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Un matériau au comportement électronique étonnant

Industrie et  Technologies
Des chercheurs américains découvrent un matériau qui pourrait être utilisé pour créer des cellules solaires plus performantes et des composants électroniques d'un nouveau type. Photovoltaïque, il se comporte aussi comme une diode réversible.


Cinq physiciens de l'Université de Rutgers au New Jersey (USA) viennent de publier sur le site Web Science Express, un article ou ils expliquent qu'ils ont découvert des propriétés électroniques étonnantes à un cristal constitué de bismuth, de fer et d'oxygène.

Ce matériau appartient à la catégorie des matériaux cristallins perovskites, qui ont deux ions positifs de masses atomiques très différentes (dans ce cas, le bismuth et le fer) lié à des ions négatifs (dans ce cas, l'oxygène). Il dispose de trois atomes d'oxygène pour chaque atome de fer et de bismuth.

Une diode réversible

Celui-ci se comporte comme une diode réversible qui, en fonction de certaines conditions extérieures, laisse passer le courant dans un sens ou dans l'autre. C'est un matériau ferroélectrique, c'est-à-dire qu'il présente une polarisation dans sa masse. Celle-ci, connue sous le nom de ?bulk effect?, est soupçonnée par les scientifiques d'être à l'origine de la capacité de contrôle de l'effet diode réversible. Ainsi, en appliquant une tension externe à ce cristal ferroélectrique, la polarisation s'inverse.

A l'inverse, les diodes en matériaux semi-conducteurs traditionnels présentent cette polarisation uniquement à la jonction entre les deux matériaux différents qui les composent, et elle est fixée définitivement dès leur fabrication.

« Cette propriété pourrait faciliter la conception des puces électroniques novatrices », estime le professeur Sang-Wook Cheong, l'un des auteurs de l'article. « Les ingénieurs pourraient ainsi concevoir un seul composant ayant un comportement différent en fonction de la configuration dans lequel on le place ».

Un matériau photovoltaïque

Ces scientifiques ont aussi découvert que les diodes fabriquées avec ce matériau générèrent un courant lorsqu'elles sont éclairées, et qu'elles sont particulièrement sensibles à l'extrémité bleue du spectre de la lumière solaire, ce qui ferait de ce matériau un candidat potentiellement intéressant pour la fabrication de cellules photovoltaïques plus efficaces que celles actuellement utilisées.

« Nous avons atteint la limite de performance des cellules photovoltaïques », estime Sang-Wook Cheong. « Bien que nous ne connaissions pas précisément l'efficacité de ce nouveau matériau comme générateur électrique, nous allons continuer nos recherches sur ce qui pourrait être une alternative pour créer des cellules photovoltaïques plus efficaces ».

Jean-François Prevéraud

Pour en savoir plus : http://news.rutgers.edu

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