Vers des puces refroidies par nanofrigo ?

Les chercheurs du Département de physique de l'Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) et de l'Institut de Ciència de Materials de Barcelona du Consejo Superior de Investigaciones Científicas (ICMAB-CSIC) ont développé une structure ayant une bonne performance thermoélectrique, c'est à dire, qu'elle peut engendrer une réduction significative de la conductivité thermique et maintenir en même temps un haut niveau de conductivité électrique. Les résultats des travaux de recherche ont été publiés récemment dans la revue Applied Physics Letters.

Le matériel est une matrice cristalline formée par l'alternance de deux couches mince (échelle nanométrique), une de silicium et une autre de nanocristaux de germanium. Ces nanocristaux agissent comme des points quantiques. Une donnée importante dans ce travail est que les nanocristaux sont placés en désordre parmi les couches consécutives, au moyen de l'inclusion d'une petite sous-couche de carbone entre chaque paire de couches de silicium et de nanocristaux de germanium. Cette sous-couche permet alors d'occulter l'information des points quantiques des niveaux inférieurs. La conséquence du désordre des nanocristaux est la diminution de la conductivité thermique. Le transport de chaleur est rendu dès lors difficile dans la direction perpendiculaire aux multicouches.

Ce matériel aux bonnes performances thermoélectriques ouvre la voie à la réalisation de nanoréfrigérateurs (effet Peltier) directement intégrés aux puces (qui sont essentiellement en SI et Ge) dont il augmenterait énormément la performance en refroidissant directement les points chauds.