Les plaquettes de silicium constituent une étape clé dans la fabrication des semi-conducteurs, mais elles pourraient bientôt être remplacées par un nouveau matériau baptisé Q-silicium (Q-silicon) pour les ordinateurs quantiques et les dispositifs spintroniques.
Le silicium a régné en maître dans le domaine de l’électronique pendant près d’un siècle, et une nouvelle version pourrait permettre d’étendre son utilisation à l’avenir. Des ingénieurs de l’université d’État de Caroline du Nord (NCSU) ont découvert une toute nouvelle forme de ce matériau, le silicium Q, dont les nouvelles propriétés pourraient avoir des applications importantes dans les ordinateurs quantiques et la spintronique.
L’équipe de la NCSU a fait cette découverte en soumettant du silicium amorphe à des impulsions laser d’une durée de quelques nanosecondes, ce qui le fait fondre avant de le refroidir rapidement pour le durcir à nouveau. L’équipe a ainsi créé une nouvelle forme qu’elle a baptisée Q-silicium, à l’instar de ses travaux antérieurs sur le Q-carbone.
Le Q-silicon possède quelques nouvelles propriétés que le silicium classique n’a pas, la plus importante étant le ferromagnétisme à température ambiante. Ce type de magnétisme est essentiel pour certaines méthodes de stockage de données et pourrait contribuer à débloquer un domaine émergent connu sous le nom de spintronique, qui, comme son nom l’indique, transmet et stocke les données dans le « spin » des électrons plutôt que dans leur charge, comme le fait l’électronique actuelle. Cela pourrait permettre de rendre les appareils plus petits, plus rapides et plus efficaces sur le plan énergétique.
Cela pourrait également en faire un matériau idéal pour les ordinateurs quantiques, qui peuvent stocker des informations non seulement sous forme de uns et de zéros, mais aussi sous forme de superpositions de ces deux éléments en même temps. Cela leur permet d’effectuer des calculs bien plus avancés que ce que peut faire un ordinateur traditionnel.
Mais il n’y a pas que le ferromagnétisme. Le Q-silicon présente également une dureté et une supraconductivité accrues par rapport au silicium ordinaire, deux propriétés qui pourraient également contribuer à la spintronique et à l’informatique quantique.
« Cette découverte du Q-silicon devrait révolutionner la microélectronique moderne en y ajoutant de nouvelles fonctionnalités, telles que la spintronique ou l’informatique quantique basée sur le spin », a déclaré Jay Narayan, auteur correspondant de l’étude. « En bref, le Q-silicon constitue une plate-forme idéale pour l’intégration de la spintronique et de la microélectronique sur une puce.
https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/21663831.2023.2224396
https://news.ncsu.edu/2023/06/quantum-computing-could-get-boost-from-discovery-of-q-silicon/
