Le futur de l'électronique passera-t-il par le molybdénite ? Une matière aux propriétés physiques plus qu'intéressantes...

Après le silicium ou encore le graphène, des chercheurs de l'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne ont réussi à créer la première puce à base de molybdénite, produisant grâce à cette matière des transistors plus petits. Tout comme le graphène, ce minéral d'origine naturel peut donc dépasser les limites physiques du silicium en termes de miniaturisation, également sur la consommation électrique ou encore sur la flexibilité mécanique. Le directeur du LANES, Andras Kis, explique avoir pu passer de deux à six transistors en série et montrer que des opérations binaires logiques sont possibles... Ce qui veut dire qu'une production à plus grande échelle est envisageable pour en faire des processeurs à terme.

Le MoS2 permet de réduire encore plus la taille des transistors, jusqu'à trois atomes d'épaisseur

Depuis le début de l'année, le laboratoire travaille sur le sulfure de molybdène (MoS2) - en relative abondance. Sa structure et ses propriétés semi-conductrices en font le matériau idéal pour une utilisation dans le secteur de l'électronique. C'est pour cela qu'il arrivera sûrement à suppléer le silicium, et pourquoi pas rivaliser avec le graphène.

"Le principal avantage du MoS2, c'est qu'il nous permet de réduire la taille des transistors, et donc de les miniaturiser davantage", explique Kis. Il n'a pas été possible jusqu'à présent de faire des couches de moins de deux nanomètres d'épaisseur de silicium, en raison du risque d'initier une réaction chimique d'oxydo-réduction à la surface et donc de perdre ses propriétés. Le molybdénite, en revanche, peut être travaillé en couche de seulement trois atomes d'épaisseur, ce qui permet de construire des puces qui sont au moins trois fois plus petites. A cette échelle, la matière est encore très stable et la conductivité est facile à contrôler.

Pour passer en cascade des transistors, il faut que la tension de sortie de la matière soit légèrement supérieure à la tension d'entrée, pour absorber les pertes lors du passage dans la matière. Avec la molybdénite, il est même possible d'amplifier jusqu'à quatre fois celle en entrée. Alors qu'avec le graphène, cette amplitude est à peine au dessus de un ce qui implique une association au silicium pour obtenir des propriétés d'amplification intéressantes. Mais ce n'est pas tout, les propriétés mécaniques de ce minéral pourraient être utilisées dans le domaine de l'électronique flexible, par exemple dans la conception de feuilles souples pour les écrans, ou encore sur des objets qui s'adaptent à la morphologie humaine, comme sur un poignet pour une montre intelligente.

Avons-nous enfin trouvé la nouvelle matière pouvant remplacer le silicium ? Pas tout à fait, car il reste au moins dix à vingt ans de travaux et de recherche pour qu'un usage commercial soit possible. Le laboratoire cherche d'ailleurs à le rendre encore plus conducteur, pour identifier s'il pourrait, à terme, remplacer le cuivre...

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