Le graphène l’un des matériaux bidimensionnels plus
connu : le terme « bidimensionnel » est utilisé pour désigner la structure particulière
structure particulière dans laquelle les molécules sont disposées de manière à former un réseau d’épaisseur
d’un seul atome, de l’épaisseur d’un seul atome.
Les matériaux bidimensionnels font depuis longtemps l’objet d’études pour leur
propriétés électroniques qui sont particulièrement prometteuses en vue de la miniaturisation des éléments électroniques ;
la miniaturisation des éléments électroniquesmême si les exemples de
dispositifs fonctionnels construits à partir de ces matériaux ont toujours été
caractérisés par des assemblages pratiquement sur mesure, avec une
d’intervention manuelle de la part des chercheurs. Il s’agit donc,
jusqu’à présent, une caractéristique qui ne se prête pas à une production en volume
par des machines.
Le scénario pourrait bientôt changer : un
groupe de chercheurs a mis au point une technique pour
réaliser des plaquettes de transistors basées sur des matériaux bidimensionnels
afin de systématiser la production. C’est en effet la voie la plus évidente ;
parce que les techniques utilisées aujourd’hui permettent de traiter des matériaux à l’échelle nanométrique dans des volumes importants ;
des matériaux à l’échelle nanométrique à des volumes élevés.
Jusqu’à présent, les voies empruntées pour rapprocher les matériaux bidimensionnels
;
proches de la production en volume ont consisté en
;
l’identification de méthodes qui permettraient d’utiliser ces
matériaux dans les techniques traditionnelles de fabrication de semi-conducteurs.
En général, l’approche principale consistait à utiliser les
;
techniques traditionnelles pour produire les maillons métalliques, en les recouvrant de matériaux bidimensionnels et, en utilisant les techniques traditionnelles pour produire les maillons métalliques ;
puis de superposer le matériau bidimensionnel et, ensuite, de procéder à un traitement ultérieur pouvant impliquer l’ajout d’une couche de métal ;
par la suite, un traitement supplémentaire pouvant impliquer l’ajout
d’autres éléments métalliques sur le matériau bidimensionnel.
Cette dernière partie est la plus critique, car le dépôt d’éléments métalliques peut endommager ou polluer le matériau bidimensionnel ;
Cette dernière partie est la plus critique, car le dépôt d’éléments métalliques peut endommager ou polluer le matériau bidimensionnel, créant des courts-circuits à l’intérieur du matériau bidimensionnel ;
en créant des courts-circuits dans sa structure, avec une possible
d’altération des performances.
Les chercheurs ont donc conçu un moyen de construire
séparément toutes les pièces individuelles du circuitles assembler
plus tard dans des conditions particulières. L’étape la moins problématique s’est avérée être la construction des portes de transistors,
s’est avérée être la construction des portes de transistors,
modelées sur un substrat solide et recouvertes d’oxyde d’aluminium ;
d’oxyde d’aluminium.
Dans le cadre d’une procédure distincte, un feuille de disulfure
molybdèneun matériau bidimensionnel, sur une surface de dioxyde de silicium
surface de dioxyde de silicium en utilisant la technique du dépôt chimique
par vapeur. La feuille a été soulevée et posée sur l’oxyde d’aluminium, formant ainsi une couche semi-conductrice d’oxyde d’aluminium ;
d’oxyde d’aluminium, formant ainsi une couche semi-conductrice d’une
d’épaisseur d’un atome au-dessus de la grille. À ce stade de la
construction du transistor, il était nécessaire d’ajouter les électrodes de
source et du puits.
Les électrodes ont également été fabriquées séparément, en les formant
sur une surface solide et en les enrobant ensuite dans un polymère
Cette structure (électrodes et polymère) a ensuite été séparée
de la surface solide, ce qui donne une feuille de polymère avec le câblage des électrodes
des électrodes, incorporés dans la surface inférieure. La feuille de polymère a
une flexibilité qui pourrait causer des problèmes dans l’alignement entre les électrodes et les fils ;
dans l’alignement entre les électrodes et la grille : pour éviter ce
Pour éviter ce problème, le polymère a été collé à une feuille de quartz avant d’être moulé sur la plaquette ;
moulage sur la plaquette recouverte d’électrodes et, de cette manière, le polymère a été lié à une feuille de quartz avant d’être moulé sur la plaquette ;
manière, le câblage a été déposé directement sur le disulfure de molybdène ;
de molybdène en réalisant des transistors fonctionnels.
Il s’agit d’un processus qui est beaucoup plus délicat que les techniques traditionnelles de fabrication des semi-conducteurs et qui nécessite une attention particulière de la part de l’industrie ;
les techniques traditionnelles de fabrication de semi-conducteurs, et nécessite
nécessite également une précision particulière pour le positionnement des
électrodes. Dans les expériences menées par les chercheurs
Dans les expériences menées par les chercheurs, c’est précisément l’alignement qui a parfois posé problème, les électrodes se retrouvant hors position en raison d’une légère torsion des électrodes au moment de l’expérience ;
les électrodes se sont retrouvées hors position en raison d’une légère torsion au moment du dépôt
de la déposition. Cet aspect devra faire l’objet d’un examen plus approfondi et
cet aspect devra être étudié plus avant et, espérons-le, amélioré, si tant est qu’il puisse l’être.
Mais lorsqu’ils sont correctement alignés, les résultats sont
satisfaisants, les transistors présentant un fonctionnement plus cohérent et de meilleures performances
un fonctionnement plus cohérent et de meilleures performances que ceux fabriqués à l’aide de techniques plus traditionnelles.
techniques plus traditionnelles. Bien que l’approche ait fonctionné, il est encore
encore tôt pour considérer le disulfure de molybdène comme un remplaçant possible du silicium ;
silicium : l’ensemble du processus, bien qu’ayant les caractéristiques nécessaires pour être
système, présente quelques points qui nécessitent des recherches
et de développement. Mais, à tout le moins, il peut représenter le point de départ d’une nouvelle voie qui pourrait conduire à des matériaux bidimensionnels tels que les matériaux à haute densité.
une nouvelle voie qui pourrait conduire à des matériaux bidimensionnels comme
blocs de construction de l’électronique du futur.
