Posté par Redbran le Lundi 11/03/2019 à 14:00
Une nouvelle génération de semi‑conducteurs devrait révolutionner l’énergie photovoltaïque et l’éclairage

© QUANTUM LOOP
Des scientifiques ont découvert les propriétés quantiques originales d’une nouvelle classe de matériaux hybrides. Leur étude pourrait déboucher sur une gamme de nouvelles applications pour les dispositifs.

Le domaine des semi‑conducteurs a connu une révolution, modifiant la manière dont est utilisée la technologie avec différents dispositifs optoélectroniques. Il s’agit de composants indispensables pour des applications avec des systèmes d’affichage LED (télévisions, ordinateurs, téléphones portables) et des cellules solaires. Dans une étude récente, des chercheurs ont apporté de nouvelles perspectives sur la classe émergente de semi‑conducteurs organiques‑inorganiques hybrides qui pourraient transformer l’éclairage et la récupération d’énergie.

En partie soutenus par le projet QUANTUM LOOP financé par l’UE des scientifiques ont examiné une classe de semi‑conducteurs appelés pérovskites organiques‑inorganiques d’halogénure (HOIP). Leurs conclusions ont été publiées dans la revue «Nature Materials». Selon un communiqué de l’Institut de Technologie de Géorgie les HOIP sont écoénergétiques et «faciles à produire et à utiliser.»

Dans ce même communiqué, le professeur Carlos Silva, de l’École technique de chimie et de biochimie de Géorgie, met en avant les avantages des HOIP en déclarant qu’ils «sont fabriqués en utilisant des températures basses et traités en solution.» Il ajoute: «Leur fabrication requiert bien moins d’énergie, et vous pouvez fabriquer de grandes fournées.» Le communiqué explique également: «Il faut des températures élevées pour fabriquer la plupart des semi‑conducteurs en petites quantités, et ils sont rigides à appliquer sur les surfaces, mais les HOIP pourraient être peints pour faire briller les LED, les lasers ou même les vitres des fenêtres, de n’importe quelle couleur, en allant de l’aigue‑marine au fuchsia. L’éclairage avec des HOIP peut nécessiter très peu d’énergie, et les marqueurs des panneaux solaires pourraient renforcer l’efficacité de l’énergie photovoltaïque et réduire considérablement les coûts de production.» Cet article fait référence aux HOIP comme «un sandwich de deux couches de réseaux cristallins inorganiques avec quelques matériaux organiques entre elles.»

Des processus d’émission de lumière

Les semi‑conducteurs des dispositifs optoélectroniques convertissent l’énergie électrique en lumière et la lumière en énergie. Les chercheurs se sont focalisés sur les processus impliqués dans la production de lumière. «L’astuce pour qu'un matériau émette de la lumière est, d’une manière générale, d’appliquer de l’énergie aux électrons dans le matériau, pour leur faire faire un saut quantique à partir de leurs orbites autour des atomes et pour qu’ils émettent ensuite cette énergie sous la forme de lumière lorsqu’ils font un saut en arrière vers les orbites qu’ils ont quittées.»

Il est indiqué: «Des semi‑conducteurs établis peuvent piéger des électrons dans des zones du matériau qui limitent strictement l’amplitude de mouvement des électrons, et ensuite appliquer l’énergie à ces zones pour leur faire faire des sauts quantiques à l’unisson afin d’émettre une lumière utile lorsqu’ils font un saut en arrière à l’unisson.» Dans le cas de nouveaux semi‑conducteurs hybrides, «les propriétés excitoniques sont très stables à température ambiante», contrairement aux semi‑conducteurs conventionnels, pour lesquels ces propriétés «sont seulement stables à des températures extrêmement froides», selon le professeur Silva.

Le communiqué explique: «Un électron possède une charge négative, et une orbite qu’il quitte après avoir été excité par de l’énergie représente une charge positive appelée “trou d’électron”. L’électron et le trou peuvent tournoyer l’un autour de l’autre en formant une sorte de particule, ou quasi‑particule, imaginaire appelée exciton.» Le professeur Silva insiste sur le fait que l’énergie de liaison, ou l’attraction positive‑négative avec un exciton, est «un phénomène à énergie très élevée, ce qui le rend parfait pour l’émission de lumière.» Le communiqué résume également la dynamique menant à la formation d’autres quasi‑particules, les biexcitons et les polarons.

Le projet QUANTUM LOOP (Quantum Light Spectroscopy of Polariton Lasers) a été fondé pour «mettre au point la base de connaissance indispensable sur la photo‑physique à travers de nouvelles spectroscopies optiques» comme indiqué sur CORDIS. Le projet présente «une perspective sur le long terme de création de lasers à polaritons viables sur le plan industriel et intégrant les pérovskites.»

Pour plus d’informations, veuillez consulter: projet QUANTUM LOOP
Dernières news
Le grand interféromètre ALMA révèle une nouvelle population de galaxies Une équipe internationale, menée par des chercheurs du Département...
L’erreur humaine jouerait un rôle dans 94 % des accidents, ce qui fait des défaillances ou des erreurs des conducteurs une préoccupation de sécurité publique...
La distance au Grand Nuage de Magellan, galaxie satellite la plus proche de la Voie Lactée, est déterminée avec une précision inégalée et symbolique de 1 %. Fruit...
Selon une nouvelle étude de l’Université McGill, le glyphosate, herbicide très répandu, pourrait avoir un effet jusqu’à présent insoupçonné sur...
Des réseaux sans fil solides et omniprésents avec une couverture étendue, des vitesses élevées de transfert de données et un faible temps de latence sont les...
Une initiative de l’UE a mis au point un scanner portatif capable de détecter les premiers signes des maladies cardiovasculaires. Les maladies cardiovasculaires...
Chez le ver Mesorhabditis belari, les mâles servent uniquement à aider les femelles à produire des clones d’elles-mêmes. Ce mode de reproduction inédit vient...
Un dispositif révolutionnaire parvient pour la première fois à déterminer en temps réel la position des débris spatiaux au cours de leur chute. Avec plus de 13...
Des chercheurs financés par l’UE ont mis au point une technologie des systèmes de transport intelligents (STI) qui permet aux camions d’échanger sans fil des...
Certaines consonnes comme le "f" et le "v" sont des ajouts récents aux langues, selon une équipe internationale dirigée par l’Université de Zurich et comprenant un...
Dissimulée dans l’un des plus sombres recoins de la constellation d’Orion, cette Chauve-Souris Cosmique déploie ses ailes brumeuses dans l’espace interstellaire,...
La génétique porte par définition sur l’hérédité, la transmission des caractères entre parents et descendants. Un phénomène vient pourtant perturber cette...
La matière organique qui se transforme en pétrole ou en gaz est contenue dans la roche mère, une couche sédimentaire visée par des techniques extractives telles que...
Une récente étude a permis de mettre en évidence pour la première fois des vallées glaciaires et de cirques glaciaires datés de 3,6 Ga sur Mars. Une approche...
Des chercheurs développent une semelle intelligente qui estime avec grande précision le nombre de pas parcourus Vous vous êtes mis à la marche et vous voulez savoir...
Un robot sophistiqué est testé pour la première fois dans les égouts zurichois pour voir s’il pourra un jour faire le travail que personne ne veut faire: inspecter...
Près de la moitié des bâtiments dans lesquels vivent et travaillent les Européens sont incapables de résister à des tremblements de terre, même de faible...
Certains dispositifs servant à protéger la faune contre les périls de la route ont de malencontreux effets Certains dispositifs installés aux abords des routes pour...
Les interactions avec les humains activent davantage le système de récompense sociale que les discussions avec des agents artificiels, comme les robots. C’est ce que...
La technologie innovante d’impression électrostatique (ESJET) supprime l’un des obstacles qui empêchait l’industrie d’adopter pleinement la fabrication...
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL
sous le numéro de dossier 1037632
Informations légales