Vers des composants électroniques pilotables par la lumière
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Les chercheurs du CNRS Javier Villegas (Laboratoire Albert Fert) et Daniele Preziosi (Institut de Physique et de Chimie des Matériaux de Strasbourg), accompagnés de plusieurs membres scientifiques, ont découvert comment générer un gaz d’électrons en éclairant un matériau composé de couches d’oxydes. Leur étude a été publiée le 10 octobre dans la revue Nature Materials
Les gaz d’électrons bidimensionnels (2DEG) jouent un rôle central dans l’électronique moderne. Parmi les systèmes capables de les accueillir, les hétérostructures d’oxydes complexes se distinguent particulièrement : elles offrent une mobilité électronique très élevée et permettent d’exploiter des phénomènes uniques, comme le couplage spin-orbite et les fortes interactions entre électrons. Ces propriétés ouvrent la voie à de nouvelles fonctionnalités, avec des applications possibles dans des domaines comme la spintronique ou la photonique.
Dans ce contexte, pouvoir contrôler ces 2DEG avec des stimuli externes est un véritable défi. Dans cette étude, les chercheurs ont montré qu’il est possible de créer instantanément un 2DEG simplement en l’éclairant, là où il n’existe normalement pas. Et dès que la lumière est éteinte, le gaz d’électrons disparaît tout aussi rapidement. Cela entraîne un phénomène spectaculaire : sous lumière, la conductance électrique peut être jusqu’à 100 000 fois plus élevée que dans le noir ! Ces effets ont été observés à l’interface entre de fines couches de Nd₁₋ₓSrₓNiO₂ (x = 0, 0,05 et 0,2) et leur substrat SrTiO₃.
