Des atomes de molybdène (gris) et de soufre (jaune) sont représentés dans une formation cristalline bidimensionnelle. Un laser frappe la surface en spirale, provoquant un courant de vallée porté par une paire électron-trou, se déplacer à travers le cristal. Crédit :Kathryn McGill
Pour le transistor qui ne cesse de rétrécir, il peut y avoir un nouveau jeu en ville. Les chercheurs de Cornell ont démontré des performances électroniques prometteuses à partir d'un composé semi-conducteur avec des propriétés qui pourraient s'avérer un digne compagnon du silicium.
De nouvelles données sur les propriétés électroniques d'un cristal atomiquement mince de bisulfure de molybdène sont publiées en ligne dans Science 27 juin par Kin Fai Mak, un boursier postdoctoral à l'Institut Kavli à Cornell pour la science à l'échelle nanométrique. Ses co-auteurs sont Paul McEuen, le professeur de physique Goldwin Smith; Parc Jiwoong, professeur agrégé de chimie et de biologie chimique; et l'étudiante diplômée en physique Kathryn McGill.
L'intérêt récent pour le bisulfure de molybdène pour les transistors a été inspiré en partie par des études similaires sur le graphène - un carbone d'une épaisseur d'un atome dans une formation atomique comme du grillage. Bien que super fort, vraiment fin et un excellent conducteur, le graphène ne permet pas d'allumer et d'éteindre facilement le courant, qui est au cœur de ce que fait un transistor.
bisulfure de molybdène, d'autre part, est facile à acquérir, peut être découpé en cristaux très minces et possède la bande interdite nécessaire pour en faire un semi-conducteur. Il possède une autre propriété potentiellement utile :outre la charge intrinsèque et le spin, il a également un degré de liberté supplémentaire appelé vallée, qui peut produire une perpendiculaire, courant sans charge qui ne dissipe aucune énergie lorsqu'il circule.
Si ce courant de vallée pouvait être exploité - les scientifiques y travaillent toujours - le matériau pourrait constituer la base d'un transistor atomiquement mince, qui en principe permettrait à l'électronique de dissiper aucune chaleur, selon Mak.
Les chercheurs ont montré la présence de ce courant de vallée dans un transistor au bisulfure de molybdène qu'ils ont conçu au Cornell NanoScale Science and Technology Facility (CNF). Leurs expériences comprenaient l'éclairage du transistor avec une lumière polarisée circulairement, qui a eu l'effet inhabituel d'exciter les électrons dans une courbe latérale. Ces expériences ont renforcé le concept d'utilisation du degré de liberté de la vallée comme support d'informations pour l'électronique ou l'optoélectronique de nouvelle génération.
