L'électricité dans les matériaux désordonnés : les sauts des électrons express
Dans les matériaux désordonnés — par exemple les semi-conducteurs organiques ou les encres à base de matériaux bidimensionnels — les électrons ne se déplacent pas de manière fluide, comme l'eau dans un tuyau. Ils sautent d'un endroit à un autre, comme une balle qui rebondit sur une surface irrégulière. Ce mouvement est appelé transport par sauts.
À différentes températures, les électrons sautent différemment. À basse température, ils préfèrent sauter plus loin, mais vers des sites d'énergie similaire — c'est ce qu'on appelle les sauts à distance variable. À haute température, les sauts sont courts, uniquement vers les sites les plus proches. Les scientifiques ont créé un programme informatique qui simule ces sauts dans le matériau. Le programme tient compte de la disposition des sites de saut et de leur énergie. Il s'est avéré que ce sont précisément ces propriétés qui déterminent quel régime de sauts prédomine. Le programme a été testé sur des expériences réelles — il reproduit exactement les transitions entre les régimes et le comportement en une, deux et trois dimensions.
Désormais, les chercheurs disposent d'un outil pour prédire à l'avance comment un nouveau matériau conduira le courant. Cela accélérera le développement de l'électronique flexible, des panneaux solaires et des capteurs.
La conductivité par sauts explique pourquoi certains matériaux conduisent mieux le courant lorsqu'ils sont chauffés — contrairement aux métaux, qui conduisent moins bien quand ils sont chauffés.