Inspirée par les organes de détection infrarouge des serpents, une équipe de recherche de l'Université nationale des sciences et technologies d'Ulsan (UNIST) en Corée a développé, grâce à une technologie d'optimisation par intelligence artificielle, un nouveau film multicouche d'oxyde de vanadium capable d'augmenter la sensibilité des capteurs infrarouges de plus de 20 fois. Ces résultats de recherche ont été publiés le 28 janvier dans la revue « Advanced Science ».
L'équipe de recherche, dirigée par les professeurs Changhee Son et Hyunglyul Park du département de physique, s'est concentrée sur le développement de structures de films multicouches pour les microbolomètres. Un microbolomètre est un capteur infrarouge qui convertit le rayonnement thermique en signal électrique. L'équipe a utilisé le dioxyde de vanadium comme matériau de base, un matériau connu pour sa haute sensibilité aux variations de température. Ils ont conçu une structure à quatre couches composée de dioxyde de vanadium dopé au tungstène, où l'épaisseur et la concentration en tungstène de chaque couche sont précisément contrôlées.
Face aux plus de 1,3 million de combinaisons possibles pour les arrangements multicouches, les chercheurs ont eu recours à un algorithme génétique, une technique d'intelligence artificielle, pour identifier la structure optimale. Les résultats expérimentaux montrent que dans une plage de température de 20 °C à 45 °C, le nouveau matériau multicouche atteint un coefficient de température de résistance de 7,3 %, soit plus de trois fois supérieur à celui des matériaux conventionnels. L'indice de sensibilité global a été amélioré d'un facteur de 23,6, indiquant une amélioration significative de la stabilité du signal.
Une autre avancée de cette étude est que ces films multicouches peuvent être fabriqués à basse température (300 °C), ce qui les rend compatibles avec les procédés de fabrication de semi-conducteurs existants. Comparé aux capteurs traditionnels à base de dioxyde de vanadium nécessitant une fabrication au-dessus de 500 °C, cela réduit le risque d'endommager les circuits préfabriqués. Les recherches dirigées par les docteurs Jin-Hyun Choi et Hyungtaek Lee démontrent que l'intelligence artificielle peut réduire le cycle de développement des matériaux fonctionnels avancés de plusieurs siècles à quelques mois.
Le professeur Changhee Son a souligné les perspectives d'application de cette percée : « y compris dans la vision nocturne pour les véhicules autonomes, la surveillance par drones, et la surveillance par imagerie thermique à grande échelle pour la détection précoce de virus ». L'amélioration de la sensibilité et de la fiabilité de ces capteurs devrait favoriser l'application des technologies d'imagerie thermique dans de nombreux domaines.
Détails de la publication : Auteurs : Jin‐Hyun Choi et al., Titre : « Artificial Intelligence-Optimized Vanadium Oxide Multilayers Enable Over 20-Fold Bolometer Performance Enhancement », Publié dans : Advanced Science (2026). Informations sur la revue : Advanced Science
