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Ces nouveaux matériaux pourraient bientôt révolutionner les dispositifs électroniques et informatiques

Une équipe de chercheurs annonce avoir fabriqué de nouveaux matériaux bidimensionnels aux attributs électriques et magnétiques innovants qui pourraient constituer les bases de futurs ordinateurs quantiques et d’autres appareils électroniques de pointe.

Détaillant leurs résultats dans trois études distinctes apparaissant ce mois-ci dans les revues Nature, Science Advances et Nature Materials, des chercheurs du Laboratoire national Lawrence Berkeley, de l’Université de Princeton, de l’Université Fudan et de l’Université du Maryland, ont exploré les propriétés physiques de matériaux quantiques bidimensionnels qui pourraient constituer la base d’un nouveau « supraconducteur exotique ». Le graphène (ces feuilles bidimensionnelles d’atomes de carbone super flexibles, plus dures que le diamant et plus fortes que l’acier) a montré un potentiel énorme en termes de conductivité, mais le graphène présente l’inconvénient de ne pas être magnétique. C’est là que le chromium germanium telluride (CGT), son cousin bidimensionnel, entre en scène.

Faisant appel au microscope magnétique le plus sensible au monde (l’interféromètre à fibre optique Sagnac), les chercheurs ont observé un échantillon microscopique du CGT ne mesurant que deux atomes d’épaisseur et quelques microns de long. Pour mettre cela en perspective, la largeur d’un seul cheveu humain varie d’environ 17 à 180 microns. « Cette machine est l’outil de mesure idéal », a déclaré Alexis Stern, étudiant diplômé de l’UCI et auteur principal de deux ces études. « C’est le moyen le plus précis de mesurer optiquement le magnétisme dans un matériau ». À des températures de -233 °C, les chercheurs ont effectivement pu confirmer et mesurer les propriétés magnétiques de ce nouveau matériau.

Depuis sa découverte, le graphène est à juste titre considéré comme la meilleure alternative au silicium dans les ordinateurs de la prochaine génération et d’autres dispositifs en raison de la vitesse à laquelle se déplacent les signaux électroniques. Mais certains composants informatiques tels que la mémoire et les systèmes de stockage doivent être constitués de matériaux qui aient à la fois des propriétés électroniques et magnétiques. Le graphène dispose des premières, mais pas des secondes contrairement à ce nouveau matériau qui représente ainsi l’avenir.

Maintenant que les chercheurs ont un aperçu du potentiel de ces nouveaux matériaux quantiques, la prochaine étape sera de les rendre plus « pratiques ». En d’autres termes, il s’agira de répliquer ces propriétés dans des températures beaucoup plus douces. Les chercheurs pensent d’ores et déjà un dispositif qui pourrait stabiliser ces matériaux bidimensionnels à une température avoisinant les -33 °C. « Croyez-le ou non, mais c’est plus chaud que certaines parties du Canada », plaisante l’un des chercheurs. « Ce travail est un grand pas vers le développement de futurs ordinateurs quantiques ».

Source :   Nature / Science Advances / Nature Materials.