(Phys.org) - Une équipe de chercheurs de l'Université Cornell a développé une technique qui permet de faire croître des films semi-conducteurs d'une épaisseur de 3 atomes sur des plaquettes, jusqu'à 10 centimètres de diamètre. Dans leur article publié dans la revue La nature , l'équipe décrit leur technique et les façons dont elle pourrait être utilisée pour créer des circuits ultra-minuscules. Tobin Marks et Mark Hersam de la Northwestern University proposent un article de perspective sur le travail effectué par l'équipe dans le même numéro de revue.

Alors que la recherche se poursuit pour permettre de créer des circuits de plus en plus petits, les chercheurs se sont tournés vers les matériaux dits 2D, ceux qui n'ont qu'un atome d'épaisseur - qui, à ce stade, semble être une limite physique. Les tests de ces matériaux se sont avérés fructueux et les scientifiques sont convaincus qu'un jour prochain, ils seront utilisés dans toutes sortes de gadgets électroniques. Ce qui les retient en ce moment, c'est un moyen de les produire en masse dans des tailles suffisamment grandes pour être utiles tout en restant homogènes sur toute leur surface (ayant une uniformité spatiale). Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont réussi en modifiant un processus connu sous le nom de dépôt de métal organique en phase vapeur (MOCVD) pour créer deux types de dichalcogénures de métaux de transition (TMD) :le disulfure de tungstène et le disulfure de molybdène. Une couche du matériau a une épaisseur de trois atomes et elle a été créée sans avoir recours à du ruban adhésif, et contrairement au graphène, c'est un semi-conducteur.

L'équipe a créé ses films en les faisant pousser sur du SiO isolant 2 substrats en utilisant une technique de dépôt chimique en phase vapeur métal-organique. En créant 200 des films, ils n'en ont trouvé que deux qui ne fonctionnaient pas correctement, un taux de réussite de 99 %. En test, les films se sont avérés non seulement uniformes, mais comparable en performance aux films créés à l'aide de la méthode du ruban adhésif. Ils notent que la clé du succès était de s'approvisionner en chacun des ingrédients à partir de gaz, où chaque molécule n'avait qu'un seul atome du métal de transition. Modification de la pression du gaz, ils ont noté qu'il permettait de contrôler le degré de concentration des ingrédients et donc la croissance du film.

Les chercheurs pensent que la grande taille des films devrait permettre la création d'appareils qui les utilisent, bien que plus de travail devra être fait pour s'assurer que la technique permettra de faire pousser des films sur d'autres surfaces, en particulier ceux qui sont flexibles.

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