Dans ce qui pourrait être le développement qui maintient la loi de Moore, des scientifiques américains ont produit un transistor de quelques atomes d’épaisseur, ouvrant la possibilité d’une électronique ridiculement petite.
Proposée pour la première fois en 1965, la loi de Moore prévoit que la puissance de traitement globale des ordinateurs doublera tous les deux ans et, bien qu’elle soit toujours acceptée comme une règle, on commence à douter de sa longévité. N’y a-t-il pas une limite au nombre de transistors que l’on peut mettre dans un circuit intégré ? Eh bien, si c’est le cas, il semble que nous ne l’ayons pas encore atteinte, car une équipe de l’université Cornell, aux États-Unis, a réalisé un record assez important avec son nouveau transistor minuscule.
Le transistor est fabriqué à partir de semi-conducteurs bidimensionnels appelés dichalcogénures de métaux de transition (TMD). Réduits à une seule couche, ces TMD ne font que trois atomes d’épaisseur, fabriqués à partir de membres d’une famille d’éléments appelés métaux de transition. L’un d’entre eux, le disulfure de molybdène, est un type de métal noir argenté qui a été vanté pour ses qualités électriques supérieures au cours des dernières années.
L’équipe l’a cristallisé et a trouvé le moyen de décoller des feuilles ultrafines de quelques atomes d’épaisseur de la surface des cristaux. Les performances électriques de nos matériaux étaient comparables à celles des résultats obtenus avec des monocristaux de bisulfure de molybdène, mais au lieu d’un minuscule cristal, nous avons ici une plaquette de 10 cm”, a déclaré l’un des membres de l’équipe, Jiwoong Park, dans un communiqué de presse.
Pour créer ce film de disulfure de molybdène d’une épaisseur d’un atome, l’équipe a utilisé une technique appelée dépôt chimique en phase vapeur de composés organométalliques (MOCVD), qui consiste à partir d’une forme pulvérisée du matériau, à la convertir en gaz et à saupoudrer des atomes uniques sur un substrat, une couche à la fois.
“Le processus commence avec deux composés précurseurs disponibles dans le commerce – le sulfure de diéthyle et un composé hexacarbonyle métallique – mélangés sur une tranche de silicium et cuits à 550 degrés Celsius pendant 26 heures en présence d’hydrogène gazeux”, explique Russell Brandom à The Verge. “Le résultat était un réseau de 200 transistors ultra-minces avec une bonne mobilité électronique et seulement quelques défauts. Seuls deux d’entre eux n’ont pas réussi à conduire, laissant les chercheurs avec un taux de réussite de 99 %. “
Publiant dans Nature, l’équipe indique que la prochaine étape consiste à trouver comment produire le film de manière plus cohérente, afin que la conductivité puisse être mesurée avec plus de précision. Mais ce qu’ils ont réalisé jusqu’à présent est un véritable pas dans la bonne direction.
“Beaucoup de gens essaient de faire croître des couches uniques à cette grande échelle, moi y compris”, a déclaré le spécialiste des matériaux Georg Duesberg du Trinity College de Dublin en Irlande, qui n’a pas participé à la recherche, à Elizabeth Gibney sur Nature. “Mais il semble que ces personnes aient vraiment réussi.”