Un cristal d'un atome d'épaisseur, c'est comme une feuille de papier sur laquelle on peut écrire avec de l'électricité. Un tel matériau pourrait devenir la base de micropuces minuscules et rapides. Mais avant de le lancer dans la production, il faut savoir précisément de quoi il est fait. Et c'est là qu'on découvre que la formule habituelle ne colle pas.

Les chercheurs ont pris un oxyde de titane bidimensionnel, un composé qui isole bien l'électricité et pourrait servir dans les transistors. À l'aide d'une sonde atomique, ils ont extrait les atomes du cristal un par un et ont observé de quoi il s'agissait. Il s'est avéré que le matériau contient moins d'oxygène que ne l'exige la formule idéale. Une partie de ses sites dans le réseau cristallin est vide, comme des sièges vides dans une salle de spectacle.

De plus, des atomes de lithium subsistent dans le matériau ; ils auraient dû être complètement éliminés lors de la synthèse. Mais ils restent en petites quantités. Ces atomes « en trop » modifient également les propriétés électriques. En réalité, le matériau n'est pas le réseau idéal que l'on dessine dans les manuels, mais une structure un peu plus complexe.

Cela signifie que pour contrôler les propriétés des matériaux bidimensionnels, il ne suffit pas de les créer, il faut aussi vérifier soigneusement leur composition. On pourra alors les ajuster à des tâches spécifiques : améliorer les isolateurs, accélérer les conducteurs et réduire la taille des micropuces.