Des chercheurs de l’Université métropolitaine d’Osaka ont développé un matériau capable de contrôler, diriger et mémoriser le flux de chaleur, sans alimentation continue. Cette percée remet en cause un principe physique fondamental appelé réciprocité thermique, qui rendait jusqu’à présent impossible le contrôle indépendant de l’entrée et de la sortie de la chaleur dans un matériau.
Dans la plupart des matériaux, l’absorption et l’émission sont indissociables. Si une surface absorbe efficacement la chaleur depuis une direction particulière, elle émet la chaleur de la même manière. Le nouveau dispositif, développé par le professeur Koichi Okamoto et le Dr Shunsuke Murai, surmonte cette limitation en associant un matériau magnéto-optique à un matériau à changement de phase connu sous le nom de GST (germanium-antimoine-tellure). Lorsqu’il est exposé à un champ magnétique, la couche magnéto-optique modifie son interaction avec la lumière, tandis que la couche de GST bascule entre les états amorphe et cristallin pour verrouiller la configuration.
Le résultat est un dispositif capable de diriger le rayonnement thermique vers un emplacement spécifique, d’activer ou de désactiver ce comportement et de conserver ses réglages après la coupure de l’alimentation, à l’image de la façon dont les données sont stockées et contrôlées à l’intérieur d’une puce informatique. Ces travaux ont été publiés dans la revue Laser & Photonics Reviews sous le titre « Reconfigurable Giant Nonreciprocity at Near-Normal Incidence via Phase-Change Magneto-Optical Metagratings ».
Les applications potentielles concernent les capteurs infrarouges capables de basculer entre différents modes de détection, les systèmes énergétiques qui gaspillent moins de chaleur et une nouvelle classe de dispositifs de mémoire photonique utilisant la lumière et la chaleur au lieu de charges électriques. La capacité de programmer le flux de chaleur sans consommation d’énergie continue pourrait à terme contribuer au refroidissement des puces dans les architectures d’IA denses et améliorer la gestion thermique dans la photonique sur silicium, où la dissipation de chaleur devient un goulet d’étranglement croissant à mesure que les densités de transistors augmentent.
L’équipe de recherche a noté que si le dispositif actuel est une preuve de concept, le principe sous-jacent est général et pourrait être adapté à différentes longueurs d’onde et conditions de fonctionnement pour un déploiement pratique.
Sources : Researchers create programmable material that can steer heat and remember its state without power (Tom’s Hardware, juillet 2026) ; Incredible new material makes heat programmable (ScienceDaily/Université métropolitaine d’Osaka, 7 juillet 2026)
Traduit par Lydie