Un nouveau transistor révolutionnaire pourrait changer le monde de l’électronique

Récemment, une avancée majeure dans le domaine des transistors a été dévoilée par des chercheurs. Ce transistor, fabriqué à partir d’un matériau innovant, promet des performances inégalées en matière de vitesse de commutation et de durabilité, suggérant une révolution possible dans la technologie électronique au cours des deux prochaines décennies.

Un matériau révolutionnaire

Les scientifiques ont développé un transistor utilisant un matériau ultrafin composé de couches de nitrure de bore superposées. Ce matériau, grâce à ses propriétés uniques, permet au transistor de changer de polarité en quelques nanosecondes tout en supportant plus de 100 milliards de cycles d’utilisation sans dégradation. Cette résistance exceptionnelle à l’usure et cette vitesse de commutation rapide en font un candidat idéal pour une large gamme d’applications électroniques.

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Le nitrure de bore, en tant que matériau extrêmement fin, présente l’avantage de nécessiter une faible tension pour effectuer la commutation de polarité. Cela signifie que les transistors fabriqués avec ce matériau seront extrêmement économes en énergie, ce qui est crucial pour les dispositifs électroniques modernes à grande vitesse et à faible consommation.

Comparant les qualités du matériau à celles des matériaux de transistors existants, les chercheurs ont affirmé dans un communiqué que ces derniers « atteignent ou dépassent déjà les normes industrielles ». Leurs résultats ont été publiés dans la revue Science. Le professeur de physique Pablo Jarillo-Herrero, coauteur de l’article, a déclaré : « C’est l’un des premiers exemples, et peut-être le plus spectaculaire, de la façon dont la science fondamentale a conduit à quelque chose qui pourrait avoir un impact majeur sur les applications. »

Propriétés ferroélectriques

Le nitrure de bore possède des propriétés ferroélectriques, ce qui lui permet de passer rapidement d’une charge positive à une charge négative. Cette propriété est le résultat de la polarisation électrique spontanée du matériau, qui peut être inversée par l’application d’un champ électrique. Lorsque les couches de nitrure de bore se déplacent sous l’effet d’un courant électrique, les positions des atomes de bore et d’azote changent, modifiant ainsi la répartition des charges sans causer d’usure.

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Cette capacité de commutation rapide sans dégradation est un avantage considérable par rapport aux technologies actuelles, comme la mémoire flash, qui souffre de dégradations au fil du temps. Les dispositifs utilisant ce nouveau matériau pourraient offrir une durée de vie beaucoup plus longue et une performance accrue.

Défis de fabrication

Malgré le potentiel remarquable de ce nouveau matériau, les chercheurs ont reconnu les défis liés à sa production à grande échelle. La fabrication de ces transistors reste complexe et peu adaptée à une production de masse. Les équipes de recherche collaborent actuellement avec d’autres groupes industriels pour surmonter ces obstacles et rendre cette technologie accessible à une échelle plus large.

Kenji Yasuda, co-auteur de l’étude et professeur adjoint de physique appliquée à l’université de Cornell, souligne que la résolution de ces problèmes de fabrication est cruciale pour intégrer pleinement ce matériau dans l’électronique de demain. Il est convaincu que, une fois ces défis surmontés, ce matériau pourrait transformer de nombreux aspects de la technologie électronique.

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Par ailleurs, ces nanomembranes en diamant pourraient révolutionner l’électronique.