Après avoir mis les vertus électroniques de la molybdénite en lumière, des chercheurs de l’EPFL font le pas décisif suivant.
Le Laboratoire d’électronique et structures à l’échelle nanométrique (LANES) a réussi à créer un circuit intégré avec des transistors composés de ce minéral. Un essai qui confirme que ce nouveau matériau peut dépasser les limites physiques du silicium en matière de miniaturisation, de consommation et de souplesse mécanique.
«Nous avons créé un premier prototype mettant deux à six transistors en série et démontré que des opérations de logique binaire basiques étaient possibles, ce qui prouve que nous pourrons réaliser des circuits plus importants», explique Andras Kis, responsable du LANES, qui a récemment publié deux articles sur le sujet dans le journal «ACS Nano».
Au début de l’année, ce laboratoire avait dévoilé le haut potentiel du sulfure de molybdène (MoS2), un minéral que l’on trouve en grande quantité à l’état naturel. Sa structure et ses propriétés de semi-conducteur en font un matériau idéal pour la réalisation de transistors. Il concurrence ainsi directement le silicium, composant le plus utilisé dans le domaine de l’électronique, et aussi en plusieurs points le graphène.
Trois atomes d’épaisseur
«Le principal avantage du MoS2 est qu’il permet de réduire la taille des transistors, et d’aller ainsi plus loin vers la miniaturisation», décrit Andras Kis. Avec le silicium, il n’a pas été possible, jusque là, de faire des couches plus fines que 2 nanomètres, au risque qu’elles subissent une réaction chimique qui en oxyde la surface et péjore ses propriétés électroniques. Pouvant être travaillée en couches d’une épaisseur de trois atomes seulement, la molybdénite permet de faire des puces au moins trois fois plus petites. A cette échelle, ce matériau reste très stable et la conduction est facile à contrôler.
Une consommation moins élevée
Newsletter Enerzine
Recevez les meilleurs articles
Énergie, environnement, innovation, science : l’essentiel directement dans votre boîte mail.
Les transistors en MoS2 sont également moins gourmands en énergie. «Ils peuvent être enclenchés et déclenchés beaucoup plus rapidement, et surtout plus complètement à l’état de veille», précise Andras Kis.
Sur le plan de l’amplification des signaux électroniques, la molybdénite rejoint le silicium, avec une amplitude du signal quatre fois plus forte à la sortie du circuit qu’à son entrée. Cela prouve qu’il existe «un potentiel important pour créer des circuits plus complexes, ajoute le chercheur. Avec le graphène, par exemple, cette amplitude est autour de 1. En dessous de ce seuil, la tension électrique a la sortie du circuit ne serait pas suffisante pour alimenter un deuxième circuit du même type.»
Vers des circuits flexibles
Enfin, la molybdénite affiche des propriétés mécaniques qui la rendent également intéressante dans le domaine de l’électronique flexible, pour la réalisation, à plus long terme, de feuilles souples de circuits intégrés. Celles-ci pourraient par exemple servir à fabriquer des ordinateurs enroulables ou des appareils pouvant s’appliquer sur la peau.
** EPFL – École Polytechnique Fédérale de Lausanne
Je verais cette technologie se développer d’abord dans le stockage de données : SSD, mémoire flash, MRAM…
bonjour A quand une application solaire ? Ca doit le faire !! on vit une époque formidable ! Au risque de me répéter, va-t-on attendre un désastre nucléaire français qui contaminera l’europe entière avant d’arrêter nos réacteurs les plus anciens ? ou comme au Japon, lever le pied sans s’éclairer à la bougie pour autant ! En un an ce pays qui est (ou était) la deuxième puissance mondiale sera de facto sorti du nucléaire ! Enfin sorti c’est pas le mot, vu la contamination catastrophique d’une bonne partie de ce petit pays ! N’attendons pas la cata pour réagir ! Pour un arrêt immédiat mais forcément progressif du nucléaire en France ! Au secours
Je pense que comme beaucoup d’articles, celui ci laisse penser que la technologie peut concurencer le silicium. Or songez que le moindre microprocesseur actuel, nous avons Un millard de transistors. L’introduction de nouveau matériaux devra etre compatible avec cette possibilité incroyable de réalisation d’un milliard de transistors (sans défaut bien entendu) sur une meme puce. Et plus de 700 de ces puces sur un wafer. Alors, quelle que soit la qualité de ce résultat, ça reste un résultat de labo (ce n’est pas péjoratif). cdlt
moi je dis bravo aux suisse pour ces travaux. les premiers circuits intégrés il ya environ 35-40 ans avaient des gravures de plusieurs microns on en est aujourd’hui autour de 20 nano un facteur supérieur à 100 ! créons donc une molybdénite vallée avec les suisses (en plus francophones!) oui vivement des SSD en molybdènite