(PhysOrg.com) -- Molybdénite, un nouveau matériau très prometteur, peut dépasser les limites physiques du silicium. Les scientifiques de l'EPFL l'ont prouvé en fabriquant la première micropuce en molybdénite, avec des transistors plus petits et plus économes en énergie.

Après avoir révélé les avantages électroniques de la molybdénite, Les chercheurs de l'EPFL ont maintenant franchi la prochaine étape définitive. Le Laboratoire d'électronique et de structures à l'échelle nanométrique (LANES) a réalisé une puce, ou circuit intégré, confirmant que la molybdénite peut dépasser les limites physiques du silicium en termes de miniaturisation, la consommation d'électricité, et la flexibilité mécanique.

« Nous avons construit un premier prototype, mise en place de deux à six transistors série, et montré que les opérations logiques binaires de base étaient possibles, ce qui prouve qu'on peut faire une puce plus grosse, », explique le directeur de LANES, Andras Kis, qui a récemment publié deux articles sur le sujet dans la revue scientifique ACS Nano .

Début 2011, le laboratoire a dévoilé le potentiel du bisulfure de molybdène (MoS2), une quantité relativement abondante, minéral naturel. Sa structure et ses propriétés semi-conductrices en font un matériau idéal pour une utilisation dans les transistors. Il peut ainsi concurrencer directement le silicium, le composant le plus utilisé en électronique, et sur plusieurs points il rivalise aussi avec le graphène.

Trois atomes d'épaisseur

« Le principal avantage du MoS2 est qu'il permet de réduire la taille des transistors, et ainsi de les miniaturiser davantage, », explique Kis. Il n'a pas été possible jusqu'à présent de réaliser des couches de silicium de moins de deux nanomètres d'épaisseur, en raison du risque d'amorcer une réaction chimique qui oxyderait la surface et compromettrait ses propriétés électroniques. Molybdénite, d'autre part, peut être travaillé en couches de seulement trois atomes d'épaisseur, permettant de construire des puces au moins trois fois plus petites. A cette échelle, le matériau est encore très stable et la conduction est facile à contrôler.

Pas aussi gourmand

Les transistors MoS2 sont également plus efficaces. « Ils peuvent être allumés et éteints beaucoup plus rapidement, et peut être mis dans un mode veille plus complet, », explique Kis.
La molybdénite est comparable au silicium en termes de capacité à amplifier les signaux électroniques, avec un signal de sortie quatre fois plus fort que le signal entrant. Cela prouve qu'il existe « un potentiel considérable pour créer des puces plus complexes, " dit Kis. « Avec le graphène, par exemple, cette amplitude est d'environ 1. En dessous de ce seuil, la tension de sortie ne serait pas suffisante pour en alimenter une seconde, puce similaire.

Flexibilité intégrée

La molybdénite possède également des propriétés mécaniques qui la rendent intéressante comme matériau possible pour une utilisation en électronique flexible, comme éventuellement dans la conception de feuilles de copeaux souples. Ceux-ci pourraient, par exemple, être utilisé pour fabriquer des ordinateurs qui pourraient être enroulés ou des dispositifs qui pourraient être apposés sur la peau.