Une nouvelle avancée des nanotechnologies
Un nouveau composé artificiel très prometteur ouvre la voie à une révolution dans le développement de matériaux pour l'électronique. Avec une structure de super-réseau, ce matériau composé de couches alternées d'oxydes de métaux de transition résulte de la collaboration de chercheurs européens. Les oxydes de métaux de transition sont un domaine scientifique relativement nouveau et très stimulant. Ils ont fait les premiers grands titres des journaux en 1986, lors de l'attribution du prix Nobel à la découverte des supraconducteurs à température relativement élevée, supérieure au point d'ébullition de l'azote liquide (77 degrés Kelvin ou -196 degrés Celsius). Outre la supraconductivité, les oxydes de métaux de transition ont des propriétés isolantes et semi-conductrices, et peuvent être aisément intégrés à de nombreux dispositifs. Le groupe a créé un super-réseau constitué de couches alternées, d'épaisseur atomique, de deux oxydes (PbTiO3 et SrTiO3). Cette structure conduit à des propriétés radicalement différentes de celles des matériaux de base. Ces propriétés résultent directement de la structure en couches et des interactions à l'échelle atomique à l'interface entre les plans. Le Dr Matthew Dawber, l'un des principaux chercheurs du projet, est chargé de fabriquer et comprendre ces matériaux artificiels révolutionnaires, dans son nouveau laboratoire. «Outre les applications immédiates que pourrait engendrer ce nanomatériau, cette découverte ouvre un nouveau domaine d'étude et la possibilité de créer des matériaux fonctionnels inédits en s'appuyant sur un nouveau concept, l'ingénierie des propriétés aux interfaces, à l'échelle atomique», déclare le Dr Dasber. Les oxydes PbTiO3 et SrTiO3 sont déjà bien connus. Une étude théorique réalisée à Liège (Belgique) a prévu que l'association de ces matériaux dans un super-réseau entraînerait un couplage inhabituel et inattendu de leurs instabilités particulières, conduisant au phénomène de «ferroélectricité impropre». La ferroélectricité trouve son intérêt dans un grand nombre d'utilisations, par exemple les mémoires «non volatiles» pour ordinateurs, les machines électromécaniques miniaturisées ou les capteurs dans l'infrarouge. En revanche, la ferroélectricité impropre n'apparaît que rarement dans les corps naturels et avec des effets bien trop faibles pour être utiles. En complément des études théoriques, l'étude expérimentale conduite à Genève (Suisse) a confirmé la ferroélectricité impropre du super-réseau. Elle a également apporté la preuve d'une nouvelle caractéristique exceptionnellement utile, une constante diélectrique à la fois très élevée et indépendante de la température. En général, ces deux qualités s'excluent mutuellement alors qu'ici, et pour la première fois, elles sont associées dans un même matériau. Le projet a associé les efforts du groupe de recherches théoriques du professeur Philippe Ghosez de l'université de Liège en Belgique et du groupe expérimental du professeur Jean-Marc Triscone de l'université de Genève en Suisse.
Pays
Belgique