La Faculté accueille un nouveau Professeur de talent

Philip Moll, Laboratoire des Matériaux Quantiques – Intégrer les matériaux quantiques à l’électronique du futur

De nationalité allemande, Philip Moll a rejoint l’institut des matériaux de l’EPFL en juin 2018, pour occuper le poste de Professeur Assistant Tenure Track (PATT). Arrivé tout droit de l’Institut Max Planck CPfs à Dresden, le scientifique explore les propriétés exotiques des matériaux quantiques. Il développe des méthodes de fabrication nouvelles à l’échelle micrométrique, afin d’intégrer ces matériaux non-conventionnels dans des circuits ou des dispositifs de l’électronique du futur. La recherche de pointe de Philip Moll se situe à la frontière entre la physique, la science des matériaux et la chimie. 

Comprendre, fabriquer, faire fonctionner

La plupart des technologies modernes telles que nous les connaissons reposent entièrement sur les propriétés physico-chimiques des matériaux. Comprises et maîtrisées, ces propriétés sont cruciales en médecine, en électroniques, etc. Or il existe une gamme de matériaux nouveaux aux propriétés étonnantes, qui pourraient façonner l’électronique et les technologies du futur : les matériaux quantiques.

Ces matériaux présentent des caractéristiques inhabituelles (super-conductivité, transport de charge chiral, etc.), qui ne peuvent pas être expliquées par les théories classiques. Avec son équipe, Philip Moll veut percer le mystère de ces nouveaux matériaux. Il a mis au point une méthode révolutionnaire pour fabriquer des microcristaux quantiques extrêmement précis dont on peut contrôler les propriétés exotiques, et qui peuvent être testés dans des prototypes.

« Nous utilisons une méthode appelée Focused Ion Beam (FBI), qui permet d’évaporer des régions nanométriques d’un cristal en le bombardant d’ions. En somme il s’agit d’un couteau ultra précis, qui nous permet de sculpter des microcircuits cristallins en partant de particules de la taille d’une poudre », explique le professeur. « Cette fabrication très contrôlée permet de caractériser les propriétés, et de tester le potentiel de ces matériaux dans des dispositifs électroniques, par exemple. »

« Imaginez un stylo pesant près de 100 kilos »

Philip Moll semble toujours avoir eu l’âme d’un explorateur, attiré par ce qui a trait au non-conventionnel. Il effectue ses études en physique à l’ETH Zurich, où il observe que les gens « n’ont pas peur de tester des choses nouvelles ».

Il étudie notamment les Supraconducteur à base de fer, puis se rend à l’Université de Californie de Berkeley, pour effectuer un post-doctorat. Là, il s’intéresse aux conducteurs topologiques – récompensés par le prix Nobel de Physique – et aux matériaux super-conducteurs à fermions lourds. « Je voulais comprendre comment cela fonctionnait. Imaginez que, dans les fermions lourds, les électrons se comportent comme s’ils étaient mille fois plus lourds que ce qu’ils ne sont. C’est un peu comme si votre stylo pesait soudainement 100 kilos, mais qu’il restait malgré cela un stylo normal. C’est insensé et très stimulant. »

L’étape suivante: l’EPFL

Philip Moll a ensuite passé deux ans à l’Institut Max Planck, avant de postuler à l’EPFL. « Il était clair que je voulais venir ici. C’est d’ailleurs le seul endroit où j’ai postulé », explique le professeur. « J’apprécie l’aspect dynamique de la recherche à l’EPFL, et l’approche multidisciplinaire de l’IMX, qui offre des opportunité d’établir des collaborations à l’extérieur de son champ de recherche. »

Autre atout de l’EPFL : ses centres partagés de microfabrication et de microscopie tels que le CMI et le CIME. Dans sa quête de découverte, Philip Moll espère collaborer avec différents groupes de l’école, et continuer à mener des expériences inédites. Il dispose notamment, dans son Laboratoire des Matériaux Quantiques, d’un aimant large et puissant, qui lui permettra de tester l’effet des champs magnétiques sur ses cristaux quantiques.