Des chercheurs de l'Université Aalto ont fabriqué des matériaux artificiels dotés de propriétés électroniques d'ingénierie. En déplaçant des atomes individuels sous leur microscope, les scientifiques ont pu créer des réseaux atomiques avec une réponse électrique prédéterminée. La possibilité d'agencer avec précision les atomes sur un échantillon rapproche les « matériaux quantiques de conception » un peu plus de la réalité. En organisant des atomes dans un réseau, il devient possible de concevoir les propriétés électroniques du matériau à travers la structure atomique.

Travaillant à une température de quatre degrés Kelvin, les chercheurs ont utilisé un microscope à effet tunnel (STM) pour organiser les lacunes dans une seule couche d'atomes de chlore supportés sur un cristal de cuivre.

"La correspondance entre la structure atomique et les propriétés électroniques est bien sûr ce qui se passe également dans les matériaux réels, mais ici, nous avons un contrôle complet sur la structure. En principe, nous pourrions cibler n'importe quelle propriété électronique et la mettre en œuvre expérimentalement", dit le Dr Robert Drost qui a réalisé les expériences à l'Université d'Aalto.

En utilisant leur méthode d'assemblage atomique, l'équipe de recherche a démontré un contrôle complet en créant deux structures réelles inspirées de systèmes modèles fondamentaux dotés de propriétés électroniques exotiques.

L'approche ne se limite pas non plus au système de chlore choisi par l'équipe de recherche. La même méthode peut être appliquée dans de nombreux systèmes bien compris en surface et en nanosciences et pourrait même être adaptée aux systèmes mésoscopiques, comme les points quantiques, qui sont contrôlés par des procédés lithographiques.

"Il existe de nombreuses propositions théoriques fascinantes qui n'existent pas dans les matériaux réels. C'est notre chance de tester ces idées expérimentalement", explique Teemu Ojanen, chercheur de l'Académie à l'Université Aalto.