Une IA au service de la découverte de nouveaux semi-conducteurs
Les puces informatiques progressent à un rythme effréné grâce aux efforts combinés de milliers de scientifiques. Chaque association d'éléments donne naissance à un matériau aux propriétés uniques, et la validation expérimentale ou la simulation numérique peuvent prendre des années et coûter des fortunes. Pour accélérer ce processus, des équipes de l'Université Flinders en Australie et de l'Université Khalifa aux Émirats ont entraîné un algorithme d’intelligence artificielle sur des milliers de composés déjà répertoriés dans le domaine des microcircuits.
Apprentissage des comportements élémentaires
Le modèle a appris la logique qui régit la façon dont les substances réagissent sous des contraintes électriques ou optiques. En se basant sur cette connaissance, il a été capable de générer de nouvelles combinaisons, notamment autour du gallium, un métal en pleine expansion dans les technologies électroniques.
Le gallium, un allié prometteur
Les composés de gallium, comme le gallium-arséniure, sont déjà exploités pour des circuits ultra-rapides, des capteurs infrarouges ou les magnétrons des fours à micro-ondes. En associant le gallium à d’autres éléments, chaque variante possède une « band gap » (ou bande interdite) particulière, qui détermine son comportement face à l’électricité et à la lumière.
Ciblage précis de la bande interdite
Les chercheurs se sont concentrés sur la valeur de la bande interdite, exprimée en électronvolts (eV). Une petite bande (≈0,5 eV) convient aux cellules photovoltaïques qui transforment les photons de faible énergie. Une bande intermédiaire (1,5–2,5 eV) est idéale pour les LED et les appareils opto‑électroniques. Enfin, une large bande (>3 eV) produit des isolants capables de résister à des températures élevées et à des environnements radioactifs.
Optimisation bayésienne : le cœur de l’innovation
L’algorithme utilise la technique d’optimisation bayésienne. Après chaque itération, il affine sa recherche en évaluant les régions les plus prometteuses du vaste espace chimique, tout en éliminant les combinaisons physiquement impossibles. Cette approche garantit que chaque proposition a une chance réelle d’être synthétisée en laboratoire, économisant ainsi temps et ressources.
Des centaines de composés jamais envisagés
Les résultats publiés révèlent une série de nouveaux composés à base de gallium, jamais décrits auparavant. Ces candidats sont immédiatement exploitables par les équipes expérimentales, qui peuvent les tester de façon ciblée plutôt que de parcourir aveuglément d’innombrables possibilités.
Implications pour les usagers
À première vue, les effets restent invisibles pour le consommateur. Mais à plus long terme, ces matériaux pourraient rendre les panneaux solaires plus efficaces, les batteries plus durables, les ampoules LED moins énergivores et les montres connectées moins chaudes. En d’autres termes, l’ensemble de l’écosystème numérique profiterait d’une amélioration substantielle de ses performances.
Source: https://scientias.nl/deze-ai-bedenkt-zelf-nieuwe-materialen-voor-de-chips-van-de-toekomst/
