Le bismuth est un métal qui entre dans la composition d'alliages à bas point de fusion et d'additifs pour l'acier. Mais lorsqu'on le dépose en couche très mince sur un substrat, le comportement dépend de la température de ce substrat. Des physiciens ont comparé deux méthodes : l'une à température ambiante, l'autre à la température de l'azote liquide, soit environ −196 °C. La différence est visible même au microscope.
Avec le dépôt à froid, la couche est plus lisse, mais elle est constituée de grains plus petits — comme si elle avait été assemblée à partir de minuscules fragments étroitement empilés. Cette structure laisse moins bien passer le courant électrique : la résistance est plus élevée. De plus, les couches froides adoptent une autre direction de croissance cristalline — (110) au lieu de (111) — comme si les maçons décidaient soudain de poser les briques dans l'autre sens.
Ces résultats aident à comprendre comment contrôler les propriétés des couches minces pour les futurs dispositifs électroniques. En effet, c'est la manière dont les atomes se sont disposés qui détermine si le matériau conduira le courant, accumulera une charge ou réagira à un champ magnétique. Le dépôt à froid donne un ensemble de propriétés, le dépôt à température ambiante en donne un autre, et les ingénieurs peuvent désormais choisir la recette appropriée.
Le bismuth est l'un des rares métaux qui se dilatent en se solidifiant, comme l'eau en gelant. C'est pourquoi ses alliages sont utilisés pour le moulage de précision : ils remplissent tous les détails du moule.