Des chercheurs créent un nouveau matériau ultra-fin et observent un comportement inattendu

Alors qu’ils étudiaient des paillettes de bismuth, des scientifiques ont découvert qu’elles présentaient d’intrigantes propriétés magnétiques, ouvrant la voie à l’utilisation de ce métal mou et irisé pour fabriquer des appareils électroniques moins nocifs pour l’environnement.

De minuscules fragments de bismuth

S’il était depuis longtemps supposé qu’à de minuscules échelles, le bismuth pouvait, comme le graphène, présenter des propriétés précieuses, parvenir à produire des fragments de ce matériau suffisamment fins représentait jusqu’à présent un véritable défi.

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En utilisant une approche « râpe à fromage », Guillaume Gervais, de l’université McGill, et ses collègues sont parvenus à obtenir des flocons de 68 nanomètres d’épaisseur seulement, plus de 1 000 fois plus fins qu’une feuille de papier ordinaire.

Détaillées dans la revue Physical Review Letters, les expériences menées ont consisté à les exposer à des températures allant du zéro absolu à une vingtaine de degrés, ainsi qu’à des champs magnétiques des dizaines de milliers de fois plus puissants que ceux des aimants de réfrigérateur typiques.

Un comportement électromagnétique inattendu

Quelles que soient les conditions, lorsque les flocons de bismuth étaient reliés à des fils, ils présentaient un comportement électromagnétique particulier et recherché, connu sous le nom d’« effet Hall anormal » et impliquant une « tension transversale » induite par la présence d’une aimantation dans le matériau.

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À ce stade, les raisons d’une telle propriété restent floues. Selon Gervais, la disposition des atomes de bismuth limiterait potentiellement les niveaux d’énergie et les mouvements des électrons, conformément aux principes topologiques.

Le fait que l’effet persiste à température ambiante suggère que du bismuth ultra-fin, par ailleurs moins toxique que les métaux couramment utilisés dans cette industrie, pourrait être utilisé pour fabriquer un vaste éventail de dispositifs électroniques.

Il y a quelques mois, des chercheurs avaient dévoilé un nouveau matériau présentant une combinaison de propriétés uniques.

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