L’exploration des frontières de la science des matériaux ouvre des portes vers des avancées qui pourraient transformer notre quotidien. Au cœur de cette exploration se trouve une initiative canadienne destinée à repousser les limites de la recherche sur les matériaux quantiques.
L’Institut Stewart Blusson de Matière Quantique (Blusson QMI) de l’Université de la Colombie-Britannique se prépare à diriger le développement d’une installation de croissance cristalline de premier plan, grâce à un financement de 5,8 millions de dollars canadiens octroyé par la Fondation canadienne pour l’innovation (CFI) et le Fonds de développement de la connaissance de la Colombie-Britannique (BCKDF).
Andrea Damascelli, directeur scientifique du Blusson QMI, affirme que cet investissement renforcera la position du Canada en tant que leader dans la recherche et la technologie quantiques.
Une infrastructure de recherche unique
« Cet investissement permet la mise en place d’une infrastructure de recherche de pointe, unique au Canada, qui aura un impact exceptionnel sur la conception de matériaux quantiques, le développement technologique et la formation de la main-d’œuvre quantique », explique Andrea Damascelli.
Sous la direction des investigateurs du Blusson QMI, Alannah Hallas et Doug Bonn, la nouvelle installation représente un investissement total de 7,3 millions de dollars canadiens et intégrera des appareils spécialisés conçus pour la synthèse à haute pression.
Accélérer la découverte de matériaux quantiques
« Tout comme l’âge du silicium a lancé plusieurs industries de plusieurs milliards de dollars, l’âge des matériaux quantiques est susceptible de favoriser un développement économique intense », déclare Alannah Hallas. « La nouvelle installation accélérera cette recherche en nous permettant de synthétiser des matériaux quantiques qui sont restés hors de portée sous la forme de monocristaux de haute qualité nécessaire pour les caractériser et, en fin de compte, les transformer en dispositifs technologiques. »
Élargir les frontières de la découverte
Les scientifiques utilisent généralement des méthodes qui impliquent de varier la température ou la composition chimique du matériau pour ajuster la formation et la structure de nouveaux matériaux, mais peuvent rarement augmenter significativement la pression.
« Ajouter la pression comme un troisième paramètre de réglage pendant la synthèse élargira considérablement la frontière à travers laquelle nous pouvons découvrir de nouveaux matériaux quantiques. À des pressions élevées, les matériaux peuvent souvent former de nouvelles phases stables qui ne sont pas accessibles à des pressions plus basses », ajoute Alannah Hallas. « Les diamants en sont un bon exemple : ils sont formés par l’écrasement du carbone sous une pression extrême et une chaleur élevée. »
Un bon exemple en est les diamants, qui se forment à la suite de la compression du carbone sous une pression extrême et une chaleur élevée.
Une complémentarité avec les outils de caractérisation existants
La nouvelle installation complète les outils de caractérisation et l’expertise théorique déjà présents au Blusson QMI de l’UBC, débloquant un flux de travail scientifique complet allant de la conception et de la synthèse de nouveaux matériaux quantiques à l’élucidation de leurs propriétés et à l’ingénierie de prototypes d’appareils.
Le laboratoire intègre cinq nouveaux fours de synthèse de matériaux qui positionneront les chercheurs de l’UBC Blusson QMI et du Canada à l’avant-garde de la réalisation des promesses technologiques des matériaux quantiques.
Légende illustration : Un nouveau centre de recherche de plusieurs millions de dollars pour percer les secrets des matériaux quantiques. Crédit: University of British Columbia
