DIADEMS: Le diamant, bien plus qu'une simple pierre précieuse

Les chercheurs du projet DIADEMS («DIAmond Devices Enabled Metrology and Sensing») remplacent un atome de la structure du diamant par un atome d'azote. Grâce à cette technique de «dopage», ils peuvent produire une structure de type atomique, avec des propriétés magnétiques intrinsèques obéissant aux lois de la physique quantique.

«Nous créons ainsi de minuscules capteurs capables de détecter de faibles champs magnétiques. Ces derniers peuvent, par exemple, nous permettre de suivre l'activité électrique de neurones disposés sur une lame en diamant et d'observer comment ces neurones coopèrent», explique le Dr Thierry Debuisschert, de l'entreprise Thales en France, et coordinateur du projet DIADEMS.

«À l'avenir, nous pourrions être capables de repérer si un neurone répond ou non à une molécule utilisée dans le cadre d'un traitement.» Ces résultats seront utiles à la recherche sur les maladies neurodégénératives comme celle d'Alzheimer.

Qu'il s'agisse de biologie, de physique ou de chimie, le projet DIADEMS peut permettre d'accomplir des progrès dans tous les domaines où les champs magnétiques jouent un rôle.

Une multitude d'applications possibles

La capacité d'observer comment réagissent des molécules, en mesurant les changements dans le spin de leurs électrons, permettra aux chercheurs d'analyser avec précision les réactions chimiques, jusqu'au niveau des molécules et des atomes.

«Une large gamme d'applications commence à se dessiner parce que nous parvenons à un suivi aussi précis», indique le Dr Debuisschert.

L'informatique pourrait également tirer profit de ces capteurs qui peuvent être utilisés pour le développement de disques de stockage de plus grande capacité et de meilleure fiabilité.

«Il est possible d'augmenter la capacité des disques de stockage en réduisant la taille des domaines magnétiques sur lesquels les données sont sauvegardées. En intervenant au niveau des molécules et des atomes, nous pourrions augmenter considérablement la densité de ces domaines et donc la capacité de stockage», ajoute-t-il.

Des résultats pour la recherche

L'association de la physique atomique et de la mécanique quantique, ainsi que les applications pratiques qui en découlent, fascinent le Dr Debuisschert. «Nous travaillons dans un contexte industriel et devons donc proposer des applications réelles et commercialisables à la fin du projet.»

Puisque cette technologie repose sur des diamants de synthèse, manipulés à température ambiante par les chercheurs, elle devrait être facilement utilisable et commercialisable. «Cependant, le financement de l'UE est encore indispensable à ce stade du projet, basé sur la recherche», précise le Dr Debuisschert.

Les avantages d'une initiative européenne

DIADEMS ne pourrait exister sans le financement de l'UE et selon le Dr Debuisschert un aspect particulièrement important de ce projet est la collaboration de 15 partenaires académiques et industriels. «Nous sommes informés directement des résultats provenant des laboratoires de l'UE, c'est un gain de temps important, et nous pouvons échanger des idées d'une façon spécifique aux projets européens», explique-t-il.

«Ainsi nous restons compétitifs par rapport aux concurrents étrangers.»

Le projet a démarré en septembre 2013 et durera quatre ans, avec un financement européen de 6 millions d'euros issu du programme Technologies futures et émergentes.

Lien au site web du projet
Magazine Horizon