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Le Dr Jorge Íñiguez-González, responsable du groupe Modélisation de matériaux fonctionnels au Luxembourg Institute of Science and Technology, s’est vu attribuer la très compétitive Advanced Grant du Conseil européen de la recherche.
C’est une grande nouvelle pour le monde de la recherche au Luxembourg. Un chercheur du LIST, le Dr Jorge Íñiguez-González, a reçu une bourse de 2,5 millions d’euros pour son projet sur une nouvelle classe de matériaux artificiels. Les Advanced Grants, délivrées par le Conseil européen de la recherche (ERC) dans le cadre du programme «Horizon Europe» de l’UE, offrent en effet à des scientifiques confirmés la possibilité de mener des projets susceptibles d’aboutir à des percées majeures. Cette année, ils ont été quelque 319 chercheurs du continent à remporter leur part d’un gâteau d’environ 840 millions d’euros attribué aux bourses européennes. Près de 2,5 millions viendront donc aider Jorge Íñiguez-González à financer pendant 5 ans ses travaux au Luxembourg Institute of Science and Technology sur les matériaux programmables.
La twistronique, alchimie quantique
Son projet prolonge des travaux pionniers publiés dans la célèbre revue scientifique Nature en 2024. Jorge Íñiguez-González et son équipe y avaient posé les bases d’une approche inédite : empiler des couches ultraminces d’oxydes cristallins selon des angles précisément maîtrisés. Il s’agit d’un domaine quantique en plein essor : la twistronique, ou l’art de changer les propriétés de la matière en modifiant la place de quelques atomes. En modifiant l’angle entre deux couches, on bouleverse le comportement d’un matériau : partout dans le monde, les chercheurs commencent à entrevoir le potentiel scientifique et industriel de cette découverte.
Le projet du LIST financé par l’ERC veut aller plus loin. «Aujourd’hui, les matériaux sont fabriqués avec un angle de torsion figé, impossible à modifier, explique Jorge Íñiguez-González. Nous voulons savoir si l’on peut piloter cet angle à la demande et reconfigurer le matériau à volonté, en ne consommant presque pas d’énergie. Si nous y parvenons, nous pourrons programmer dynamiquement les propriétés d’un matériau, au lieu de rester prisonniers d’une configuration unique.» Car la modification de l’angle de torsion pourrait transformer toute une gamme de propriétés : réponses électriques, optiques ou magnétiques. À terme, cette capacité d’adaptation ouvrirait des perspectives inédites pour le stockage de l’information, les technologies de détection et une nouvelle génération d’architectures informatiques, bien moins gourmandes en énergie que les systèmes actuels.
Après avoir étudié la physique à l’Université du Pays basque, où il a obtenu son doctorat en 2001, Jorge Íñiguez-González a fait ses armes aux États-Unis avant de rejoindre en 2005 l’Institut de science des matériaux de Barcelone en tant que chercheur permanent. Depuis 2015, il a intégré le LIST dès sa création, où il dirige un groupe de recherche consacré à la modélisation des matériaux fonctionnels, tout en occupant en parallèle un poste de professeur titulaire affilié de physique à l’Université du Luxembourg. Ses recherches portent sur l’application de méthodes théoriques à des problématiques de physique de la matière et de science des matériaux. Parmi ses réalisations récentes, la découverte de propriétés électromécaniques inédites dans de nouveaux matériaux ferroélectriques de type fluorine et la découverte de «bulles» de skyrmions électriques ont fait sa renommée et lui ont permis en 2022 d’être intronisé membre de l’American Physical Society, distinction obtenue «pour des contributions pionnières».
Contrairement à de nombreux projets en science des matériaux reposant principalement sur l’expérimentation, les travaux du LIST privilégieront la modélisation et la simulation avancées : les structures étudiées ne mesurent que quelques nanomètres d’épaisseur et restent extrêmement difficiles à caractériser en laboratoire. Les approches numériques deviennent alors indispensables pour décrypter leur comportement et éprouver de nouvelles idées avant tout passage à l’expérience. Menées par le Dr Jorge Íñiguez-González, les recherches associeront Hugo Aramberri et Natalya Fedorova, membres seniors de son équipe.
