Par corporatisme je m’attarderai sur ce chimiste inconnu illustre dont les fruits des travaux font partie depuis la fin des années 70 de notre quotidien que l’on soit au bureau, à la maison, dans notre voiture, au super marché ou en train de lire ces lignes sur l’écran de notre ordinateur … On pourrait résumer son œuvre par cette phrase : Comment une maladresse réalisée en 1916 dans un laboratoire de métallurgie a-t-elle contribué au développement extraordinaire et à la démocratisation de l’informatique à la fin du XX° siècle.
En 1916, Jan Czochralski met au point, par hasard, une technique de croissance des cristaux à partir de liquide. Près d’un siècle plus tard cette technique qui porte son nom est toujours utilisée dans toutes les usines de semi-conducteurs ou de composés photovoltaïques, en Asie surtout. Découvert en Pologne en 1916, ce procédé fait aujourd’hui la fortune des malins et astucieux développeurs asiatiques! Eh oui! Souvenons-nous toujours de cet humoriste qui avec plein de sagesse et de bon sens déclarait : « c’est peut être Benjamin Franklin qui a découvert l’électricité, mais c’est le type qui a mis au point le compteur qui a fait fortune.» Rarement la fortune ne récompense le découvreur. Ingrate fortune, c’est dans les bras des développeurs qu’elle va se blottir.
La découverte de Czochralski, comme cela arrive parfois en sciences expérimentales est fortuite. Alors qu’il rédige les dernières observations concernant l’expérience qu’il a en cours sur l’étain en fusion, pris dans ses pensées, Czochralski, au lieu de plonger son porte-plume dans l’encrier, le plonge dans le métal en fusion. S’apercevant de la bévue il l’en retire immédiatement et s’aperçoit qu’un long fil à la structure particulière se développe à partir de la pointe de sa plume. Pour beaucoup la bêtise se serait arrêtée là, en prenant bien soin de vérifier que personne n’a été témoin de cette maladresse. Pour Czochralski esprit curieux et avisé c’est le début d’un lent processus de découverte qui va s’enclencher.
Il s’interroge, il émet des hypothèses, il écrit de nouveaux protocoles expérimentaux pour comprendre « le pourquoi » de ce fil si particulier : « Et si en entrant en contact avec le métal liquide ma plume avait déclenché une …, ou provoqué un … a-t-elle joué le rôle d’une … » Czochralski sait « lire » et interpréter l’expérience même si elle est fortuite. Il va consciencieusement reproduire cette erreur en analysant bien tous les paramètres et le déroulé de la manipulation. Puis il s’écrira : « Rzecz pewna. Ma plume a servi de semence, de germe à la cristallisation du métal en fusion. ». Ces travaux seront publiés en 1918 dans une revue de chimie allemande et un brevet sera déposé..
Oubliée jusqu’à la fin des années 40, la technique de Czochralski est resortie des bibliothèques par deux ingénieurs travaillant chez Bell Telephone en quête pour leur travaux d’électronique de grande quantité de germanium pur. Il leur faut un gros cristal qui n’existe pas dans la nature. Ils vont s’intéresser aux travaux de métallurgie de Czochralski vieux de trente ans et vont remettre au gout du jour sa technique de croissance des cristaux à partir de liquide. Et ça va marcher pour le germanium, et cela marche aussi pour les cristaux de silicium matière première incontournable pour la fabrication de tous les semi-conducteurs…
Depuis ce jour le moindre millimètre carré de silicium cristallin fabriqué au monde l’est grâce à la technique mise au point en 1916 par ce chimiste polonais : Jan Czochralski. Grace à cette découverte fortuite de Jan Czochralski, l’électronique, l’informatique, mais aussi toutes les autres disciplines connexes comme l’aéronautique, la médecine, etc. … ont fait un bond en avant extraordinaire à partir des années soixante.
Cette technologie, la méthode de Czochralski est aussi utilisée pour la fabrication du silicium qui servira à toute l'industrie du photovoltaïque et à l'exploitation de l'énergie solaire. Depuis peu l'industrie du luxe et de la joiaillerie essaie de mettre au point sur la base de la technique de Czochralski des techniques de fabrication de monocristaux de pierres précieuses. A quand un diamant de 30 cm de diamétre et de deux métres de long ? Pour tout savoir sur la technique de Czochralski et sur ses application en gemmologie. Cette technique sert déjà à fabriquer déjà du saphir, du rubis et du corindon.
Ce découvreur génial mérite mieux qu’une simple mise à l’honneur en Pologne me direz-vous. Vous avez raison, mais il n’aura jamais le prix Nobel et ceci pour une bonne et simple raison. Pour prétendre recevoir le prix Nobel, le récipiendaire doit être vivant au moment de l’attribution du célèbre prix, or Jan Czochralski est mort en 1953. Le prix Nobel n’est décerné qu’à des vivants. C’est le premier prérequis pour son attribution.
En savoir plus sur Czochralski en polonais..