Repousser les limites des matériaux pour améliorer l’électronique

Les leçons apprises lors des cours d’introduction à l’université peuvent être la clé pour réaliser de grandes découvertes scientifiques. C’est le cas de Jeehwan Kim, récemment titularisé au sein des départements de génie mécanique et de science et génie des matériaux du MIT. Ses recherches visent à repousser les limites inhérentes du silicium et à concevoir des dispositifs électroniques de nouvelle génération.

Jeehwan Kim n’a pas toujours été un étudiant modèle. Pendant sa jeunesse à Séoul, en Corée du Sud, il était passionné par la musique et s’ennuyait dans la plupart des matières enseignées au lycée. Cependant, lors de sa deuxième année à l’université Hongik, il a découvert les sciences des matériaux et a développé une véritable passion pour ce domaine.

Après avoir obtenu sa maîtrise à l’université nationale de Séoul, Kim a poursuivi ses études aux États-Unis, où il a obtenu un doctorat en sciences des matériaux à l’université de Californie à Los Angeles. C’est durant cette période qu’il a commencé à s’intéresser de près à la manipulation des matériaux électroniques à l’échelle microscopique pour créer des dispositifs plus rapides.

Une carrière chez IBM marquée par l’innovation

Lors d’un stage chez IBM, Kim a relevé un défi majeur : trouver un moyen fiable de doper le germanium, un matériau pressenti pour remplacer le silicium dans les transistors. En s’appuyant sur les principes fondamentaux appris durant ses études, il a proposé une solution innovante consistant à doper le germanium avec une combinaison de deux atomes différents.

Cette réussite lui a valu un poste de chercheur chez IBM, où il a appris à se concentrer sur des recherches ayant un impact direct sur la vie quotidienne et à appliquer les principes fondamentaux pour développer des produits de nouvelle génération.

Transmettre la passion de la recherche aux jeunes générations

Et pourtant, Kim sentait qu’il pouvait faire plus. Il travaillait sur des recherches novatrices dans l’un des principaux centres d’innovation du pays, où l’on encourageait la pensée « hors des sentiers battus » et où l’on testait les expériences. Mais il voulait aller au-delà du portefeuille de recherche de l’entreprise et trouver un moyen de poursuivre la recherche non seulement en tant que profession, mais aussi en tant que passion.

«Mon expérience m’a appris que l’on peut mener une vie très heureuse en tant qu’ingénieur ou scientifique si la recherche devient un passe-temps», explique Kim. «Je voulais enseigner ce cycle – bonheur, recherche et passion – aux jeunes et aider les doctorants à se développer comme des artistes ou des chanteurs.»

En 2015, il a fait ses valises pour le MIT, où il a accepté un poste de jeune professeur dans le département de génie mécanique. Ses premières impressions en arrivant à l’Institut ?

«La liberté« , dit Kim. «Pour moi, la liberté de penser – composer de la musique, innover quelque chose de totalement nouveau – est la chose la plus importante. Et les gens du MIT sont très talentueux et curieux de tout.»

Depuis qu’il s’est installé sur le campus, il a mis sur pied un groupe de recherche très productif, axé sur la fabrication de matériaux et de dispositifs électroniques ultraminces, empilables et très performants, qui, selon Kim, pourraient être utilisés pour construire des systèmes électroniques hybrides aussi petits qu’un ongle et aussi puissants qu’un superordinateur. Il attribue les nombreuses innovations du groupe à la quarantaine d’étudiants, de postdocs et de chercheurs qui ont contribué à son laboratoire.

Pour Kim, la recherche est un art et il espère que ses étudiants apprendront à l’apprécier autant que lui. Son message aux jeunes chercheurs est clair : «Si vous aimez ce que vous faites, alors vous pouvez devenir ce que vous voulez être.»

Légende illustration : M. Kim applique ses connaissances à la conception de dispositifs de la prochaine génération, notamment des transistors et des dispositifs de mémoire à faible consommation d’énergie et à haute performance, des puces d’intelligence artificielle, des écrans micro-LED à ultra-haute définition et des « peaux » électroniques flexibles. À terme, il envisage que ces dispositifs au-delà du silicium puissent être intégrés dans des superordinateurs suffisamment petits pour tenir dans la poche. Crédit : Jake Belcher