Le premier "transistor thermique"

Des physiciens finlandais et italiens viennent d'annoncer la réalisation du premier "transistor thermique", dispositif dans lequel le flux thermique entre deux électrodes est contrôlé par la tension appliquée sur une troisième. L'écoulement de chaleur peut être augmenté, affaibli ou même coupé en faisant varier la tension, plus ou moins de la même façon que le courant électrique est contrôlé dans un transistor conventionnel.


Le transistor est basé sur un concept de réfrigérateur à électron unique qui a été présenté en début d'année par Jukka Pekola et ses collègues de l'université de technologie d'Helsinki et du NEST à Pise.

La chaleur est transportée par les électrons circulant par effet tunnel à travers les jonctions entre un métal et un supraconducteur (voir l'illustration). Un seul électron à la fois peut passer par une jonction parce que la répulsion mutuelle entre les électrons interdit un effet tunnel multiple. Ce processus ne permet qu'aux électrons les plus chauds de s'extraire du métal, ce qui provoque un écoulement de chaleur depuis celui-ci vers le supraconducteur.

Les chercheurs ont constaté que le flux thermique dans le transistor était une fonction de la température de l'électrode en métal, ce qui les a amené à suggérer que le dispositif pourrait être utilisé comme un thermomètre de précision pour des mesures de températures à l'échelle de la centaine de milli-kelvins. Comme le dispositif prend en compte la chaleur transportée par les électrons uniques, il pourrait également permettre aux physiciens de concevoir de meilleurs réfrigérateurs électroniques conventionnels, qui utilisent également des électrons pour transférer la chaleur.

Pekola a indiqué que si le transistor thermique pouvait être utilisé pour contrôler la température des dispositifs électroniques, son très faible pouvoir de refroidissement éliminait toutefois son utilisation pour la plupart des applications pratiques.