Les chercheurs développent un nouveau concept de transistor

Anonim

Les transistors, utilisés par milliards sur chaque puce, sont aujourd'hui basés sur des matériaux de type semi-conducteurs, généralement le silicium. Les demandes de puces informatiques dans les ordinateurs portables, les tablettes et les smartphones ne cessant de croître, de nouvelles possibilités sont recherchées pour les fabriquer à moindre coût, économes en énergie et en souplesse.

Un groupe de recherche de l'Université de Hambourg dirigé par le Dr Christian Klinke a maintenant réussi à produire des transistors basés sur un principe complètement différent. Ils utilisent des nanoparticules métalliques si petites qu'elles ne présentent plus leur caractère métallique sous le flux de courant mais présentent un déficit énergétique dû à la répulsion coulombienne des électrons entre eux. Grâce à une tension de commande, cet espace peut être déplacé énergiquement et le courant peut ainsi être activé et désactivé à volonté. Contrairement aux précédentes approches similaires, les nanoparticules ne sont pas déposées en tant que structures individuelles, ce qui rend la production très complexe et les propriétés des composants correspondants peu fiables, mais se dépose sous forme de couches minces d'une seule couche de nanoparticules. En utilisant cette méthode, les caractéristiques électriques des appareils deviennent ajustables et presque identiques.

Ces transistors Coulomb présentent trois avantages principaux qui les rendent intéressants pour des applications commerciales: La synthèse de nanoparticules métalliques par chimie colloïdale est très bien contrôlable et évolutive. Il fournit de très petits nanocristaux pouvant être stockés dans des solvants et faciles à traiter. La méthode de dépôt de Langmuir-Blodgett permet d'obtenir des films monocouches de haute qualité et peut également être mise en œuvre à l'échelle industrielle. Par conséquent, cette approche permet l'utilisation de méthodes de lithographie standard pour la conception des composants et l'intégration dans des circuits électriques, ce qui rend les appareils peu coûteux, flexibles et compatibles avec l'industrie. Les transistors résultants présentent un comportement de commutation supérieur à 90% et fonctionnent jusqu'à la température ambiante. En conséquence, des transistors peu coûteux et des puces informatiques à faible consommation d'énergie sont possibles à l'avenir.

Les résultats de la recherche sont maintenant publiés dans la revue scientifique Science Advances .

"Il est intéressant sur le plan scientifique que les particules métalliques héritent de propriétés similaires à celles des semi-conducteurs en raison de leur petite taille. Bien sûr, il reste encore beaucoup de recherches à faire, mais nos travaux montrent qu’il existe des alternatives aux transistors traditionnels. l'avenir dans divers domaines d'application ", déclare Christian Klinke. "Les dispositifs développés dans notre groupe peuvent non seulement être utilisés comme transistors, mais ils sont également très intéressants en tant que capteurs chimiques car les interstices entre les nanoparticules, appelés barrières tunnel, réagissent très sensibles aux dépôts chimiques."

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