😮 Rejoignez nos [ 6.000 abonnés ]
Comment réduire sa facture d'énergie ? [ gratuit ]
mardi, septembre 22, 2026
  • Connexion
Enerzine.com
  • Accueil
  • Energie
    • Electricité
    • Marché Energie
    • Nucléaire
    • Pétrole
    • Gaz
    • Charbon
  • Renouvelable
    • Biogaz
    • Biomasse
    • Eolien
    • Géothermie
    • Hydro
    • Hydrogène
    • Solaire
  • Technologie
    • Batterie
    • Intelligence artificielle
    • Matériaux
    • Quantique
    • Recherche
    • Robotique
    • Autres
      • Chaleur
      • Communication
      • Fusion
      • Graphène
      • Impression
      • Industrie énergie
      • Industrie technologie
      • Laser
      • Nanotechnologie
      • Optique
  • Environnement
    • Carbone
    • Circulaire
    • Climat
    • Déchets
    • Durable
    • Risques
    • Santé
  • Mobilité
    • Aérien
    • Infrastructure
    • Logistique
    • Maritime
    • Spatial
    • Terrestre
  • Habitat
  • Insolite
  • GuideElectro
    • Sommaire
    • Maison
    • Chauffage
    • Bricolage
    • Jardin
    • Domotique
    • Autres
      • Isolations
      • Eclairage
      • Nomade
      • Loisir
      • Compostage
      • Médical
  • LaboFUN
    • Science
    • Lévitation
    • Globe
Aucun résultat
Voir tous les résultats
  • Accueil
  • Energie
    • Electricité
    • Marché Energie
    • Nucléaire
    • Pétrole
    • Gaz
    • Charbon
  • Renouvelable
    • Biogaz
    • Biomasse
    • Eolien
    • Géothermie
    • Hydro
    • Hydrogène
    • Solaire
  • Technologie
    • Batterie
    • Intelligence artificielle
    • Matériaux
    • Quantique
    • Recherche
    • Robotique
    • Autres
      • Chaleur
      • Communication
      • Fusion
      • Graphène
      • Impression
      • Industrie énergie
      • Industrie technologie
      • Laser
      • Nanotechnologie
      • Optique
  • Environnement
    • Carbone
    • Circulaire
    • Climat
    • Déchets
    • Durable
    • Risques
    • Santé
  • Mobilité
    • Aérien
    • Infrastructure
    • Logistique
    • Maritime
    • Spatial
    • Terrestre
  • Habitat
  • Insolite
  • GuideElectro
    • Sommaire
    • Maison
    • Chauffage
    • Bricolage
    • Jardin
    • Domotique
    • Autres
      • Isolations
      • Eclairage
      • Nomade
      • Loisir
      • Compostage
      • Médical
  • LaboFUN
    • Science
    • Lévitation
    • Globe
Aucun résultat
Voir tous les résultats
Enerzine.com
Aucun résultat
Voir tous les résultats
MXenes : un matériau qui stoppe les fuites de courant des transistors

Transistors : des contacts métalliques 2D stoppent les fuites de courant

par La rédaction
11 juillet 2023
en Recherche, Technologie

Dans le cadre des enjeux majeurs de l’informatique actuelle, l’optimisation des transistors occupe une place centrale. Si ces composants électroniques, qui ne sont guère plus que des commutateurs de haute technologie, ont largement bénéficié de l’évolution de la technologie des semi-conducteurs, il demeure un défi essentiel : améliorer leur rapidité sans compromettre leur efficacité.

Un nouveau chapitre de cette aventure technologique s’ouvre aujourd’hui avec l’utilisation potentielle de matériaux innovants connus sous le nom de MXenes.

Les ordinateurs, malgré toute leur complexité apparente, ne sont en fait qu’un grand nombre de commutateurs électroniques, s’activant et se désactivant dans le bon ordre pour traiter l’information numérique. La technologie des semi-conducteurs a permis de rendre ces commutateurs très petits et incroyablement rapides.

Le potentiel du nitrure de gallium

Le matériau semi-conducteur nitrure de gallium se révèle particulièrement prometteur pour accélérer encore ces processus. En effet, les porteurs de charge dans le nitrure de gallium, tels que les électrons, peuvent se déplacer à travers le matériau à grande vitesse. Cela rend le nitrure de gallium utile dans les transistors à haute mobilité d’électrons (HEMTs), destinés aux applications à haute fréquence et haute puissance, y compris les chargeurs de téléphones portables, les stations de base 5G, le radar et les communications par satellite.

Les limites actuelles des HEMTs

Un aspect crucial pour optimiser le fonctionnement d’un HEMT est la réalisation de la connexion électrique qui active ou désactive le transistor. Ces connexions, appelées portes Schottky, peuvent souffrir de courants de fuite élevés qui circulent même lorsque le transistor est à l’état d’arrêt. Cela entraîne une consommation d’énergie élevée et limite la tension qui peut être appliquée avant que le dispositif ne tombe en panne.

Retrouvez facilement Enerzine dans les actualités Google. G Ajouter Enerzine

Les MXenes : une solution prometteuse

Chuanju Wang de l’équipe de Xiaohang Li et Xiangming Xu de l’équipe de Husam Alshareef, en collaboration avec leurs collègues d’Inde et de Chine, ont montré que ces limitations peuvent être minimisées en fabriquant la porte Schottky à partir d’une classe de matériaux connus sous le nom de MXenes. Ceux-ci sont des couches atomiques bidimensionnelles de carbures, nitrures ou carbonitrures de métaux de transition.

Alors que les métaux conventionnels sont le choix traditionnel pour les contacts électriques avec le GaN, les interactions chimiques entre les deux matériaux créent des défauts qui peuvent piéger la charge électrique et limiter significativement la contrôlabilité de la porte. « Les matériaux de contact de porte en métal traditionnels ont été déposés en utilisant des méthodes telles que l’évaporation par faisceau d’électrons et la pulvérisation, qui ont une liaison chimique directe avec le substrat semi-conducteur« , explique Chuanju Wang.

« Nous avons montré que notre MXene bidimensionnel crée un contact dit de van der Waals avec le substrat semi-conducteur, ce qui peut réduire significativement les pièges d’interface et les charges fixes« , ajoute-t-il.

Des performances améliorées

L’équipe de KAUST a créé un HEMT GaN avec un contact de porte constitué de films ultra-propres du MXene Ti3C2Tx. Leur dispositif a montré un courant à l’état d’arrêt de seulement 10−7 milliampères par millimètre, ce qui est environ 1013 fois plus petit que le courant lorsque le HEMT est « on« .

Ce ratio on-off est une amélioration de six ordres de grandeur par rapport aux dispositifs avec le contact plus conventionnel en nickel-or.

« La prochaine étape consiste à utiliser les MXenes comme matériau de contact de porte Schottky dans d’autres types de transistors, tels que Ga2O3, In2O3, NiO et AlN« , précise Chuanju Wang.

En synthèse

Les MXenes semblent offrir une solution prometteuse pour surmonter les défis actuels des transistors haute vitesse, en particulier les transistors à haute mobilité d’électrons (HEMTs) utilisant le nitrure de gallium. Ils permettent de réduire significativement les courants de fuite et d’améliorer le ratio on-off, augmentant ainsi la performance des dispositifs tout en réduisant leur consommation d’énergie.

Pour une meilleure compréhension

Qu’est-ce qu’un MXene ?

Les MXenes sont des couches atomiques bidimensionnelles de carbures, nitrures ou carbonitrures de métaux de transition. Elles présentent des propriétés électriques intéressantes pour la réalisation de contacts dans les transistors.

Pourquoi les MXenes sont-ils intéressants pour les transistors ?

Les MXenes permettent de créer un contact dit de van der Waals avec le substrat semi-conducteur, ce qui peut réduire significativement les pièges d’interface et les charges fixes. Cela améliore le ratio on-off des transistors et réduit leur consommation d’énergie.

Comment les MXenes améliorent-ils les performances des transistors ?

Les MXenes permettent de réduire significativement les courants de fuite (courant qui s’écoule même lorsque le transistor est en mode « off »), améliorant ainsi l’efficacité énergétique des transistors. Ils permettent également d’augmenter le ratio on-off des transistors, soit la différence entre le courant lorsqu’un transistor est allumé et lorsqu’il est éteint, ce qui est un indicateur clé de performance pour ces dispositifs.

Quels sont les applications potentielles des transistors améliorés par les MXenes ?

Les transistors améliorés par les MXenes pourraient trouver de nombreuses applications dans les domaines nécessitant des dispositifs à haute fréquence et à haute puissance, tels que les chargeurs de téléphones mobiles, les stations de base 5G, les communications par radar et par satellite, entre autres.

Qu’est-ce que le contact de type van der Waals ?

Un contact de type van der Waals est une liaison plus faible que les liaisons chimiques conventionnelles, caractérisée par des forces d’attraction entre les molécules ou entre les parties de molécules. Dans le contexte des transistors, ce type de contact permet de réduire les interactions chimiques qui créent des défauts dans le matériau semiconducteur.

Quels sont les prochains pas pour la recherche sur les MXenes ?

La prochaine étape consiste à utiliser les MXenes comme matériau de contact Schottky dans d’autres types de transistors, tels que Ga2O3, In2O3, NiO et AlN.

Légende illustration principale : Les chercheurs du KAUST ont mis au point un MXène bidimensionnel pour la technologie des semi-conducteurs qui pourrait contribuer à améliorer une série d’applications à haute puissance, notamment les radars et les communications par satellite. 2023 KAUST ; Olga Kasimova.

RÉFÉRENCE : Wang, C., Xu, X., Tyagi, S., Rout, P.C., Schwingenschlӧgl, U., Sarkar, B., Khandelwal, V., Liu, X., Gao, L., Hedhili, M.N., Alshareef. H.N. & Li, X. Ti3C2Tx MXene van der Waals gate contact for GaN high electron mobility transistors. Advanced Materials 25, 2211738.| article

Partager l'article avec :
  WhatsApp   LinkedIn   Facebook   Telegram   Email
Tags: courantfuitesmateriauMXenestransistors
Article précédent

Un moteur de fusée imprimé en 3D par des étudiants bat un record

Article suivant

Californie : la culture des fraises face à la menace plastique

La rédaction

La rédaction

Enerzine.com propose une couverture approfondie des innovations technologiques et scientifiques, avec un accent particulier sur : - Les énergies renouvelables et le stockage énergétique - Les avancées en matière de mobilité et transport - Les découvertes scientifiques environnementales - Les innovations technologiques - Les solutions pour l'habitat Les articles sont rédigés avec un souci du détail technique tout en restant accessibles, couvrant aussi bien l'actualité immédiate que des analyses. La ligne éditoriale se concentre particulièrement sur les innovations et les avancées technologiques qui façonnent notre futur énergétique et environnemental, avec une attention particulière portée aux solutions durables et aux développements scientifiques majeurs.

A lire également

Les offres d'emploi informatique les plus exposées à l'IA chutent de 40% par rapport aux métiers peu exposés
Intelligence artificielle

Les offres d’emploi informatique les plus exposées à l’IA chutent de 40% par rapport aux métiers peu exposés

il y a 2 heures
Des chimistes renversent une hypothèse de 40 ans sur une classe clé de supraconducteurs
Matériaux

Des chimistes renversent une hypothèse de 40 ans sur une classe clé de supraconducteurs

il y a 5 heures
Qu'est-ce qui tue le chat de Schrödinger ?
Quantique

Qu’est-ce qui tue le chat de Schrödinger ?

il y a 6 heures
Les magnétomètres à diamant peuvent ouvrir une nouvelle fenêtre sur l'activité cardiaque
Quantique

Les magnétomètres à diamant peuvent ouvrir une nouvelle fenêtre sur l’activité cardiaque

il y a 12 heures
Ouvrir la voie à la production de fibres de carbone renouvelables
Matériaux

Ouvrir la voie à la production de fibres de carbone renouvelables

il y a 1 jour
Les photons créent des boîtes dorées, les électrons mènent aux coquilles
Nanotechnologie

Les photons créent des boîtes dorées, les électrons mènent aux coquilles

il y a 1 jour
Des ingénieurs de Nottingham créent un paradigme révolutionnaire d'effets sonores
Recherche

Des ingénieurs de Nottingham créent un paradigme révolutionnaire d’effets sonores

il y a 1 jour
Des nanodiamants par choc laser
Laser

Comment des lasers transforment du plastique en nanodiamants ultra-purs

il y a 2 jours
Plus d'articles
Article suivant
Californie : la culture des fraises face à la menace plastique

Californie : la culture des fraises face à la menace plastique

jumeau numérique

Le jumeau numérique fait avancer la recherche sur les batteries

Le futur de l'énergie de fusion révélé par l'Université de Rochester

Une brique de l'énergie de fusion révélée par l'Université de Rochester

Newsletter

Recevez les derniers articles dans votre messagerie 📩

Veuillez confirmer votre abonnement !
Certains champs sont manquants ou incorrects !

Vous avez aimé

  • Paulownia, l’arbre asiatique qui capterait dix fois plus de CO2 que le chêne

    Paulownia, l’arbre asiatique qui capterait dix fois plus de CO2 que le chêne

    117 partages
    Partage 47 Tweet 29
  • Pénurie de carburant, faut-il vraiment craindre la panne sèche cet automne ?

    26 partages
    Partage 10 Tweet 7
  • Alerte au virus du Nil occidental, le moustique Culex frappe la métropole

    10 partages
    Partage 4 Tweet 3
  • Batteries tout solide, la promesse à 381 Wh/kg affronte l’épreuve de la production

    6 partages
    Partage 2 Tweet 2
  • Batteries solides : ProLogium mise tout sur sa gigafactory de Dunkerque

    16 partages
    Partage 6 Tweet 4

Tendance

Les offres d'emploi informatique les plus exposées à l'IA chutent de 40% par rapport aux métiers peu exposés
Intelligence artificielle

Les offres d’emploi informatique les plus exposées à l’IA chutent de 40% par rapport aux métiers peu exposés

par La rédaction
22 septembre 2026
0

Les métiers de l'informatique et des TIC figurent parmi les plus directement exposés à ce recul de...

Des chimistes renversent une hypothèse de 40 ans sur une classe clé de supraconducteurs

Des chimistes renversent une hypothèse de 40 ans sur une classe clé de supraconducteurs

22 septembre 2026
Les fenêtres peuvent-elles rafraîchir les bâtiments sans électricité ?

Les fenêtres peuvent-elles rafraîchir les bâtiments sans électricité ?

22 septembre 2026
Qu'est-ce qui tue le chat de Schrödinger ?

Qu’est-ce qui tue le chat de Schrödinger ?

22 septembre 2026
Décrypter l'aérodynamique des profils d'aile ultra-fins bio-inspirés

Décrypter l’aérodynamique des profils d’aile ultra-fins bio-inspirés

22 septembre 2026

Points forts

Qu’est-ce qui tue le chat de Schrödinger ?

Décrypter l’aérodynamique des profils d’aile ultra-fins bio-inspirés

Les magnétomètres à diamant peuvent ouvrir une nouvelle fenêtre sur l’activité cardiaque

Droit à la prise en copropriété : ce que prévoit la loi

Bureaux modulaires : comment concevoir des espaces de travail confortables, acoustiques et évolutifs ?

Ouvrir la voie à la production de fibres de carbone renouvelables

Bibliothèque photos préférée : Depositphotos.com
depositphotos
Enerzine est rémunéré pour les achats éligibles à la plateforme AMAZON

Articles récents

Les offres d'emploi informatique les plus exposées à l'IA chutent de 40% par rapport aux métiers peu exposés

Les offres d’emploi informatique les plus exposées à l’IA chutent de 40% par rapport aux métiers peu exposés

22 septembre 2026
Des chimistes renversent une hypothèse de 40 ans sur une classe clé de supraconducteurs

Des chimistes renversent une hypothèse de 40 ans sur une classe clé de supraconducteurs

22 septembre 2026
  • A propos
  • Newsletter
  • Publicité – Digital advertising
  • Mentions légales | CGU | RGPD
  • Contact

© 2026 Enerzine.com

Bienvenue !

Login to your account below

Forgotten Password?

Retrieve your password

Please enter your username or email address to reset your password.

Log In
◢
Recevez l’essentiel de l’énergie et de l’innovation Choisissez votre rythme de lecture
Fréquence de réception

En vous inscrivant, vous acceptez notre politique de confidentialité.

Aucun résultat
Voir tous les résultats
  • Accueil
  • Energie
  • Renouvelable
  • Technologie
  • Environnement
  • Mobilité
  • Habitat
  • Insolite
  • Guide
  • Labo

© 2026 Enerzine.com