Pour ses travaux ayant révolutionné la microscopie électronique, Maximilian Haider nommé finaliste du Prix de l'inventeur européen 2019
- Le physicien expérimental autrichien Maximilian Haider est nommé finaliste du Prix de l ' Office européen des brevets (OEB) pour l ' ensemble de ses travaux en microscopie électronique
- Maximilian Haider a inventé le premier système de correction pour les microscopes électroniques, résolvant les problèmes de distorsion et de flou des images
- Ces vingt dernières années, ses travaux ont favorisé l ' essor des nanotechnologies, en aidant notamment à la miniaturisation de l ' électronique pour les ordinateurs et smartphones
Munich, le 7 mai 2019 - Maximilian Haider a été nommé parmi les trois finalistes du Prix de l'inventeur européen 2019 de l'Office européen des brevets (OEB) dans la catégorie « Œuvre d'une vie » pour sa contribution pionnière dans l'amélioration de la résolution des microscopes électroniques, un outil essentiel à la recherche moderne. Grâce à son travail de plusieurs décennies, les images obtenues par microscope électronique sont désormais cinq fois plus nettes, permettant notamment aux chercheurs de voir les cristaux semi-conducteurs avec une résolution atomique. Cette avancée a particulièrement aidé les fabricants de puces électroniques à réduire les dimensions des composants utilisés dans les appareils mobiles.
Maximilian Haider - aujourd'hui professeur en optique électronique à l'Institut de technologie de Karlsruhe - a commercialisé sa technologie dès 1996, cofondant le leader actuel du marché, la société Corrected Electron Optical Systems GmbH (CEOS), qui conçoit des technologies correctives pour les plus grands fabricants de microscopes, dont Hitachi, JEOL et Thermo-Fisher Scientific.
« En permettant aux microscopes électroniques " d'observer " à l'échelle atomique, l'invention de Maximilian Haider a favorisé d'importantes avancées dans la science des matériaux », a déclaré le Président de l'OEB, António Campinos. « Pendant des décennies, son œuvre et son entreprise ont eu une grande influence dans le domaine de la microscopie électronique ».
Les lauréats de cette nouvelle édition du Prix de l'inventeur européen décerné chaque année par l'OEB seront annoncés lors d'une cérémonie à Vienne, le 20 juin prochain.
L'élaboration de la première lentille électronique
En plus de 60 ans d'existence, les microscopes électroniques sont devenus un outil incontournable pour la recherche. En canalisant des faisceaux d'électrons plutôt que de la lumière, ils peuvent déceler des éléments trop petits pour être observés avec de simples microscopes optiques. Il y a 20 ans encore, les faisceaux d'électrons opérant à l'intérieur de ces instruments provoquaient des déformations de l'image et limitaient leur résolution. Le physicien allemand Otto Scherzer avait pourtant élaboré dès les années 40 une théorie qui permettait de résoudre ce problème, mais celle-ci n'avait pu aboutir en raison des limites de la technologie à l'époque. Un obstacle levé par Maximilian Haider dans les années 90.
Maximilian Haider est né en 1950 à Freistadt (Autriche). Dès l'adolescence, il s'intéresse aux lentilles et à la résolution en travaillant comme apprenti chez des opticiens à Linz et Cologne, avant de reprendre ses études secondaires et d'obtenir l'équivalent du baccalauréat à 26 ans. Il étudie ensuite la physique à l'Université de Kiel et à l'Université technique de Darmstadt en Allemagne, où il rencontre le physicien théoricien allemand Harald Rose. Ce dernier le convainc de s'éloigner de l'optique classique et de poursuivre un doctorat sur le dépassement de la limite de résolution en microscopie électronique.
Les années suivantes, Maximilian Haider travaille alors avec Harald Rose et l'Allemand Kurt Urban, spécialiste des matériaux, sur des solutions susceptibles de remédier à la distorsion des faisceaux électroniques. Maximilian Haider se charge de les rendre opérationnelles, notamment en déterminant quels seront les composants électroniques nécessaires à la correction de la distorsion. Après l'obtention de son doctorat en 1987, il rejoint le Laboratoire européen de biologie moléculaire (EMBL) à Heidelberg où il dirigera le Groupe de microscopie électronique et poursuivra ses travaux.
La technologie qu'il a mis au point consiste en un ensemble de pièces polaires magnétiques (appelées hexapôles et lentilles), qui infléchissent les faisceaux d'électrons au sein des microscopes afin de compenser leurs distorsions intrinsèques et ainsi réduire le flou des images. L'inventeur compare d'ailleurs son invention à une lentille qui corrigerait la vue d'une personne en focalisant les images sur la rétine. De la même manière, les électrodes annulent les distorsions qui se produisent à l'intérieur des faisceaux de particules chargées lors de leur passage de l'échantillon vers le détecteur.
En 1996, Maximilian Haider cofonde CEOS avec Harald Rose et le physicien allemand Joachim Zach - ancien élève de Harald Rose à l'Université technique de Darmstadt et collaborateur de Maximilian Haider à l'EMBL. La société, basée à Heidelberg (Allemagne) commence alors à travailler avec les principaux fabricants mondiaux de microscopes dans le but de commercialiser la technologie de Maximilian Haider.
L'année suivante, alors que le financement de ses recherches à l'EMBL arrive à son terme, Maximilian Haider et ses collaborateurs parviennent à rendre la technologie opérationnelle, atteignant la résolution record de seulement 0,12 nanomètre avec un microscope électronique, permettant d'identifier, pour la première fois, des couches atomiques uniques dans des cristaux semi-conducteurs. Une invention qui s'est révélée décisive pour les fabricants de puces atomiques à qui elle a permis de déceler des caractéristiques et défauts microscopiques sur les composants d'ordinateurs et, plus tard, des smartphones.
« Ça a été une véritable révolution pour la science et l'optique électronique ainsi que pour tous les spécialistes des matériaux à qui nous pouvions désormais fournir une résolution très précise » explique Maximilian Haider.
L'inventeur a déposé une demande de brevet en 1998 pour protéger cette technologie qu'il avait développée depuis son doctorat et ensuite la commercialiser avec JEOL, son partenaire. Il souligne : « Nous avons breveté tous les éléments méthodiques pour mettre le concept en pratique et le rendre accessible aux utilisateurs ».
Sa société CEOS a également commercialisé un dispositif de correction électronique des faisceaux avec Philips. Après la publication d'un article de référence sur l'invention dans la revue Nature, d'autres fabricants de microscopes électroniques - parmi lesquels Hitachi - ont souhaité se fournir auprès de CEOS. Maximilien Haider a depuis obtenu 10 brevets européens pour des inventions améliorant la résolution de la microscopie électronique et étendant ses fonctionnalités. En 2015, ses travaux ont notamment permis d'atteindre des résolutions records : 0,043 nanomètre, plus court encore que le rayon d'un atome d'hydrogène.
Des avancées dans le domaine de la haute résolution
Avec 47 employés et plus d'un million d'euros de profits annuels, CEOS est aujourd'hui l'un des leaders du marché des technologies de correction et des équipements de précision pour microscopes électroniques. La société fournit les composants de 90 % des microscopes électroniques en transmission du marché, collaborant avec les leaders JEOL, Philips, Hitachi, Thermo Fisher Scientific et ZEISS pour continuer d'améliorer sa technologie et faire bénéficier aux chercheurs d'images toujours plus nettes et précises.
Les progrès de l'imagerie électronique, rendus possibles grâce aux travaux de Maximilian Haider, ont repoussé les limites de ce qui peut être observé par les chercheurs issus de nombreuses disciplines allant de la physique et de la chimie aux sciences de la vie. La possibilité d'une mise au point atteignant l'échelle atomique a permis de créer de nouveaux matériaux aux multiples applications. Ces 20 dernières années, l'œuvre de Maximilian Haider a favorisé l'essor des nanotechnologies - permettant notamment de contrôler la structure et les défauts des composants d'ordinateurs et de smartphones à une époque où l'industrie microélectronique les miniaturise toujours plus - et s'est vue être appliquée dans d'autres domaines comme les piles et batteries solaires.
Avec un marché de la microscopie électronique en transmission évalué à 550 millions d'euros en 2016 et estimé à 650 millions d'euros pour 2021, CEOS s'appuie sur le succès de son fondateur et poursuit son travail avec ses partenaires pour continuer à faire progresser le secteur.
Pour Maximilian Haider, son œuvre est à la fois une invention - contribution majeure aux progrès de la microscopie électronique, et une entreprise qu'il a fait croitre et qu'il continue de soutenir en tant que Senior Advisor.
À propos du Prix de l'inventeur européen
Le Prix de l'inventeur européen est l'une des compétitions européennes les plus prestigieuses de sa catégorie. Lancé par l'OEB en 2006, ce prix annuel récompense, individuellement ou en équipe, les inventeurs dont les innovations ont apporté des réponses aux grands défis de notre temps. Les finalistes et les lauréats sont sélectionnés par un jury indépendant constitué d'autorités internationales issues du monde universitaire, des affaires, de la politique, des sciences et de la recherche. Il examine les innovations à l'aune de leur contribution au progrès technologique, au développement social, à la croissance économique et à la création d'emplois en Europe. Le Prix est décerné dans cinq catégories lors d'une cérémonie qui aura lieu à Vienne le 20 juin prochain. Par ailleurs, les internautes peuvent choisir le gagnant du Prix du public parmi les 15 finalistes en votant en ligne sur le site web de l'OEB dans la période précédant la cérémonie. Le vote est ouvert jusqu'au 16 juin 2019.
À propos de l'Office européen des brevets
Avec près de 7 000 agents, l'Office européen des brevets (OEB) est l'une des plus grandes institutions publiques européennes. Son siège est à Munich et il dispose de bureaux à Berlin, Bruxelles, La Haye et Vienne. L'OEB a été créé avec pour objectif de renforcer la coopération sur les brevets en Europe. Grâce à sa procédure centralisée de délivrance de brevets, les inventeurs peuvent obtenir une protection par brevet de haute qualité dans non moins de 44 pays, couvrant un marché de quelque 700 millions de personnes. L'OEB est aussi le premier fournisseur au monde d'informations et de recherches en matière de brevets.
Ressources additionnelles
Consultez les brevets : EP1057204, EP1012866
Des informations complémentaires, des visuels et des vidéos sur le Prix de l'inventeur européen 2019 sont disponibles dans le Centre des médias de l'OEB. Les utilisateurs de Smart TV peuvent télécharger notre application « Innovation TV » et accéder ainsi aux portraits vidéos de tous les finalistes sur leur écran. La cérémonie du 20 juin prochain sera retransmise en direct sur « Innovation TV », le site web et la page Facebook de l'OEB.
Contacts à l'Office européen des brevets
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