La chaleur et l'électricité vont généralement de pair, mais faire en sorte que la chaleur se transforme en courant n'est pas une mince affaire. Le matériau GdTe3, un cristal lamellaire à éclat métallique, refroidi à 20 kelvins (soit −253 °C) et soumis à un champ magnétique intense de 13,5 teslas, a montré quelque chose d'inattendu : sa capacité à générer de l'électricité à partir de la chaleur a bondi de 1075 %.
Le secret réside dans ce qu'on appelle les points de Weyl — des points particuliers de la structure électronique où les électrons se comportent comme s'ils étaient sans masse. Le champ magnétique réorganise les niveaux électroniques du cristal, et ces points se mettent à participer activement au transport de la chaleur et de la charge. Résultat : l'efficacité thermoélectrique du matériau bat des records parmi les métaux.
Le bénéfice pratique est évident : des refroidisseurs à semi-conducteurs basés sur de tels matériaux pourraient fonctionner sans compresseur ni réfrigérant, simplement grâce à un courant électrique. Et à terme, ils pourraient aussi mieux récupérer la chaleur perdue dans l'industrie.
Le tellurure de gadolinium GdTe3 est un matériau lamellaire : ses cristaux évoquent une pile de feuilles de papier, chaque feuille conduisant le courant à sa manière.
Dans le roman d'Arthur C. Clarke « La Cité et les étoiles », il est question de cristaux qui transforment la chaleur en lumière — une lointaine parenté avec le GdTe3, non ?