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E-liquide super exotique

14.02.2019

En bombardant un "sandwich" ultra-mince de matériaux semi-conducteurs avec des impulsions puissantes mais courtes de lumière laser, des physiciens de l'Université de Californie ont créé une goutte de "fluide électronique" quantique avec un certain nombre de propriétés uniques. Mais le plus remarquable dans cette affaire est qu'un échantillon de ce e-liquide a été obtenu pour la première fois à température ambiante. Cette réalisation ouvre une nouvelle voie pour le développement de dispositifs performants utilisant un rayonnement électromagnétique dans le domaine des térahertz, qui se situe entre la lumière infrarouge et le rayonnement micro-onde. De plus, le liquide électronique peut être utilisé dans la recherche physique fondamentale menée à un niveau d'échelle infinitésimal, ce qui, à son tour, permettra la création de métamatériaux dits quantiques, dont la structure est ordonnée au niveau des atomes uniques.

Dans leur expérience, les physiciens ont utilisé la couche la plus fine de ditellurure de molybdène (un matériau semi-conducteur) prise en sandwich entre deux couches de graphène. L'épaisseur de ce "sandwich" était très petite et ne dépassait pas l'épaisseur de la molécule de la chaîne d'ADN. Au cours de l'expérience, des impulsions de lumière laser ont été appliquées à la surface du matériau, dont la durée a été calculée en quadrillions de fractions de seconde.

Dans les matériaux semi-conducteurs classiques, une telle exposition à la lumière laser conduit à l'apparition d'électrons libres et de trous d'électrons chargés positivement se déplaçant dans le volume du matériau, qui peut classiquement être considéré comme un milieu gazeux. Au début de l'expérience, tout se passait exactement de la même manière, selon les canons de la physique classique. Mais, après avoir augmenté l'énergie contenue dans l'impulsion lumineuse laser au-dessus d'un certain seuil, les scientifiques ont remarqué la formation d'un objet exotique dans le matériau, qui peut être décrit par le terme peu clair "anneau photocourant anormal" (anneau photocourant anormal).

Selon les scientifiques, les propriétés optoélectroniques uniques des gouttelettes de e-liquide permettront de les utiliser pour créer les derniers dispositifs optiques et électroniques dotés de caractéristiques exceptionnelles et d'une efficacité maximale. "Actuellement, nous savons très peu de choses sur les propriétés de ces e-liquides, qui n'étaient auparavant obtenus qu'à des températures inférieures à la température en espace ouvert", écrivent les scientifiques, "Au cours de recherches ultérieures, nous étudierons les propriétés de ces liquides exotiques et déterminer leurs caractéristiques, telles que les forces de tension superficielle.

En plus d'étudier le e-liquide lui-même, les scientifiques prévoient de l'utiliser pour étudier certains des phénomènes physiques fondamentaux. Par exemple, le refroidissement d'une goutte de fluide électronique à des températures ultra-basses peut la transformer en un fluide électronique quantique aux propriétés physiques si exotiques qu'il peut être considéré comme un état complètement nouveau de la matière.

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L'énergie de l'espace pour Starship 08.05.2024

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Nouvelles aléatoires de l'Archive

Carbure de silicium amorphe, dix fois supérieur au Kevlar 13.11.2023

Des scientifiques de l'Université de technologie de Delft ont présenté un matériau innovant dix fois plus résistant que le Kevlar. Ce nouveau matériau, le carbure de silicium amorphe (a-SiC), possède une résistance comparable à celle du graphène et du diamant.

Le carbure de silicium amorphe est un matériau de nouvelle génération supérieur au Kevlar et qui promet de révolutionner le domaine de la défense et de la microélectronique. Ses propriétés uniques, notamment sa résistance élevée et son applicabilité dans une variété d’applications, en font un acteur clé potentiel dans les futures technologies innovantes.

Le Kevlar est depuis longtemps la norme en matière de protection contre l'usure et l'abrasion, en particulier dans les gilets pare-balles et les casques. Une nouvelle substance, le carbure de silicium amorphe, promet de révolutionner le concept de protection et de donner un nouvel élan au développement de la microélectronique.

Le professeur agrégé Richard Norte, qui a dirigé le projet, explique que la nature amorphe du matériau signifie une distribution aléatoire des atomes, par opposition à la structure cristalline ordonnée caractéristique des diamants. Cette caractéristique confère au matériau non pas une fragilité, mais une résistance unique au niveau de 10 gigapascals (GPa).

Le professeur utilise une analogie : il faudrait dix voitures pour déchirer une bande de ruban adhésif correspondant à 10 hPa. Cependant, la durabilité n’est pas le seul avantage. Le carbure de silicium amorphe convient à la création de microcircuits sensibles en raison de ses propriétés mécaniques.

Les chercheurs ont utilisé une nouvelle méthode de test de puces pour évaluer le potentiel de l’a-SiC. Cette technologie permet de générer des forces de traction élevées en faisant croître de fines couches de carbure de silicium amorphe et en les mettant en suspension.

Le matériau développé est facilement évolutif, contrairement au graphène et aux diamants coûteux. Le carbure de silicium amorphe a des applications potentielles dans la recherche spatiale, le séquençage de l'ADN et la création de microcircuits sensibles et de cellules solaires.

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