En janvier 2006, le magazine La Recherche interviewait André Geim, l'un des deux chercheurs d'origine russe de l'Université de Manchester qui ont reçu le 5 octobre dernier le prix Nobel de physique pour leurs travaux sur le graphène.

Ce matériau n'est autre qu'une couche de graphite extrêmement fine, la plus fine qu'il soit possible de séparer puisque son épaisseur est précisément celle des feuillets d'atomes de carbone constituant sa structure cristalline.

André Geim, qui dirige le centre de mésoscience et nanotechnologie à l'Université de Manchester, est parvenu avec son équipe à isoler le graphène en 2004 (celui-ci était déjà connu depuis plusieurs décennies) et en a étudié les propriétés électriques en 2005.

Interrogé sur celles-ci dans La Recherche, il évoquait alors l'existence de « pseudo-particules » qui, dans le cas du graphène, « se déplacent à une vitesse 300 fois inférieure à celle de la lumière », ajoutant « qu'elles possèdent une charge électrique, et leur masse est nulle. Un tel comportement ne peut être expliqué que dans le cadre de la théorie de la relativité ». Et d'achever ainsi son propos : « À ma connaissance, aucune autre expérience faite dans un état où la matière est condensée n'avait permis d'observer un comportement " relativiste " ».

Quand Igor Lukyanchuk, professeur au laboratoire de physique de la matière condensée de l'Université de Picardie, a eu connaissance de cet article, il s'est empressé d'écrire à la revue qui fait autorité dans le milieu scientifique français pour opposer un démenti à cette dernière assertion.

En effet, travaillant en collaboration avec Yakov Kopelevitch, un chercheur brésilien, dans le cadre d'un programme de coopération du ministère des Affaires étrangères, il avait mis en évidence et démontré, dans une publication parue en 2004, soit un an avant la publication des travaux de l'équipe du professeur Geim, l'existence d'électrons de masse effective nulle (appelés fermions de Dirac) dans le graphite. L'équipe franco-brésilienne avait clairement identifié le phénomène attribué comme une découverte originale du professeur Geim dans l'article de La Recherche.

Un travail avec des centres de recherches renommés

La déception d'Igor Lukyanchuk a été grande de ne jamais obtenir de réponse de la revue, malgré les trois courriers successifs qu'il lui a adressés. S'il reconnaissait qu'il était « indéniable que l'équipe anglaise a apporté des avancées notables dans la production et l'étude des couches minces de graphite », il estimait néanmoins que « l'antériorité des résultats obtenus par une équipe franco-brésilienne dans ce domaine de recherche très pointu » méritait d'être rapportée.

Cependant, en juillet 2008, Le Monde rendait justice au chercheur picard en évoquant la propriété remarquable découverte par l'équipe franco-brésilienne, le fait que « dans le graphite très pur, certains électrons se comportent comme des photons ».

L'Université de Picardie Jules-Verne peut donc se réjouir de compter dans ses équipes d'enseignants-chercheurs un membre de la prestigieuse école du célèbre physicien russe Lev Landau, qui, bien que son travail n'ait pas été pleinement reconnu, a anticipé la découverte qui a valu à André Geim et Konstantin Novoselov le prix Nobel de physique 2010.

Auteur à ce jour de 85 articles dans des publications scientifiques de haut niveau, Igor Lukyanchuk est installé en Picardie depuis 2001. Il a choisi de résider dans le Santerre, à Caix (Somme), et apprécie beaucoup de vivre dans un village picard typique, ce qui ne l'empêche pas d'avoir des collaborations suivies avec de nombreux centres de recherches renommés (Cambridge, Silicon Valley, Oak Ridge, Campinas) grâce aux moyens de communication modernes.

Toutefois, il ne manque jamais de retourner en Ukraine, son pays natal, pour revoir sa mère, Éléna, qui réside à Kiev. Celle-ci a décidé d'apprendre le français, et vient juste de découvrir la Picardie. Une visite qui n'a pas manqué de l'enchanter.

CLAUDE TRÉMER, Courrier Picard, Mercredi 13 Octobre 2010

 In 2004 Igor Lukyanchuk, and  Yakov Kopelevich (Sao Paulo, Brazil), discovered a remarkable property: in pure graphite, some electrons behave like photons. Unlike  superconductivity, (phenomenon of some materials at temperature of liquid nitrogen (-196 C) to lose all their resistance towards electric current), in graphite, this property appears at room temperature. This is enough to provide strong competition for copper cables and other electrical circuits.

In 2005, another discovery opens new perspectives. Teams of Andre Geim (Manchester University) and Philip Kim (Columbia University) succeeded in synthesis of graphite monolayers  - known also as graphene sheets. A material has only two dimensions (length and width), whose thickness is of one graphite atom i.e. a few Angstroms.

The physics goes down below nano-scale devices, opening the way for a new electronics, in which carbon could substitute silicon. The US military research agency  (DARPA) is initiated a research program called CERA (Carbon Electronics for Radio Frequency Applications). having the objective to produce a film of graphene of size 50x50 mm.

Andre Geim, made another step in making the first graphene transistor: basic component of microchips in the era of graphite? The producers of silicon chips: Intel and IBM are ahead of these research. And Igor Lukyanchuk joint this trend  which gives to his discovery the chance  to participate in a revolution.
 
Michel Alberganti  06.07.08, (translated from French)

This volume, edited by Igor A. Luk'yanchuk and  Daoud Mezzane in Springer Verlag is a result of the NATO Advanced Research Workshop "SMECS"  held in Marrakech, Morocco, December 2007 in frame of the NATO - Science for Peace program. Its objective is to overview several hot topics of material physics related with technological problems of modern society with the focus of their implementation in Mediterranean Dialogue countries: Algeria, Egypt, Mauritania, Morocco and Tunisia.The articles are written by world famous experts in materials science and engineering. They review the state of art, recent achievements, possible and already implemented applications in the following fields of materials science: materials for transmission, treatment and storage of information, multiferroic, magnetic and superconducting materials for spintronics, electrochromic and nitride-based semiconducting materials for infrared and optoelectronic devices, carbon-based terahertz electronic technologies, memory - capacious materials. Energy storage materials and photovoltaic cells Piezo and Electroactive materials for detectors, acoustic transducers and gas sensors..
Springer; 1st edition (July 30, 2008) | English | 1402087950 | 275 pages | PDF | 22.82 MB;     Read in Google