La force des hybrides pour les semi-conducteurs
D'ordinaire, la science des matériaux se concentre sur les structures moléculaires organiques et les réseaux cristallins étendus inorganiques. Les dernières découvertes relatives aux composants hybrides organiques-inorganiques ouvrent de nouvelles possibilités intéressantes, notamment en ce qui concerne les semi-conducteurs. Sur la base des méthodes du premier principe pour la structure électronique, le projet Hybrid Energy («Electronic structure modeling of hybrid organic-inorganic semiconductors») financé par l'UE a permis de mieux appréhender les propriétés structurelles et électroniques de ces systèmes hybrides. L'utilisation de nouvelles propriétés électroniques provoquant la modification des caractéristiques optiques et de conduction a permis à l'équipe du projet Hybrid Energy de sélectionner les meilleurs candidats à une application commerciale. Deux composants semblent les plus prometteurs face aux fonctions prédéfinies. Il s'agit de l'oxyde de titane IV (TiO2) et du sulfure de plomb II (PbS). L'utilisation d'une structure organique métallique à base de TiO2 a permis d'observer des résultats encourageants sur le plan photochromique. En changeant la couleur du blanc au bleu, cette propriété pourra être exploitée pour la réalisation de la nouvelle génération de fenêtres intelligentes. En ce qui concerne le composant à base de plomb, la facilité d'excitation des électrons de la bande de valence à la bande de conduction (ou gap optique) pourrait permettre la mise en place d'un nouveau type de structure pour les cellules solaires. En fait, le gap optique du PbS peut être affiné en fonction de la taille du réseau inorganique. L'application de cette propriété fournirait un moyen pratique d'adapter les propriétés électroniques à la fois pour l'absorption et l'émission de lumière. La conception de nouveaux matériaux fonctionnels grâce à la modélisation de la structure énergétique pour les applications énergétiques est un domaine en pleine expansion pour les petites et moyennes entreprises (PME) actives dans la recherche et le secteur de l'électronique en général. La maîtrise de l'énergie générée par les changements quantiques au sein des composants hybrides organiques-inorganiques ouvre de nombreuses possibilités pour les formes d'énergie durable.
