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8/03/2001 • 18h34

Une lueur dans le silicium

Des scientifiques britanniques auraient réussi à émettre de la lumière à partir de silicium. Une découverte qui permettrait de miniaturiser davantage certains composants électroniques. Ce n’est pas le premier essai du genre, mais ça semble être le bon...

Depuis plus de dix ans, les physiciens tentent de créer un laser à base de silicium. Il ne s’agit pas d’un défi lancé pour le plaisir de la science. Une telle découverte serait au contraire primordiale pour l’industrie. Un laser à base de silicium serait en effet le chaînon manquant entre l’électronique et l’optoélectronique (l’électronique utilisée notamment en télécoms qui permet de coder des informations sous forme lumineuse dans les fibres optiques, par exemple). Aujourd’hui, les concepteurs de circuits électroniques utilisent des solutions bâtardes : des composants traditionnels en silicium sont (difficilement) combinés à d’autres matériaux semi-conducteurs tels que l’arséniure de gallium capables, eux, d’émettre de la lumière laser. Problème : ce mariage contre nature freine les tentatives de miniaturisation.

De minuscules morceaux de silicium

Tout serait tellement plus simple si le silicium pouvait directement émettre de la lumière... Depuis les années 1990, des chercheurs ont montré que c’était possible. Mais dans quelles conditions ! Des minuscules particules de silicium de l’ordre du nanomètre (milliardième de mètre) - des nanocristaux ou nanofils de silicium - peuvent émettre de la lumière grâce aux effets quantiques qui se manifestent à cette échelle. Mais le dispositif est inutilisable : trop compliqué, et peu efficace (il faut un courant électrique élevé pour émettre peu de lumière). Des chercheurs italiens et américains ont cependant récemment montré, en novembre 2000 et janvier 2001 respectivement, qu’il était possible d’améliorer le concept... sans toutefois convaincre l’industrie des télécoms. L’équipe britannique de Kevin Homewood (université de Surey) vient en revanche de proposer dans un article du magazine scientifique Nature une technique plus probante.

Encore trop chaud

Lors des précédents tentatives, les nanocristaux étaient enfermés dans un matériau isolant, donc difficilement accessibles par les charges électriques qui provoquent l’émission de lumière. Dans ce cas, comme l’expliquent les chercheurs, les particules sont alors comme des îles au milieu de l’océan. Dans leur approche, en revanche, elles deviendraient plutôt des espaces clôturés sur la terre ferme. Au lieu d’isoler des minuscules morceaux de silicium dans un isolant, les chercheurs partent de plus grands morceaux et isolent des structures nanoscopiques en créant des imperfections dans le cristal de silicium (les clôtures). Ces imperfections naissent du bombardement du silicium par des atomes de bore (à 1 000 ° C). En amenant un courant électrique, le silicium émet alors de la lumière de manière efficace, à température ambiante. Les chercheurs sont plus près que jamais de la lumière.

 
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