Jusqu’à présent, pour obtenir du silicium à partir de la silice, on devait chauffer cette dernière à très haute température. Des chercheurs japonais ont découvert un procédé qui permet de se passer de cette lourde et coûteuse étape de chauffage. Leur technique, présentée dans la revue Nature Materials pourrait révolutionner l’industrie des semi-conducteurs.

Comme le fer, le silicium est très abondant sur Terre. Et comme le fer, que l’on retrouve sous forme d’oxyde de fer (rouille), le silicium est présent sous forme d’oxyde de silicium (silice, quartz).

Opération réduction dans l’archipel

Pour être utilisable comme matière première, l’un et l’autre doivent être débarrassés de leur oxygène par une transformation chimique appelée réduction.

Ces réactions chimiques réclament habituellement de très hautes températures et donc une très grande dépense d’énergie.

Dans le cas du silicium, ce procédé est d’autant plus coûteux qu’à 1700°C, il produit une matière première qui doit subir plusieurs étapes supplémentaires de purification pour être exploitable en électronique.

Toshiyuki Nohira et ses collègues de l’Université de Kyoto pensent avoir trouvé une technique à même de réduire la silice en silicium pur à moins de 500°C.

Le procédé peut rappeler celui d’une baguette magique. Le bloc de silice est immergé dans une solution ionique, on lui applique ensuite une décharge électrique qui va déclencher une réaction chimique locale de réduction.

La réaction se propage ensuite à tout le bloc à la manière d’une braise incandescente. En quelques instants, on peut ainsi transformer un bloc de quartz blanchâtre (la silice) en un bloc de silicium pur.

Cette technique est bien moins lourde, et plus fiable, que les procédés actuels. Bien qu’elle doive encore être expérimentée à l’échelle industrielle, elle est susceptible d’abaisser sensiblement le prix des composants électroniques.

Pinpoint and bulk electrochemical reduction of insulating silicon dioxide to silicon
http://www.nature.com/cgi-taf/DynaP...

Nohira, T., Yasuda, K. & Ito, Y.
http://www.kyoto-u.ac.jp/English/