Les puces électroniques actuelles intègrent plus de dix milliards de transistors et dégagent de plus en plus de chaleur du fait de la résistance que les électrons subissent lorsqu'ils circulent au sein des matériaux conducteurs. Pour contourner cet obstacle, les chercheurs tentent, depuis des années, d'associer électrons et photons, car les photons n'ayant pas de masse, ils ne provoquent pas cet échauffement.
Mais pour utiliser ainsi la lumière, il faut d'abord disposer d'une source de type laser intégré. Or le silicium, le principal matériau semi-conducteur des puces informatiques, s'est révélé particulièrement inefficace en la matière. C'est pourquoi les chercheurs se sont tournés vers des semi-conducteurs plus complexes, de type arséniure de gallium ou phosphorure d'indium. Mais ils sont chers et difficiles à intégrer dans les puces au silicium existantes.
Les physiciens savent depuis longtemps que, théoriquement, une structure hexagonale de silicium et de germanium présenterait ce que les physiciens appellent un gap direct. Un gap permettant à ce type de matériau d'émettre de la lumière. Et c'est ainsi que les chercheurs de l'Université de technologie d'Eindhoven ont travaillé à la mise au point d'un tel matériau. À partir de nanofils d'un autre matériau, ils sont d'abord parvenus à forcer du silicium pur à adopter une structure hexagonale. Sur ce modèle, ils ont ensuite construit une coque d'un alliage silicium-germanium.
Malheureusement, celle-ci s'est montrée incapable d'émettre de la lumière. Jusqu'à ce que les chercheurs en augmentent la qualité en réduisant le nombre d'impuretés et de défauts cristallins. Et enfin, le miracle a eu lieu : le nouvel alliage émet désormais de la lumière de manière très efficace. À partir de là, les chercheurs pensent être en mesure de développer un laser à base de silicium dans le courant de l'année 2020. De quoi intégrer des fonctionnalités optiques à l'électronique.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
