Des chercheurs de l'Université Texas A&M font état d'avancées significatives dans leur compréhension et leur contrôle d'un matériau de type caméléon qui pourrait être la clé des ordinateurs de nouvelle génération encore plus puissants que les machines à base de silicium d'aujourd'hui.

Le paradigme existant de l'informatique basée sur le silicium nous a donné une gamme de technologies étonnantes, mais les ingénieurs commencent à découvrir les limites du silicium. Par conséquent, pour que l'informatique continue de progresser, il est important d'explorer des matériaux alternatifs qui pourraient permettre différentes façons de faire du calcul, selon le Dr Patrick J. Shamberger, professeur adjoint au Département de science et génie des matériaux. Le dioxyde de vanadium en est un exemple.

"C'est très intéressant, matériau de type caméléon qui peut facilement basculer entre deux phases différentes, d'isolant à conducteur, lorsque vous le chauffez et le refroidissez ou appliquez une tension, " a déclaré le Dr Sarbajit Banerjee, professeur titulaire d'un poste conjoint dans les départements de chimie et de science et génie des matériaux. "Et si vous pensez à ces deux phases comme étant analogues à un zéro et un un, vous pouvez trouver de nouvelles façons intéressantes de traiter l'information."

Banerjee et Shamberger sont les auteurs correspondants d'un article décrivant leur travail, qui a été publié dans le numéro de janvier 2018 de Chimie des Matériaux .

"Avant que le dioxyde de vanadium puisse être utilisé en informatique, nous devons mieux contrôler son passage d'isolant à conducteur et vice-versa, ", a déclaré Shamberger. Dans le document, l'équipe décrit exactement cela en ajoutant du tungstène au matériau.

Entre autres, les chercheurs ont montré que le tungstène permet à la transition de se produire sur deux voies très différentes. Le résultat est que la transition de l'isolant au conducteur se fait facilement et rapidement, tandis que la transition du conducteur vers l'isolant est plus difficile.

"Pensez-y comme conduire d'un point A à un point B et vice-versa. Pour y aller, vous prenez une autoroute, mais en revenant tu es sur des routes secondaires, " a déclaré Banerjee.

Essentiellement l'ajout de tungstène permet à l'oxyde de vanadium de basculer rapidement dans un sens et beaucoup plus lentement dans l'autre, phénomènes qui pourraient être exploités dans les futurs ordinateurs.

"Il fournit un "bouton" supplémentaire pour régler la façon dont vous allez et vient entre les deux états, " a déclaré Erick J. Braham, un étudiant diplômé de Texas A&M qui était le premier auteur de l'article.

L'équipe a également constaté que l'ajout de tungstène leur permet de mieux contrôler, ou syntoniser, les différentes températures où se produisent les transitions.

Banerjee note la nature interdisciplinaire du travail, qui impliquait quatre groupes avec une expertise allant de la science informatique des matériaux à la microscopie électronique, a été la clé.

"Nous avons vraiment examiné ce puzzle de différentes manières pour essayer de comprendre exactement ce qui se passe, " a-t-il dit. " Ça a été très excitant. "