Des ingénieurs de l'Université de l'Utah et de l'Université du Minnesota ont découvert que l'interfaçage de deux matériaux particuliers à base d'oxyde les rend très conducteurs, une aubaine pour l'électronique future qui pourrait se traduire par des ordinateurs portables beaucoup plus économes en énergie, voitures électriques et appareils ménagers qui n'ont pas non plus besoin d'alimentations encombrantes.

Leurs conclusions ont été publiées ce mois-ci dans la revue scientifique, Matériaux APL .

L'équipe dirigée par le professeur adjoint de génie électrique et informatique de l'Université de l'Utah, Berardi Sensale-Rodriguez, et le professeur adjoint de génie chimique et de science des matériaux de l'Université du Minnesota, Bharat Jalan, ont révélé que lorsque deux composés d'oxyde - le titanate de strontium (STO) et le titanate de néodyme (NTO) - interagissent. avec l'un l'autre, les liaisons entre les atomes sont disposées de manière à produire de nombreux électrons libres, les particules qui peuvent transporter le courant électrique. STO et NTO sont eux-mêmes connus comme des isolants - des matériaux comme le verre - qui ne sont pas du tout conducteurs.

Mais quand ils s'interfacent, la quantité d'électrons produits est cent fois plus grande que ce qui est possible dans les semi-conducteurs. "Il est également environ cinq fois plus conducteur que le silicium [le matériau le plus utilisé en électronique], ", dit Sensale-Rodriguez.

Cette innovation pourrait grandement améliorer les transistors de puissance - des appareils électroniques qui régulent le courant électrique - en rendant les alimentations beaucoup plus efficaces pour des articles allant des téléviseurs et des réfrigérateurs aux appareils portables, dit Sensale-Rodriguez. Aujourd'hui, les fabricants d'électronique utilisent un matériau appelé nitrure de gallium pour les transistors dans les alimentations et autres appareils électroniques qui transportent des courants électriques importants. Mais ce matériau a été exploré et optimisé depuis de nombreuses années et ne peut probablement pas être rendu plus efficace. Dans cette découverte faite par l'équipe de l'Utah et du Minnesota, l'interface entre STO et NTO peut être au moins aussi conductrice que le nitrure de gallium et le sera probablement beaucoup plus à l'avenir.

"Quand je regarde l'avenir, Je vois qu'on peut peut-être améliorer la conductivité d'un ordre de grandeur en optimisant la croissance des matériaux, " dit Jalan. "Nous apportons la possibilité d'une puissance élevée, électronique à oxyde basse énergie plus proche de la réalité."

Les transistors de puissance qui utilisent cette combinaison de matériaux pourraient conduire à des appareils et appareils plus petits, car leurs alimentations seraient plus économes en énergie. Ordinateurs portables, par exemple, pourrait abandonner les blocs d'alimentation externes encombrants - les grandes boîtes noires attachées aux cordons d'alimentation - au profit de blocs d'alimentation plus petits qui sont plutôt intégrés à l'intérieur de l'ordinateur. Les gros appareils électroménagers qui consomment beaucoup d'électricité, comme les climatiseurs, pourraient être plus écoénergétiques. Et parce qu'il y a moins d'énergie gaspillée (l'électricité gaspillée se dissipe généralement en chaleur), ces appareils ne fonctionneront pas aussi chaud qu'avant, dit Sensale-Rodriguez. Il pense également que si davantage d'électronique utilisent ces matériaux pour les transistors, collectivement, cela pourrait économiser d'importantes quantités d'électricité pour le pays.

"C'est fondamentalement une voie différente vers l'électronique de puissance, et les résultats sont très excitants", dit-il. "Mais nous devons encore faire plus de recherche."