Programme Areas of Excellence (2/2) : Nanomatériaux et électronique à Hong Kong

2017 a marqué la fin du 5^ème cycle de bourses, alors que les 3 projets financés par le 6^ème cycle arrivent à mi-parcours, et que les 3 bénéficiaires du 7^ème sont tout juste annoncés. L’occasion de faire un panorama de ces recherches dans le domaine biomédical, de plus en plus attractif pour le programme AoE, représentant aujourd’hui l’intégralité des projets du 7^ème cycle.

Institut des matériaux moléculaires fonctionnels

Ce projet vise à fédérer les efforts interinstitutionnels dans le domaine de la chimie, des polymères, de la chimie et physicochimie des matériaux afin de développer un centre de recherche international de premier plan sur les matériaux fonctionnels liés aux problématiques énergétiques et à transférer les technologies vers les industries de la région. Deux thèmes principaux sont étudiés au sein de cet institut :

Matériaux moléculaires aux propriétés photofonctionnelles

Ce thème se concentre principalement sur la conception de matériaux moléculaires aux propriétés photoniques. En particulier, la conception de matériaux moléculaires et polymères fortement luminescents pour les employer en couches minces ou comme dopants dans des dispositifs organiques émettant de la lumière (OLED), dans les polymères émettant de la lumière (PLEDs) pour les écrans plats, et plus récemment dans le développement de papier électronique et OLED pour les produits de consommation. En outre, les chercheurs de ce centre s’intéressent aussi aux matériaux moléculaires pour les transistors à couches minces (TFTs) et autres éléments de circuit actif, en particulier les OTFTs et les transistors électroluminescents organiques (OLETs), ou les OFETs émettant de la lumière (LEOFETs), qui peuvent avoir un potentiel applicatif pour la conception d’écrans flexibles de grande dimension.

Matériaux moléculaires pour la catalyse et fonctions énergétiques

Alors que les ressources énergétiques fossiles s’épuisent, la demande en énergie - en constante augmentation – nécessite de trouver de nouvelles sources à la fois propres et renouvelables. Pour répondre à ce défi, des études sont menées sur le développement de nouveau catalyseurs capables d’activer les petites molécules pour des applications photovoltaïque, et la collecte, la conversion et le stockage de l’énergie solaire.

Théorie, modélisation et Simulation des puces électroniques

La miniaturisation des semi-conducteurs au cours des dernières décennies a fondamentalement façonné nos vies quotidiennes. Si la tendance à la miniaturisation se poursuit, les appareils devraient atteindre leur limite physique avant 2020. Après cette échéance, les appareils électroniques ne fonctionneront plus selon les conceptions actuelles et pourraient nécessiter des dispositifs dont les principes de fonctionnement sont conceptuellement différents.

La modélisation joue un rôle essentiel dans l’industrie des semi-conducteurs. Les outils logiciels de simulation existants pour les dispositifs actuels et les circuits intégrés ne sont plus applicables à la technologie sub 22 nm. Une autre difficulté réside dans le fait que les effets quantiques, qui ne sont pas suffisamment pris en compte dans les outils de simulation existants, prennent de l’importance aux tailles inférieures à 22 nm. Les méthodes actuelles ne peuvent pas tenir compte de ces effets, ni même être corrigés, car ils sont tous basés sur des modèles de continuum.

Par conséquent, de nouvelles méthodes de simulation informatique sont nécessaires pour anticiper et comprendre le comportement des futures puces électroniques. Pour aider les chercheurs, le « Material Characterization and Preparation Facility » (MPCF) dispose des appareils des plus performants tels que des diffractomètres à rayons X ou encore des microscopes électroniques et à force atomique.

Rédacteur : Vincent de Brix, Chargé de mission scientifique - Hong Kong