L’informatique utilise depuis toujours des semi-conducteurs aux côtés des puces, de leurs circuits et de leurs armées de transistors… Alors que des géants comme Google marquent des points en matière d’informatique quantique, la question des supraconducteurs se pose. En Suisse, l’institut Paul Scherrer est dans le coup…
«Les effets quantiques dans des supraconducteurs pourraient faire prendre un nouveau virage à la technologie des semi-conducteurs. Des chercheurs de l’Institut Paul Scherrer (PSI) et de l’Université de Cornell dans l’Etat américain de New York ont identifié un matériau composite qui pourrait intégrer des éléments quantiques dans la technologie des semi-conducteurs et rendre ainsi les composants électroniques nettement plus performants», selon un communiqué.
Augmenter la bande passante
«Parmi les plus importants défis actuels de la technologie, des semi-conducteurs figurent de nouvelles améliorations qui augmenteraient la bande passante pour la transmission des données, l’efficacité énergétique ainsi que la sécurité des informations. Intégrer des effets quantiques marquera vraisemblablement une percée», selon les chercheurs qui ont publié leurs résultats dans la revue spécialisée Science Advances.
Selon ces experts, il est envisageable d’avoir recours aux effets quantiques qui peuvent survenir dans des matériaux supraconducteurs, c’est-à-dire dans lesquels la résistance électrique disparaît dès qu’elles sont refroidies à une certaine température. Le fait que des effets quantiques puissent être exploités dans des supraconducteurs a déjà été démontré dans les premiers ordinateurs quantiques, selon le même texte.
Deux pistes à suivre
«Afin de trouver des successeurs à l’électronique des semi-conducteurs actuelle, quelques chercheurs — dont un groupe à l’Université de Cornell — étudient ce qu’on appelle des hétérostructures, c’est-à-dire des structures de deux matériaux différents. Il s’agit plus précisément de systèmes stratifiés à base de matériaux supraconducteurs et semi-conducteurs», est-il encore précisé dans la même source.
Deux matériaux semblent appropriés, le supraconducteur nitrure de niobium (NbN) et le semi-conducteur nitrure de gallium (GaN). Ce dernier joue déjà un rôle important dans l’électronique des semi-conducteurs et a donc été bien étudié. En collaborant avec le groupe de Cornell, les chercheurs du PSI ont montré que ce système stratifié pouvait effectivement fournir une nouvelle forme d’électronique des semi-conducteurs qui intègre les effets quantiques dans des supraconducteurs et les exploite.
XS