Les monocristaux actuellement utilisés dans les semi-conducteurs, les appareils électroniques et les dispositifs optiques ne peuvent pas prendre la chaleur. En effet, les matériaux généralement utilisés pour les faire – tels que l'iridium et le platine – ont un point de fusion inférieur à 2 200 ° C. Créer des monocristaux qui peuvent résister à ces températures extrêmes est un défi qui n'a pas été satisfait jusqu'à présent.
Le professeur agrégé Yuui Yokota et le professeur Akira Yoshikawa (Institute for Materials Research, Université Tohoku) ont développé une nouvelle technologie de croissance cristalline utilisant un creuset de tungstène (W) qui peut être utilisé à des températures supérieures à 2200 ° C.
Cette technologie de croissance des cristaux devrait apporter une contribution significative à la découverte de nouveaux matériaux et à la production de masse de monocristaux d'oxyde avec un point de fusion plus élevé.
La recherche est publiée dans Rapports scientifiques.
« La raison pour laquelle le tungstène n'a pas réussi auparavant est à cause de sa tendance à réagir avec les matériaux d'oxyde », explique Yokota. « Il peut également se mêler au cristal – qui contamine le produit final. »
L'équipe de chercheurs a développé une nouvelle technologie de croissance cristalline qui supprime les réactions et la contamination indésirables. Leurs recherches ont clairement défini le mécanisme derrière ces processus afin de leur mettre un terme correctement.
En conséquence, ils ont déjà réussi à développer des monocristaux de haute densité qui dépassent ceux des scintillateurs existants. Cette constatation a un impact important dans le monde réel qui peut améliorer directement la vie des personnes du monde entier. Par exemple, ces cristaux peuvent être appliqués à un dispositif PET pour détecter le cancer à un stade précoce dans un temps plus court.
« Ce sont des résultats passionnants, car cela signifie que nous pouvons créer une pléthore de nouveaux matériaux pour un large éventail d'applications », explique Yoshikawa.
Cette recherche devrait aider à accélérer le développement de nouveaux cristaux fonctionnels qui fonctionnent au-dessus de 2200 ° C pour les semi-conducteurs, les matériaux optiques, les scintillateurs et les matériaux piézoélectriques. La méthode de production de masse est actuellement en cours de développement avec le soutien de la Japan Science and Technology Agency (JST).
