988 se celebró la Conferencia Internacional sobre Magnetismo en la ciudad de París. El grupo tuvo la oportunidad de presentar los resultados del trabajo sobre magnetorresistencia gigante en multicapas de Fe/Cr, pero la ponencia duró escasos minutos y no provocó reacción alguna en los asistentes, además, Peter Grünberg no acudió a la misma.

A la semana siguiente se celebró la Conferencia Internacional de Películas Magnéticas y Superficies (ICMFS) en Le Creusot (Borgoña). Peter Grünberg y Albert Fert expusieron los detalles de los respectivos resultados provenientes de las investigaciones y trabajos realizados. Fert aprovechó para explicar también la influencia del giro en la movilidad de electrones en metales ferromagnéticos y presentó la interpretación del GMR sobre esta base.

El interés por el magnetismo aumentó exponencialmente al publicar en diciembre de 1988 Fert y Grünberg su artículo en Physical Review Letters con el título Giant Magnetoresistance of (001)Fe/(001)Cr Magnetic Superlattice, considerado como el acta de nacimiento de la espintrónica. La GMR ha revolucionado la tecnología de la lectura de los discos duros y abierto el camino hacia su miniaturización e implementación en la electrónica para los nómadas digitales. Cambios magnéticos muy débiles son capaces de originar diferencias importantes de resistencia eléctrica en un sistema GMR, de forma tal que se convierte en la herramienta perfecta para leer los datos contenidos en un disco duro al transformar la información registrada en corriente eléctrica. El desarrollo de la espintrónica ha dado origen a las memorias STT-RAM que emplean el efecto magnetorresistencia túnel (TMR) y el fenómeno de par de transferencia de espin (STT).

A partir de 1989, la Física de multicapas y la GMR pasaron a ser temas candentes de investigación. En 1990 Albert Fert comenzó a estudiar las multicapas preparadas mediante pulverización catódica en colaboración con la Michigan State University (MSU). El sistema Co/Cu se convirtió en el sistema GMR arquetípico. Fert desarrolló una teoría basada en el concepto de acumulación de espín, teoría que actualmente se ha vuelto esencial para muchos desarrollos de espintrónica.

Albert Fert y su equipo han realizado contribuciones importantes al desarrollo de la espintrónica, especialmente mediante sus trabajos sobre la teoría del transporte de espines (modelo Valet-Fert) y los experimentos sobre tunelización dependiente de espín, generación de microondas por transferencia de espín, Efecto Spin Hall y transporte de espines en conductores basados en carbono. A partir de 1994 Albert Fert colaboró con la Universidad de Lovaina (Bélgica) en estudios de CPP-GMR (Current-Perpendicular-to-Plane Giant Magnetoresistance) utilizando nanocables de varias capas, lo que permitió extender los resultados de la Universidad de Míchigan a espesores mayores.

En 1995 Albert Fert funda la Unidad Mixta de Física CNRS/Thomson-CSF (actualmente Unidad Mixta de Física CNRS/Thales), de la que es Director científico desde 2017. Logra dos innovaciones trascendentales como son las cabezas lectoras de los discos duros y los mismos discos duros con una capacidad de almacenaje cien veces mayor. El mercado para estos dos productos es colosal. Se venden más de 600 millones cada año. Los MP3 utilizan esta tecnología descubierta casi simultáneamente por Albert Fert y Peter Grünberg, aunque ha sido éste quien primero solicitó la patente en Alemania convirtiéndose en multimillonario. Albert Fert tuvo que esperar a recibir el Japan Prize para cambiar su Clio gris por uno nuevo.

Pero la Ciencia sigue avanzando y la magnetorresistencia de efecto túnel (TMR) anuncia una nueva revolución: la sustitución de las memorias convencionales de semiconductores (RAM) dentro de nuestros ordenadores por la MRAM o RAM magnetorresistiva eterna y de mínimo consumo. Esta vez sí, Albert Fert ha solicitado toda una panoplia de patentes relacionadas con la espintrónica. Y se han preparado dos fábricas de MRAM en Corbeil-Essonnes y en Crolles, cerca de Grenoble.

En 1994 la Sociedad Estadounidense de Física otorga a Albert Fert, a Peter Grünberg y a S.S.P. Parkin el Premio Internacional de Nuevos Materiales; la Unión Internacional de Física Pura y Aplicada concede a Albert Fert y Peter Grünberg el Premio de Magnetismo; y la Sociedad Francesa de Física distingue a Albert Fert con el premio Jean-Ricard. En 1997 Albert Fert recibe el Premio de Eurofísica de la Sociedad Europea de Física, el Japan Prize y el Wolf Pize. Y en 2007 Albert Fert y Peter Grünberg fueron galardonados con el Premio Nobel de Física por el descubrimiento de la magnetorresistencia gigante y por sus contribuciones al desarrollo de espintrónica.

Albert Fert fue elegido miembro de la Academia Francesa de Ciencias en 2004 y de la Academia de Tecnologías en 2008. Es doctor honoris causa por las Universidades de Leeds, Lovaina, Aquisgrán, Kaiserslautern, Barcelona, Zagreb, Porto Alegre, Zaragoza, Nueva York, Bar Ilan de Tel Aviv, del País Vasco de San Sebastián y Montreal.

En abril de 2018 fue nombrado Comandante de la Legión Francesa. El gobierno francés también le otorgó la Gran Cruz de la Orden Nacional al Mérito.

Actualmente Albert Fert desempeña su cátedra en la Universidad de París-Sud en Orsay y es director científico del Unité Mixte de Physique (UMP) CNRS-Thomson-CFS.

Más información

Vídeos

Banyuls-sur-mer en septembre 2011. Entrevue avec "Titi" Francis Coste, le célèbre poète de Banyuls et Albert Fert, prix Nobel 2007. Deux amis racontent leurs souvenirs de Cadaquès et de Salvador Dali.

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Series: "Not Too Serious Labs" [10/2013]. A lively and wide-ranging visit with Albert Fert, life-long rugby player and recipient of the Nobel Prize in Physics for his discovery of an effect that revolutionized electronics forever.

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The future of spintronics: Interview with Nobel Laureate Albert Fert

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