L'utilisation de ce nouveau semi-conducteur dans l'électronique, notamment dans les processeurs d'ordinateurs ou les équipements d'imagerie médicale, pourrait contribuer à améliorer leur efficacité, selon l'équipe de recherche.
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matériau semi-conducteur, obtenu par l'association du germanium et de l'étain, absorbe et émet la lumière plus efficacement que les semi-conducteurs classiques à base de silicium.
Il fonctionne en facilitant la conversion de la lumière en énergie électrique et inversement, un processus essentiel au fonctionnement des dispositifs optoélectroniques, selon les chercheurs.
Bien que des travaux antérieurs aient suggéré que l'alliage germanium-étain puisse, en théorie, servir de semi-conducteur efficace pour la conversion de la lumière en énergie électrique, sa production s'est avérée extrêmement complexe, notamment parce que ces éléments ne réagissent pas chimiquement entre eux dans des conditions normales.
Conditions extrêmes :
Une équipe de chercheurs d'Édimbourg a créé non seulement un matériau, mais une toute nouvelle classe de semi-conducteurs à base de germanium-étain.
Leur méthode consiste à chauffer des mélanges de germanium et d'étain à plus de 1 200 °C tout en appliquant des pressions allant jusqu'à 10 gigapascals, soit environ 100 fois la pression qui règne au fond de la fosse des Mariannes, le point le plus profond de l'océan.
Ce procédé permet d'obtenir des alliages de germanium-étain stables à température et pression ambiantes et susceptibles de fonctionner comme semi-conducteurs performants, selon l'équipe.
Ces travaux de recherche, publiés dans le Journal of the American Chemical Society, ont bénéficié du soutien de la Commission européenne. Une version en libre accès de l'article est disponible ici.
Des chercheurs des facultés d'ingénierie et de géosciences de l'Université d'Édimbourg, du Centre Helmholtz de géosciences (GFZ), de l'Université de Lille, de Grenoble Alpes, de l'Université de Bayreuth et de l'Installation européenne de rayonnement synchrotron (ESRF) ont participé à ces travaux.
« Ces travaux ouvrent de nouvelles perspectives pour la conception de matériaux grâce à notre méthode inédite de création de réactivité et de récupération de matériaux avec la structure cristalline souhaitée. Nous démontrons ici que cette méthode permet de répondre aux besoins énergétiques croissants des appareils électroniques et des centres de données, qui nécessitent des approches novatrices pour accéder à de nouveaux matériaux capables d'améliorer l'efficacité énergétique grâce à la lumière», explique le Dr George Sergiou, de la Faculté d'ingénierie.
