Un nouveau type de cristaux « nanofilaires » qui fusionne des matériaux semi-conducteurs et métalliques à l'échelle atomique pourrait jeter les bases d'une future électronique semi-conductrice. Des chercheurs de l'Université de Copenhague sont à l'origine de la percée, qui a un grand potentiel.

Le développement et la qualité de circuits électroniques extrêmement petits sont essentiels au fonctionnement et au bon fonctionnement des futurs ordinateurs et autres appareils électroniques. Le nouveau matériel, composé à la fois d'un semi-conducteur et d'un métal, possède une propriété supraconductrice particulière à très basse température et pourrait jouer un rôle central dans le développement de l'électronique future.

"Notre nouveau matériau est né comme un hybride entre un nanofil semi-conducteur et son contact électronique. Ainsi, nous avons inventé un moyen de faire une transition parfaite entre le nanofil et un supraconducteur. Le supraconducteur dans ce cas est l'aluminium. Il y a un grand potentiel dans ce domaine , " déclare le professeur agrégé Thomas Sand Jespersen, qui travaille dans le domaine depuis plus de 10 ans, depuis que la recherche sur les cristaux de nanofils existe au Nano-Science Center de l'Institut Niels Bohr.

Nanofil et contact formés en même temps

Les nanofils sont des fils de nanocristaux extrêmement fins utilisés dans le développement de nouveaux composants électroniques, comme les transistors et les cellules solaires. Une partie du défi de travailler avec des nanofils consiste à créer une bonne transition entre ces nanofils et un contact électrique avec le monde extérieur. Jusqu'à maintenant, des chercheurs, pas seulement à l'Institut Niels Bohr, mais du monde entier, ont cultivé des nanofils et le contact séparément. Cependant, avec la nouvelle approche, la qualité et la reproductibilité du contact se sont considérablement améliorées.

"Les atomes se trouvent dans un réseau parfaitement ordonné dans le cristal de nanofils, non seulement dans le semi-conducteur et le métal, mais aussi dans la transition entre les deux composants très différents, ce qui est significatif en soi. On pourrait dire que c'est la limite ultime à la perfection d'une transition que l'on pourrait imaginer entre un cristal de nanofil et un contact. Bien sûr cela ouvre de nombreuses opportunités pour fabriquer de nouveaux types de composants électroniques à l'échelle nanométrique et en particulier, cela signifie que nous pouvons étudier les propriétés électriques avec une précision beaucoup plus grande qu'auparavant, " explique le professeur adjoint Peter Krogstrup, qui a travaillé dur en laboratoire pour développer le contact.

Puces avec des milliards d'hybrides de nanofils

Dans leur publication en Matériaux naturels , le groupe de recherche a démontré ce contact parfait et ses propriétés et a également montré qu'ils peuvent fabriquer une puce avec des milliards d'hybrides semi-conducteurs-nanofils métalliques identiques.

« Nous pensons que cette nouvelle approche pourrait à terme constituer la base de la future électronique supraconductrice, et c'est pourquoi la recherche sur les nanofils est intéressante pour les plus grandes entreprises d'électronique, " dit Thomas Sand Jespersen. Peter Krogstrup et Thomas Sand Jespersen font tous deux partie du Center for Quantum Devices dirigé par le professeur Charles Marcus, et ils ont une étroite collaboration de recherche avec Microsoft. La recherche est en outre soutenue par la Fondation Carlsberg et la Fondation Lundbeck.