Des physiciens de l’université de Rutgers ont découvert une propriété électronique inhabituelle dans un matériau qui aurait le potentiel d’améliorer l’efficacité des cellules solaires et le design des puces informatiques.

Les chercheurs ont déterminé qu’un cristal fait en bismuth, fer et oxygène pouvait accomplir des fonctionnalités non accessibles par les semi conducteurs conventionnels. Il agit comme une diode réversible, qui laisse passer le courant dans une direction sous certaines conditions et dans le sens opposé pour des conditions différentes. Traditionnellement, les diodes ne sont pas réversibles, la direction du courant est fixée lors de la fabrication. Les scientifiques ont aussi découvert que les diodes faites dans ce matériau génèrent du courant lorsqu’elles sont exposées à la lumière, faisant de ce matériel un candidat potentiel pour les futures cellules solaires. Ce matériau apparaît comme très sensible à la lumière dans le domaine du bleu.

Le matériau étudié appartient à la classe des matériaux ferroélectriques ce qui signifie qu’il possède une polarisation électrique à l’état spontané. Cette polarisation, qui d’après les chercheurs contrôlerait la capacité du cristal d’agir comme une diode, est connu pour être du type "bulk effect" une caractéristique qui fait intervenir l’ensemble du cristal. Alors qu’au contraire, les semi conducteurs traditionnels agissants comme une diode, sont basés sur des effets électriques situés aux interfaces d’une jonction p-n. Ce matériel appartient également à la classe des matériaux cristallins pérovskites [1].

Selon Sang-Wook Cheong [2], "Ceci pourrait rendre le design des circuits électriques plus souples. Les ingénieurs pourraient concevoir un seul élément de circuit qui, sous une certaine configuration donnerait une fonction particulière puis, en changeant la configuration, on obtiendrait une fonction différente".

L’équipe a publié un papier dans le magazine Science Express et projette de publier un article plus conséquent dans un des prochains numéros du magazine Science. Cependant certaines applications pourraient être limitées car le bismuth est un métal dont tous les sels et les vapeurs sont toxiques et est interdit en France depuis 1974. C’est également un sous-produit de l’extraction du plomb, du cuivre, de l’étain, de l’argent et de l’or ce qui implique des ressources en minerai exploitable restreintes.

[2] Sang-Wook Cheong, physics professor in the School of Arts and Sciences

Source :

"Rutgers Physicists Find Unusual Electronic Properties in Materials That May Improve Solar Cells, Computer Chips": Carl Blesch – 02/19/2009 – https://news.rutgers.edu/medrel/news-releases/2009/02/rutgers-physicists-f-20090219/?searchterm=bismuth

Pour en savoir plus, contacts :

[1] https://fr.wikipedia.org/wiki/Perovskite
Code brève
ADIT : 57986

Rédacteur :

Arnaud Souillé ; [email protected]