Des chercheurs de l'Université RMIT ont conçu un nouveau type de transistor, le bloc de construction pour tous les appareils électroniques. Au lieu d'envoyer des courants électriques à travers le silicium, ces transistors envoient des électrons à travers des entrefers étroits, où ils peuvent voyager sans entrave comme dans l'espace.

L'appareil dévoilé dans la revue Material Sciences Journal Lettres nano , élimine l'utilisation de tout semi-conducteur, le rendant plus rapide et moins sujet à chauffer.

Auteur principal et Ph.D. candidat au Groupe de Recherche Matériaux Fonctionnels et Microsystèmes du RMIT, Mme Shruti Nirantar, a déclaré que cette conception prometteuse de preuve de concept pour les nanopuces en tant que combinaison de métal et d'entrefers pourrait révolutionner l'électronique.

"Chaque ordinateur et téléphone possède des millions voire des milliards de transistors électroniques en silicium, mais cette technologie atteint ses limites physiques où les atomes de silicium gênent le passage du courant, limitant la vitesse et provoquant de la chaleur, " dit Nirantar.

"Notre technologie de transistor à canal d'air fait circuler le courant dans l'air, il n'y a donc pas de collisions pour le ralentir et pas de résistance dans le matériau pour produire de la chaleur."

La puissance des puces informatiques - ou le nombre de transistors pressés sur une puce de silicium - a augmenté de manière prévisible depuis des décennies, doublant à peu près tous les deux ans. Mais ce rythme de progression, connue sous le nom de loi de Moore, a ralenti ces dernières années alors que les ingénieurs luttent pour fabriquer des pièces de transistor, qui sont déjà plus petits que les plus petits virus, plus petit encore.

Nirantar affirme que leurs recherches sont une voie prometteuse pour la nanoélectronique en réponse à la limitation de l'électronique à base de silicium.

"Cette technologie prend simplement une voie différente vers la miniaturisation d'un transistor dans le but de respecter la loi de Moore pendant plusieurs décennies, " dit Shruti.

Le chef de l'équipe de recherche, le professeur agrégé Sharath Sriram, a déclaré que la conception résolvait un défaut majeur dans les transistors à canal solide traditionnels - ils sont remplis d'atomes - ce qui signifie que les électrons qui les traversent sont entrés en collision, ralenti et gaspillé de l'énergie sous forme de chaleur.

« Imaginez-vous marcher dans une rue densément peuplée pour vous rendre d'un point A à un point B. La foule ralentit votre progression et draine votre énergie, " dit Sriram.

« Voyager dans le vide, en revanche, est comme une autoroute vide où vous pouvez conduire plus vite avec une efficacité énergétique plus élevée. »

Mais alors que ce concept est évident, des solutions d'emballage sous vide autour des transistors pour les rendre plus rapides les rendraient également beaucoup plus gros, ne sont donc pas viables.

"Nous résolvons ce problème en créant un écart à l'échelle nanométrique entre deux points métalliques. L'écart n'est que de quelques dizaines de nanomètres, ou 50, 000 fois plus petit que la largeur d'un cheveu humain, mais c'est suffisant pour faire croire aux électrons qu'ils voyagent dans le vide et recréer un espace extérieur virtuel pour les électrons dans l'entrefer nanométrique, " il a dit.

Le dispositif nanométrique est conçu pour être compatible avec les processus de fabrication et de développement de l'industrie moderne. Il a également des applications dans l'espace, à la fois en tant qu'électronique résistante aux rayonnements et pour utiliser l'émission d'électrons pour le pilotage et le positionnement des « nano-satellites ».

"C'est un pas vers une technologie passionnante qui vise à créer quelque chose à partir de rien pour augmenter considérablement la vitesse de l'électronique et maintenir le rythme des progrès technologiques rapides, " dit Sriram.