Tous les jours, la technologie fait des pas en avant. Parallèlement, la demande pour des appareils plus petits et plus puissants ne cesse de croître. Cependant, la majorité contient du silicium, dont la taille ne peut être réduite suffisamment pour répondre aux nouveaux besoins des appareils modernes. C’est ce qui a inspiré Samiha Chatoo, étudiante à la maîtrise en génie chimique, à remplacer le silicium par un nouveau matériau capable d’améliorer le rendement des composants électroniques actuels, comme les puces d’ordinateur. Ses travaux contribuent à accroître la fiabilité, l’efficience et la durabilité de technologies importantes, comme les appareils médicaux et les téléphones intelligents.
Les stages coopératifs, générateurs de passions
Samiha Chatoo attribue son intérêt pour ce domaine à une expérience de stage coopératif. « Après avoir effectué mon stage à Trusscore Inc., j’ai compris que je voulais faire carrière dans la recherche et le développement », raconte-t-elle. Au cours de son stage, elle s’est familiarisée avec l’électronique organique, la science des matériaux et la fabrication de semi-conducteurs.
Samiha Chatoo a commencé ses travaux alors qu’elle travaillait au sein du groupe de recherche Lessard, après avoir établi le contact dans le cadre de son stage coopératif. « Le fondement de toutes les technologies futures et émergentes repose sur des matériaux novateurs et leurs procédés de fabrication. Dans le groupe Lessard, j’ai la chance de participer à ce domaine fascinant et en constante évolution. »
Samiha Chatoo a mené ses recherches en collaboration avec la Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, le groupe de recherche Adronov de l’Université McMaster ainsi que le Conseil national de recherches. Elle a travaillé sous la supervision du professeur Benoît Lessard. « Je suis reconnaissante envers mon superviseur de m’avoir guidée et permis de prendre part à des recherches aussi passionnantes », déclare-t-elle.
Mise à l’essai de nouveaux matériaux semi-conducteurs
Dans le cadre de ses recherches, Samiha Chatoo a utilisé un type particulier de matériau pour remplacer les semi-conducteurs au silicium. Les semi-conducteurs sont un élément clé des puces informatiques, car ils régulent la quantité d’électricité qui circule dans l’appareil. Le nouveau matériau en question est connu sous le nom de « nanotubes de carbone à paroi simple ». « Ces nanotubes pourraient bien surpasser la performance des semi-conducteurs au silicium, explique-t-elle. Mes recherches visent à trier, purifier et disposer les nanotubes de carbone de manière à ce qu’ils puissent servir à la fabrication de dispositifs électroniques expérimentaux. »
Pour en mesurer l’efficacité, Samiha Chatoo a fabriqué des dispositifs à base de nanotubes semi-conducteurs, dont certains sont enrobés d’un polymère. Ce polymère facilite l’organisation et le positionnement des nanotubes. Une fois les appareils construits, leur rendement a été évalué.
Après les tests, Samiha Chatoo a conclu que le retrait du polymère des nanotubes de carbone à paroi simple améliorait considérablement la performance des composants électroniques. Les résultats montrent que les nanotubes sans polymère étaient douze fois plus efficaces que ceux qui étaient enrobés de polymère.
Des appareils électroniques à la puissance augmentée
Les recherches de Samiha Chatoo ouvrent la voie à la fabrication de puces informatiques plus petites et plus puissantes, qui pourront servir à la conception d’appareils électroniques compacts, comme les dispositifs médicaux portatifs. Cette avancée se traduira par de nouvelles applications dans les domaines de la santé et de la sécurité, car elle améliore la fiabilité et le confort d’appareils importants qui doivent être portés sur le corps. Les nanotubes de carbone à paroi simple permettent également de réduire la consommation d’énergie des puces informatiques. Ils prolongent l’autonomie des batteries, sont plus écoresponsables et répondent aux besoins croissants des modèles d’intelligence artificielle, dont le fonctionnement repose de plus en plus sur du matériel d’une grande efficacité et économe en énergie.
Il restera ensuite à améliorer les nanotubes de carbone à paroi simple pour qu’ils résistent aux conditions réelles d’utilisation. « Les prochaines étapes de ma recherche consisteront à tester différents polymères pour en comparer le rendement, ainsi qu’à simuler des conditions réalistes », explique-t-elle. « Il faudra notamment soumettre les puces à une simulation de conditions extrêmes et les tester à des températures élevées. »
Samiha Chatoo espère faire carrière dans la recherche et le développement industriel. Elle souhaite continuer à concevoir des technologies qui amélioreront la société.
Les matériaux émergents, une priorité de la Faculté de génie de l’Université d’Ottawa
Les matériaux et processus émergents : conception et développement constituent l’un des cinq principaux axes de recherche de la Faculté de génie de l’Université d’Ottawa. L’université s’engage à mettre au point des matériaux performants à l’efficacité accrue qui réduisent la consommation d’énergie des appareils électroniques.
Samiha Chatoo a remporté la première place dans la catégorie « Matériaux et processus émergents : conception et développement » lors de l’édition 2026 de la Compétition d’affiches des études supérieures en génie et en informatique de la Faculté de génie, qui a eu lieu dans le cadre de la Journée de célébration de la recherche en génie. Son affiche, intitulée « Cleavable Polymer Sorting of Semiconducting Single-Walled Carbon Nanotubes » (comparaison de différents polymères clivables sur des nanotubes de carbone semi-conducteurs à paroi simple), a captivé les membres du jury.
Découvrez les autres projets primés lors de la Compétition d’affiches des études supérieures.
