À mesure que les appareils électroniques deviennent de plus en plus petits, la technologie qui les alimente doit devenir plus petite et plus fine.

L'un des principaux défis auxquels les scientifiques sont confrontés dans le développement de cette technologie est de trouver des matériaux capables de bien fonctionner à une taille ultrafine. Mais maintenant, Les chercheurs de Berkeley pensent qu'ils peuvent avoir la réponse.

Dirigé par Sayeef Salahuddin, professeur d'électrotechnique et d'informatique, et étudiant diplômé Suraj Cheema, une équipe de chercheurs a réussi à faire croître sur du silicium un matériau ultrafin qui démontre une propriété électrique unique appelée ferroélectricité. Les conclusions du duo ont été publiées dans le numéro du 22 avril de La nature .

La ferroélectricité fait référence à une classe de matériaux qui peuvent non seulement réaliser une polarisation électrique spontanée, mais aussi inverser sa direction lorsqu'il est exposé à un champ électrique externe, ce qui est prometteur pour l'électronique.

La percée de l'équipe démontre des effets ferroélectriques sur un matériau d'à peine 1 nanomètre d'épaisseur, équivalent à la taille de seulement deux blocs de construction atomiques. Par conséquent, le matériau peut alimenter efficacement le plus petit des appareils avec des quantités d'énergie inférieures.

« Nous fabriquons des appareils informatiques de plus en plus petits, De plus en plus petit, " a déclaré Salahuddin. " Vous ne voulez pas utiliser de matériaux épais, parce que vous n'avez pas la place. Avec notre matériau ferroélectrique, vous n'avez pas vraiment besoin de vous soucier de l'espace."

Précédemment, les chercheurs ont réussi à stabiliser la ferroélectricité dans des matériaux de plus en plus minces. Mais en dessous d'environ 3 nanomètres, "la ferroélectricité diminue dans les matériaux ferroélectriques conventionnels, " a déclaré Cheema.

Jusqu'à maintenant. L'équipe de Berkeley a cultivé de l'oxyde d'hafnium dopé, un nanomètre d'épaisseur, sur du silicium. Non seulement le matériau ultrafin a fait preuve de ferroélectricité, mais l'effet était en fait plus fort que le matériau plusieurs nanomètres plus épais - une "percée fondamentale" dans le domaine de la ferroélectricité, dit Salahuddin.

La découverte pourrait conduire à la création de batteries et de capteurs plus avancés. Mais le travail est particulièrement prometteur pour la mémoire et les puces logiques des ordinateurs.

La découverte de la ferroélectricité dans des films d'à peine 1 nanomètre d'épaisseur signifie que ces cellules de stockage pourraient être réduites à des dimensions inférieures à ce que l'on croyait possible auparavant.

"Nous pouvons cultiver des matériaux ferroélectriques qui peuvent être utilisés dans la fabrication de puces informatiques aujourd'hui, ", a déclaré Salahuddin.