Il s’agit du dioxyde de vanadium (VO2), un composé particulièrement étudié par les chercheurs puisque, parmi les diverses applications, il est susceptible de remplacer le silicium dans les appareils électriques de faible puissance.
Illustration de la « mémoire » du dioxyde de vanadium / Crédit : POWERlab EPFL
Le dioxyde de vanadium (VO2) revient à faire parler de lui pour une caractéristique jusqu’alors restée inconnue. Ce composé, qui est l’un des matériaux les plus étudiés par les chercheurs puisque, parmi les diverses applications, il est susceptible de remplacer le silicium dans les appareils électriques de faible puissance à l’avenir, s’est avéré capable de « se souvenir » des expériences passées, ou plutôt , d’avoir en mémoire les stimuli externes auxquels il a été soumis auparavant. Comme on le sait, ce matériau a déjà montré qu’il possédait des caractéristiques particulièrement intéressantes, car il a la capacité d’être un isolant lorsqu’il est relaxé à température ambiante, pour devenir au contraire un conducteur avec une température croissante (68 ° C), à laquelle son réticulaire changements structurels.
En plus de cela, il a été démontré que le VO2 a une mémoire volatile, c’est-à-dire qu’il est capable de revenir à l’état isolant lorsqu’il est ramené à température ambiante, mais jusqu’à présent, ce qui a été découvert par Mohammad Samizadeh Nikoo, un doctorant au Laboratoire de recherche en électronique de puissance et à large bande (POWERlab) de la Faculté des sciences de l’ingénieur de l’EPFL à Lausanne, en Suisse, qui pour sa thèse s’est attachée à mesurer le temps que met le dioxyde de vanadium pour passer d’un état à un autre. Cependant, les expériences ont conduit le jeune chercheur sur une voie différente, permettant d’observer un effet mémoire directement dans la structure du matériau.
La découverte inattendue est intervenue après des centaines de mesures, au cours desquelles Samizadeh Nikoo a appliqué un courant électrique à un exemplaire de VO2. « Le courant s’est déplacé à travers le matériau, suivant un chemin jusqu’à ce qu’il sorte de l’autre côté» a expliqué le jeune chercheur. Lorsque le courant a chauffé l’exemplaire, il a fait changer d’état le VO2. Et une fois le courant passé, comme prévu, le matériau est revenu à son état initial. Samizadeh Nikoo a ensuite appliqué une deuxième impulsion de courant au matériau, notant que le temps qu’il a fallu pour changer d’état était directement lié à l’histoire du matériau.
« VO 2 semblait « se souvenir » de la première phase de transition et anticiper la suivante”A ajouté le professeur Elison Matioli, responsable du POWERlab -. On ne s’attendait pas à voir ce genre d’effet mémoire, qui n’a rien à voir avec les états électroniques, mais plutôt avec la structure physique du matériau. C’est une nouvelle découverte : aucun autre matériau ne se comporte de cette façon« .
Samizadeh Nikoo et ses collègues ont également découvert que VO2 est capable de se souvenir de son stimulus externe le plus récent pendant au moins trois heures même si, les chercheurs soupçonnent, cet effet de mémoire « il peut persister plusieurs jours, mais nous n’avons pas actuellement les outils nécessaires pour le mesurer», a précisé Matioli.
L’effet, décrit dans une étude qui vient d’être publiée dans la revue Électronique naturelle, est une propriété innée du matériau lui-même, il est donc considéré comme particulièrement important car les ingénieurs s’appuient sur le stockage de données pour effectuer des calculs de toutes sortes et les matériaux qui peuvent améliorer le processus de calcul, offrant une plus grande capacité, vitesse et miniaturisation, sont très demandés . Le dioxyde de vanadium possède ces trois caractéristiques, ainsi que sa mémoire structurelle continue, ce qui le distingue des matériaux conventionnels qui stockent des données sous forme d’informations binaires dépendant de la manipulation d’états électroniques.