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1 million d’euros pour les trous noirs de semi-métaux

  • Faculté des Sciences, des Technologies et de Médecine (FSTM)
    Université / Administration centrale et Rectorat
    03 mars 2021
  • Catégorie
    Recherche, Université
  • Thème
    Physique & sciences des matériaux

Les semi-métaux sont une catégorie de matériaux qui partagent des caractéristiques connues à la fois des métaux et des semi-conducteurs. Ces dernières années, on a découvert que les électrons circulant dans certains nouveaux semi-métaux – dits “topologiques” – ont des propriétés connues des particules dans la physique des hautes énergies. Une nouvelle collaboration de recherche entre l’Université du Luxembourg et la Technische Universität (TU) Dresden vise à explorer le potentiel des semi-métaux topologiques.

Le professeur Thomas Schmidt et le chercheur postdoctoral Dr Eddwi Hesky Hasdeo de l’Université du Luxembourg et leur partenaire Dr Tobias Meng de la TU Dresden ont lancé le projet de recherche TOPREL, d’une durée de trois ans, qui relie la physique des semi-métaux topologiques à la théorie de la relativité générale, qui régit par exemple des objets comme les trous noirs. L’un des principaux objectifs est de contrôler le flux d’électrons dans ces matériaux, précisément pour permettre le développement de nouveaux types de technologies quantiques. 

Afin de conduire les courants électriques le long de trajectoires précisément définies, les chercheurs se concentrent souvent sur l’analyse des propriétés du transport électronique. Pour la première fois, les bases théoriques spécifiques de différents domaines de la physique seront désormais unifiées dans le but de libérer tout le potentiel des semi-métaux topologiques. La combinaison de la relativité et de la mécanique quantique est une nouvelle approche qui pourrait permettre une manipulation systématique des électrons dans les semi-métaux. Plus précisément, les chercheurs s’appuieront sur l’analogue de la courbure de l’espace-temps dans les trous noirs avec le flux d’électrons dans les interfaces des semi-métaux. La combinaison de ces deux théories, jusqu’à présent largement déconnectées, ouvre des possibilités entièrement nouvelles dans ce domaine de recherche.

“Les semi-métaux relativistes constituent une nouvelle classe importante de matériaux, partageant la caractéristique commune que les électrons qui s’y déplacent se comportent comme des particules dans la théorie de la relativité. Cela permet d’étudier les effets relativistes, qui nécessitent normalement de grandes énergies, dans des expériences de laboratoire beaucoup plus simples. Le projet aboutira à une modélisation plus réaliste de ces matériaux, nous aidera à comprendre leurs propriétés électroniques dans différents régimes de température, et rapprochera finalement leurs propriétés électroniques intéressantes des applications de la nanoélectronique”, explique le professeur Thomas Schmidt.

Le projet est financé par le Fonds National de la Recherche du Luxembourg (FNR) et son partenaire allemand, la Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), à hauteur de 950 000 euros. 

© Image : pixelwg/Jörg Bandmann