Une méthode efficace de traitement d'un des principaux matériaux de l'électronique moderne – l’oxyde d’indium dopé à l’étain (ITO) – a été proposée par des scientifiques russes de l’université nationale de recherche nucléaire (MEPhI) dans le cadre d'une équipe internationale. Cette nouvelle technologie permettra, selon ses auteurs, de dépenser de manière plus efficace et économe les réserves, limitées et coûteuses, d’indium. L’étude a été publiée dans la revue Materials Letters.
Les électrodes transparentes sont un groupe de matériaux particulièrement utilisés dans la technologie moderne qui possèdent une bonne conductivité électrique tout en étant transparentes. Ces propriétés reviennent le plus souvent aux oxydes métalliques.
L'oxyde d'indium-étain (ITO) qui appartient à ce groupe est, selon les scientifiques du MEPhI, l'un des matériaux clés de l'industrie électronique moderne. Aujourd'hui, il est présent dans la quasi-totalité des ordinateurs, smartphones et télévisions. En outre, il bénéficie d’une demande particulière dans le photovoltaïque pour la fabrication de panneaux solaires.
Toujours d’après les chercheurs, pour pouvoir être utilisé dans des dispositifs électroniques, l’ITO doit souvent être soumis à un traitement thermique à 400ºC sous atmosphère à base d'oxygène ou d'azote, ce qui détériore les propriétés structurelles, optiques et électriques du matériau.
Nouvelle méthode
Le nouveau moyen de traitement de l'ITO proposé par les scientifiques du MEPhI permet de l'éviter.
«Le traitement par la méthode traditionnelle réduit la mobilité des électrons de plus de moitié, tandis que la résistance électrique du matériau double. C’est une baisse sérieuse des caractéristiques qui dégrade la fonctionnalité de ce matériau précieux et, par conséquent, de l'appareil final. Nous avons découvert que le traitement thermique sous atmosphère de dioxyde de carbone à 400ºC ne provoquait pratiquement pas de dégradation des propriétés de l'ITO», affirme Smagoul Karajanov, de la chaire des problèmes physiques de la science des matériaux du MEPhI.
L’indium jouit d’une demande toujours croissante, alors que son prix est très élevé. Les résultats obtenus par les experts du MEPhI aideront à élaborer une stratégie plus économique et efficace de l’emploi de l'ITO par l'industrie moderne, expliquent les chercheurs.
L'étude a été réalisée en collaboration avec des spécialistes des universités Madurai Kamaraj (Inde) et d'Oslo (Norvège). Les scientifiques prévoient désormais de se pencher en détail sur le mécanisme physico-chimique du traitement thermique de l'ITO sous atmosphère de dioxyde de carbone, ainsi que d’élaborer des composants électroniques basés sur la nouvelle technique.