« Les chercheurs qui ont étudié le silicium n’ont probablement pas prévu l’avènement du transistor » [traduction], dit Wei Tsen, chercheur principal au laboratoire de matériaux et dispositifs quantiques (QMAD pour Quantum Materials and Devices) de l’IQC.
Les matériaux quantiques étudiés dans ce laboratoire pourraient avoir le même genre d’impact imprévisible et considérable.
Il n’y a pas de règle simple pour déterminer ce qui fait qu’un matériau est quantique, mais les matériaux quantiques sont assurément novateurs, étranges et utiles dans la fabrication de nouveaux dispositifs quantiques. M. Tsen et son équipe étudient les matériaux bidimensionnels (2D) et leurs étonnantes propriétés magnétiques, électroniques ou optiques. « Nous avons besoin des matériaux appropriés pour mettre en œuvre de nouvelles idées concernant le traitement de l’information quantique, dit M. Tsen. Sinon, tout cela n’est que théorique. »
Nous avons besoin des matériaux appropriés pour mettre en œuvre de nouvelles idées concernant le traitement de l’information quantique. Tout cela n’est que théorique.
Dans leur laboratoire, Wei Tsen et son équipe confectionnent d’abord des matériaux 2D en réduisant des composés à une couche moléculaire unique. Ils recombinent ensuite ces matériaux, couche par couche, pour former une nouvelle structure. M. Tsen dit que le matériau multicouche résultant, appelé hétérostructure, est « plus que la somme de ses parties ».
« Lorsque l’on combine différents matériaux 2D pour former une hétérostructure, de nouveaux phénomènes peuvent émerger », poursuit M. Tsen, qui est également professeur adjoint au Département de chimie de la Faculté des sciences. « C’est ce qui rend l’étude des matériaux quantiques si intéressante. »
Lorsque l’on combine différents matériaux 2D pour former une hétérostructure, de nouveaux phénomènes peuvent émerger. C’est ce qui rend l’étude des matériaux quantiques si intéressante.
En étudiant les propriétés particulières qui se manifestent dans les matériaux quantiques, M. Tsen ouvre par ses travaux de nouvelles avenues vers la mise au point de dispositifs quantiques pratiques. Les puissantes propriétés magnétiques, électroniques ou optiques qui seront éventuellement utiles dans la conception de dispositifs quantiques pourraient donner lieu à de nouvelles applications. Mentionnons par exemple la mémoire vive à magnétorésistance (MRAM pour magnetoresistance random access memory), le stockage à grande capacité d’énergie et le transport d’électricité sans perte.
Wei Tsen ne peut pas encore dire quel sera le prochain silicium. Ce qui est certain, c’est qu’il pourrait changer notre monde.
