Des chercheurs de l'Université Queen's de Belfast ont découvert une nouvelle façon de créer des feuilles électriquement conductrices extrêmement minces, qui pourrait révolutionner les minuscules appareils électroniques qui contrôlent tout, des téléphones intelligents aux technologies bancaires et médicales.

Grâce à la nanotechnologie, physiciens Dr Raymond McQuaid, Dr Amit Kumar et professeur Marty Gregg de l'École de mathématiques et de physique de l'Université Queen's, ont créé des feuilles 2D uniques, appelés murs de domaine, qui existent dans les matériaux cristallins.

Les feuilles sont presque aussi minces que le graphène, un matériau merveilleux, à seulement quelques couches atomiques. Cependant, ils peuvent faire quelque chose que le graphène ne peut pas - ils peuvent apparaître, disparaître ou se déplacer dans le cristal, sans altérer de façon permanente le cristal lui-même.

Cela signifie qu'à l'avenir, des appareils électroniques encore plus petits pourraient être créés, car les circuits électroniques pouvaient constamment se reconfigurer pour effectuer un certain nombre de tâches, plutôt que d'avoir une fonction unique.

Le professeur Marty Gregg explique :« Presque tous les aspects de la vie moderne tels que la communication, soins de santé, la finance et le divertissement reposent sur des dispositifs microélectroniques. La demande de plus puissant, la technologie plus petite continue de croître, ce qui signifie que les plus petits appareils ne sont désormais composés que de quelques atomes – une infime fraction de la largeur d'un cheveu humain."

« Dans l'état actuel des choses, il deviendra impossible de rendre ces appareils plus petits - nous allons tout simplement manquer d'espace. C'est un énorme problème pour l'industrie informatique et de nouveaux, radical, des technologies de rupture sont nécessaires. Une solution consiste à rendre les circuits électroniques plus « flexibles » afin qu'ils puissent exister à un moment donné dans un seul but, mais peut être complètement reconfiguré l'instant suivant dans un autre but."

Les conclusions de l'équipe, qui ont été publiés dans Communication Nature , ouvrir la voie à un tout nouveau mode de traitement des données.

Le professeur Gregg a déclaré :« Notre recherche suggère la possibilité de « graver un croquis » des connexions électriques à l'échelle nanométrique, où des motifs de fils électriquement conducteurs peuvent être dessinés puis essuyés à nouveau aussi souvent que nécessaire.

"De cette façon, des circuits électroniques complets pourraient être créés puis reconfigurés dynamiquement si nécessaire pour remplir un rôle différent, renversant le paradigme selon lequel les circuits électroniques doivent être des composants fixes du matériel, généralement conçu avec un objectif spécifique à l'esprit."

Il y a deux obstacles clés à surmonter lors de la création de ces feuilles 2D, de longs murs droits doivent être créés. Ceux-ci doivent conduire efficacement l'électricité et imiter le comportement de vrais fils métalliques. Il est également essentiel de pouvoir choisir exactement où et quand les murs de domaine apparaissent et de les repositionner ou de les supprimer.

Grâce à la recherche, les chercheurs de la reine ont découvert des solutions aux obstacles. Leurs recherches prouvent que de longues feuilles conductrices peuvent être créées en pressant le cristal précisément à l'endroit où elles sont nécessaires, en utilisant une approche ciblée de type acupuncture avec une aiguille pointue. Les feuilles peuvent ensuite être déplacées à l'intérieur du cristal à l'aide de champs électriques appliqués pour les positionner.

Dr Raymond McQuaid, récemment nommé chargé de cours à l'École de mathématiques et de physique de l'Université Queen's, a ajouté :« Notre équipe a démontré pour la première fois que les cristaux de cuivre-chlore boracite peuvent avoir des parois conductrices droites de plusieurs centaines de microns de long et pourtant de quelques nanomètres d'épaisseur. La clé est que, lorsqu'une aiguille est enfoncée dans la surface du cristal, un modèle de type puzzle de variantes structurelles, appelés "domaines", se développe autour du point de contact. Les différentes pièces du motif s'emboîtent de manière unique, de sorte que les parois conductrices se trouvent le long de certaines limites où elles se rencontrent.

"Nous avons également montré que ces murs peuvent ensuite être déplacés à l'aide de champs électriques appliqués, suggérant donc une compatibilité avec des appareils à tension plus conventionnels. Pris ensemble, ces deux résultats sont un signe prometteur pour l'utilisation potentielle de parois conductrices dans la nano-électronique reconfigurable."