Matériaux 2D ultra-fins ouvrent la voie aux transistors de nouvelle génération

Les matériaux bidimensionnels peuvent être utilisés pour créer des transistors plus petits et plus performants que ceux traditionnellement faits de silicium, selon le Professeur Saptarshi Das du College of Engineering de Penn State. Lui et son équipe ont conduit des tests pour déterminer la viabilité technologique de transistors faits de matériaux 2D.

« Nous vivons dans un monde numérique et connecté piloté par les données », a dit Das. « Les mégadonnées requièrent un stockage et une puissance de traitement accrus. Si vous voulez stocker ou traiter plus de données, vous devez utiliser de plus en plus de transistors. » En d'autres termes, alors que la technologie moderne continue de devenir plus compacte, les transistors doivent aussi le devenir.

Le silicium, le matériau 3D utilisé pour fabriquer des transistors depuis six décennies, ne peut plus être produit plus petit, selon Das, ce qui rend son utilisation dans les transistors de plus en plus difficile. Cependant, des études de recherche antérieures ont déterminé que les matériaux 2D, comme alternative, peuvent être fabriqués 10 fois plus fins que la technologie silicium actuelle.

Étude : disulfure de molybdène et disulfure de tungstène monocouches

Dans leur étude, les chercheurs ont fait croître du disulfure de molybdène monocouche et du disulfure de tungstène monocouche en utilisant une technique de dépôt chimique en phase vapeur organométallique obtenue du 2D Crystal Consortium NSF Materials Innovation Platform (2DCC-MIP) à Penn State.

Pour comprendre comment les nouveaux transistors 2D performent, les chercheurs ont analysé des mesures statistiques en relation avec la tension de seuil, la pente de sous-seuil, le rapport courant maximum/minimum, la mobilité des porteurs à effet de champ, la résistance de contact, le courant d'entraînement, et la vitesse de saturation des porteurs.

Les tests ont confirmé la viabilité des nouveaux transistors, prouvant que la technologie peut maintenant avancer vers la fabrication et le développement, selon Das. « Ces nouveaux transistors peuvent aider à rendre la prochaine génération d'ordinateurs plus rapides, plus économes en énergie, et capables de supporter plus de traitement et stockage de données », a-t-il dit.