18 juin 2024

Une Avancée dans le monde de la micro-électronique
Le Graphène au Cœur de l’Innovation

Les scientifiques du Georgia Institute of Technology atteignent une étape décisive en élaborant le tout premier semi-conducteur fonctionnel au monde à partir de graphène, instaurant ainsi une révolution technologique majeure dans le domaine de la microélectronique du XXIe siècle et redéfinissant les normes de la micro-électronique.

Au XXIe siècle, l’objectif primordial est le développement d’appareils électroniques plus compacts et plus performants, que ce soit pour des applications médicales ou dans le domaine de la robotique. Une équipe de chercheurs du Georgia Institute of Technology a réalisé une avancée significative en concevant le tout premier semi-conducteur fonctionnel au monde à partir du graphène.
Le graphène, une structure bidimensionnelle en nid d’abeille composée d’une seule couche d’atomes de carbone organisés en un réseau hexagonal, s’est révélé être une véritable merveille technologique. Ses propriétés exceptionnelles, telles qu’une conductivité électrique remarquable, une résistance mécanique exceptionnelle et une flexibilité sans égale, ouvrent de nouvelles perspectives dans l’industrie électronique.

Un substitut potentiel au silicium
Le semi-conducteur au graphène suscite un intérêt considérable, car le silicium, longtemps prédominant, atteint ses limites face à la demande croissante d’appareils électroniques toujours plus rapides et compacts. Les chercheurs du Georgia Tech envisagent le semi-conducteur au graphène comme un substitut potentiel au silicium, offrant une mobilité 10 fois supérieure et des propriétés uniques jusqu’alors inaccessibles.
La résolution d’un défi majeur dans la recherche sur le graphène a marqué cette percée : l’absence de « bande interdite ». Cette caractéristique cruciale pour le fonctionnement efficace des semi-conducteurs a été surmontée par une méthode novatrice de croissance du graphène sur des tranches de carbure de silicium, aboutissant à une couche unique de graphène épitaxial chimiquement liée au carbure de silicium, démontrant ainsi ses propriétés semi-conductrices après des tests approfondis.

Défi majeur de la bande interdite
La « bande interdite » est un concept en physique de la matière, principalement utilisé en électronique des semi-conducteurs. Il se réfère à la plage d’énergies interdite aux électrons dans un matériau isolant ou semi-conducteur. En d’autres termes, c’est l’intervalle d’énergies pour lequel les électrons ne sont pas autorisés à se trouver dans un matériau particulier. La bande interdite est cruciale car elle influence la conductivité électrique du matériau. Les matériaux avec une bande interdite plus étroite ont tendance à être de bons conducteurs, tandis que ceux avec une bande interdite plus large sont généralement des isolants.

Enfin, cette étape cruciale, publiée dans la revue Nature le 3 janvier, marque un changement de paradigme dans l’électronique. L’équipe de chercheurs a ouvert la voie à une nouvelle ère de technologies exploitant les capacités extraordinaires du graphène, promettant des avancées considérables dans le monde de l’électronique.

vidéo Georgia Institute of Technology

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