Les diamants de laboratoire révolutionnent les semi-conducteurs

Faire "pousser" les diamants en laboratoire, c’est possible. Les modifier pour que leurs propriétés de conductivité dépassent celles du traditionnel silicium, c’est possible aussi. La technique consiste à faire croître un substrat de diamant, une couche d’une centaine de micromètres sur laquelle seront fixés les composants électroniques.

Des atouts de taille

Rien ne se perd, rien ne se créé, tout se transforme mais encore trop se déperd. A contrario, le diamant de synthèse favorise une meilleure conversion de l’énergie, particulièrement sur les longues distances. La déperdition du silicium approche les 10%. Gagnant en popularité, le diamant remplace des alternatives plus efficaces que le silicium telles que le nitrure de gallium (GaN) ou encore le carbure de silicium (SiC), que l’on retrouve dans les semi-conducteurs qui équipent les voitures Tesla. Avec le diamant industriel, la déperdition énergétique tombe à 1%. Pour une voiture électrique, ce gain alimentera le moteur et ouvre la voie de boucles énergétiques de plus en plus efficaces. 

Le diamant résiste à des conditions de très hautes tensions ainsi qu’à des températures dépassant les 400°C. À poids égal, un substrat de diamant reste intact au-delà des limites propres à la couche de silicium. Pratique pour glisser un smartphone dans la poche d’un jean. Tout aussi crucial dans le transport aérien où chaque gramme compte.

Éclaircie écologique

La synthèse du diamant exige de l’énergie électrique, de l’hydrogène – obtenu par hydrolyse de l’eau –, du méthane, un gaz aussi abondant que bio-sourçable. La production des "girl’s best friend", comme le chantait Marilyn Monroe dans Les hommes préfèrent les blondes, est plus frugale que celle du carbure de silicium. Une sobriété qui en ravit plus d’un, investisseurs compris. Diam Fab, une deeptech spécialisée dans les semi-conducteurs conçus à partir de diamants de synthèse, vient de réaliser une première levée de fonds, qui a dépassé les attentes de Gauthier Chicot et Khaled Driche, cofondateurs de la start-up grenobloise. Ces 8,7 millions d’euros d’investissement permettront de lancer la pré-industrialisation de ce qu’ils considèrent comme le "semi-conducteur ultime".

À travers le hardware, une relation physique se répète : moins de matière signifie une meilleure conservation de l’énergie. Les jeunes pousses de diamants dégagent l’horizon de l’électronique durable. Industrialisée, la technologie pourrait contribuer à la démocratisation des véhicules hybrides, ainsi qu’à l’élaboration d’avions entièrement électriques, sans oublier les composants d’ordinateurs quantiques. De quoi nimber l’avenir des semi-conducteurs d’une aura adamantine.

Alexandra Bui