Un projet européen cherche à durcir l'électronique destinée aux environnements extrêmes
Un nouveau projet financé par l'UE met au point des matériaux pour réaliser des capteurs et des systèmes électroniques destinés à fonctionner dans des conditions extrêmes. Le projet MORGAN («Materials for robust gallium nitride») d'une durée de trois ans a reçu un financement de 9,2 millions d'euros au titre du thème Nanosciences, nanotechnologies, matériaux et nouvelles technologies de production (NMP) du septième programme-cadre (7e PC). Les partenaires du projet s'appuieront sur les propriétés du diamant et du nitrure de gallium (GaN) pour concevoir les nouveaux matériaux. Comme on peut s'y attendre, l'électronique classique sur silicium ne fonctionne pas bien dans des conditions qui endommagent le silicium. C'est le cas des températures et des pressions élevées, ainsi que des environnements très corrosifs. Le fonctionnement des composants peut lui-même conduire à des conditions défavorables, par exemple en dégageant de la chaleur sous des courants de forte intensité. Pour fonctionner dans de tels environnements, les semi-conducteurs doivent être stables à haute température. La recherche de tels composants est l'objectif du projet MORGAN. Les partenaires du projet s'appuieront sur les propriétés du diamant et du nitrure de gallium pour concevoir des matériaux capables de rester fonctionnels dans des environnements extrêmes. Le diamant et le nitrure de gallium sont en effet très résistants (le diamant est connu comme l'un des matériaux les plus durs) et peuvent supporter des températures, des rayonnements et des champs électriques élevés. La conductivité thermique est une autre propriété intéressante du diamant, bien que moins connue que sa dureté. Elle est bien plus élevée que celle du cuivre, par exemple, ce qui le rend idéal pour dissiper la chaleur générée dans les composants. «Le diamant peut être le substrat idéal pour de nombreux usages à haute température ou très haute puissance», déclare Geoffrey Scarsbrook, directeur recherche et développement chez Element Six Technologies (Royaume-Uni), l'un des partenaires du projet. «Nous utiliserons notre expertise pour développer davantage et optimiser la synthèse et le traitement initial de tranches composites de silicium et de diamant polycristallin», ajoute Steve Coe, directeur général de la société Element Six Technologies. De son côté, le nitrure de gallium est renommé pour supporter aisément des puissances élevées. À terme, les partenaires du projet espèrent aboutir à des substrats composites novateurs, qui associeront la conductivité thermique du diamant avec le rendement électrique du nitrure de gallium. Ces matériaux seront indispensables à la prochaine génération de systèmes de distribution d'énergie à grande distance, nécessaires pour relier en réseau des sources renouvelables d'énergie dispersées. Ils pourraient également servir à réaliser des systèmes de conversion de l'énergie électrique plus efficaces que ceux utilisés aujourd'hui, par exemple pour les trains. Les 23 partenaires du projet MORGAN sont originaires de 11 pays et comprennent 13 instituts de recherche, 6 PME, 2 laboratoires industriels et deux grands partenaires industriels. Leur expertise couvre les matériaux, l'électronique et la métallisation pour le traitement, la modélisation de conception de composants et le conditionnement. Le projet est coordonné par le laboratoire II-V d'Alcatel-Thales, spécialisé dans les technologies de pointe en semi-conducteurs pour divers usages.
Pays
Royaume-Uni