Des puces électroniques plus petites et plus économes en énergie pourraient être fabriquées à l'aide de molybdénite. Dans un article paru en ligne le 30 janvier dans la revue Nature Nanotechnologie , Le Laboratoire d'électronique et de structures à l'échelle nanométrique (LANES) de l'EPFL publie une étude montrant que ce matériau présente des avantages distincts par rapport au silicium ou au graphène traditionnels pour une utilisation dans des applications électroniques.

Une découverte faite à l'EPFL pourrait jouer un rôle important en électronique, nous permettant de fabriquer des transistors plus petits et plus économes en énergie. Des recherches menées au Laboratoire d'électronique et de structures à l'échelle nanométrique (LANES) ont révélé que la molybdénite, ou MoS 2 , est un semi-conducteur très efficace. Ce minéral, qui est abondante dans la nature, est souvent utilisé comme élément dans les alliages d'acier ou comme additif dans les lubrifiants. Mais il n'avait pas encore été largement étudié pour une utilisation en électronique.

100, 000 fois moins d'énergie

"C'est un matériau à deux dimensions, très fin et facile à utiliser en nanotechnologie. Il a un réel potentiel dans la fabrication de très petits transistors, diodes électroluminescentes (LED) et cellules solaires, " dit le professeur de l'EPFL Andras Kis, dont les collègues de LANES M. Radisavljevic, Prof. Radenovic et M. Brivio ont travaillé avec lui sur l'étude. Il compare ses avantages avec deux autres matériaux :le silicium, actuellement le principal composant utilisé dans les puces électroniques et informatiques, et le graphène, dont la découverte en 2004 a valu aux physiciens de l'Université de Manchester Andre Geim et Konstantin Novoselov le prix Nobel de physique 2010.

L'un des avantages de la molybdénite est qu'elle est moins volumineuse que le silicium, qui est un matériau tridimensionnel. "Dans une feuille de MoS de 0,65 nanomètre d'épaisseur 2 , les électrons peuvent se déplacer aussi facilement que dans une feuille de silicium de 2 nanomètres d'épaisseur, " explique Kis. " Mais il n'est actuellement pas possible de fabriquer une feuille de silicium aussi mince qu'une feuille monocouche de MoS 2 ." Un autre avantage de la molybdénite est qu'elle peut être utilisée pour fabriquer des transistors qui consomment 100, 000 fois moins d'énergie en veille que les transistors traditionnels au silicium. Un semi-conducteur avec un "gap" doit être utilisé pour allumer et éteindre un transistor, et l'espace de 1,8 électron-volt de la molybdénite est idéal à cette fin.

Mieux que le graphène

En physique du solide, La théorie des bandes est une façon de représenter l'énergie des électrons dans un matériau donné. Dans les semi-conducteurs, des espaces sans électrons existent entre ces bandes, les soi-disant "bandes interdites". Si l'écart n'est ni trop petit ni trop grand, certains électrons peuvent sauter à travers l'espace. Il offre ainsi une plus grande maîtrise du comportement électrique du matériau, qui peut être allumé et éteint facilement.

L'existence de cette lacune dans la molybdénite lui confère également un avantage sur le graphène. Considéré aujourd'hui par de nombreux scientifiques comme le matériel électronique du futur, le graphène "semi-métal" n'a pas de gap, et il est très difficile d'en reproduire artificiellement un dans le matériau.