Les scientifiques explorent de nouveaux matériaux qui peuvent capturer et convertir efficacement la chaleur résiduelle en électricité, même à des températures basses comme la chaleur corporelle ou celle des puces. Ils se concentrent sur les alliages GeSn, un mélange de Germanium (Ge) et d'Étain (Sn), qui sont cultivés sur des plaquettes de silicium. Ces matériaux sont prometteurs pour l'informatique "verte" et les dispositifs Internet des objets à faible consommation d'énergie.

Les alliages GeSn ont une conductivité thermique beaucoup plus faible que celle du Germanium pur, ce qui signifie qu'ils peuvent mieux convertir la chaleur en électricité. La conductivité thermique de ces alliages chute de manière dramatique, passant de 55 W/(m·K) pour le Ge pur à seulement 4 W/(m·K) pour Ge0.88Sn0.12, ce qui signifie qu'ils retiennent mieux la chaleur et sont plus efficaces pour les applications thermocouples.

Les chercheurs ont mesuré les propriétés thermiques de ces alliages en utilisant une méthode spéciale appelée la "méthode 3ω." Cette méthode consiste à utiliser des bandes métalliques sur le matériau pour générer de la chaleur et mesurer les variations de température qui en résultent. Ils ont constaté que la conductivité thermique des alliages GeSn dépend de la quantité d'Étain et de l'épaisseur des couches.

Les résultats ont montré que les alliages GeSn peuvent atteindre des capacités de récupération d'énergie similaires à celles des alliages SiGe, mais à des températures beaucoup plus basses, entre 20°C et 100°C, qui sont typiques pour de nombreux dispositifs électroniques. Cela rend les alliages GeSn très prometteurs pour l'intégration dans la technologie à base de silicium existante (CMOS), ce qui pourrait réduire la consommation d'énergie et les besoins en refroidissement des dispositifs électroniques.

En résumé, les alliages GeSn pourraient constituer une révolution pour les matériaux thermoélectriques utilisés en électronique, offrant une manière plus verte et plus efficace de gérer et d'utiliser la chaleur résiduelle, en particulier à des températures plus basses adaptées aux dispositifs électroniques quotidiens et aux technologies portables.