Des composants nanoélectroniques sur mesure et à la demande
Le projet NANOXIDE («Novel Nanoscale Devices based on functional Oxide Interfaces») soutient des chercheurs européens et inspire des physiciens des États-Unis à concevoir ensemble la prochaine génération de systèmes nanoélectroniques. Ce projet de recherche spécifique ciblé est financé à hauteur de 2,97 millions d'euros par le sixième programme-cadre (6e PC). Les résultats ont été publiés dans la revue Science. Ces composants mesureront à peine 2 nanomètres; à titre de comparaison, cela équivaut à la largeur d'une double hélice d'ADN. Le projet NANOXIDE recherche et étudie des méthodes permettant d'utiliser les propriétés de l'interface entre divers oxydes, afin de réaliser de nouveaux composants électroniques de taille nanométrique. Ce projet s'est distingué par la mise au point d'une méthode capable de réaliser une large gamme de systèmes électroniques, depuis les mémoires à haute densité jusqu'aux si précieux transistors et processeurs d'ordinateurs. Cette méthode s'appuie sur les travaux d'une équipe de chercheurs de l'université d'Augsbourg (Allemagne) et de l'université de Pittsburgh (États-Unis). La polyvalence de la méthode découle d'une technique mise au point par cette même équipe pour façonner des nanostructures réinscriptibles à l'interface entre deux matériaux isolants. Les chercheurs ont maintenant effectivement démontré toutes les utilisations possibles de ce procédé. Jeremy Levy, professeur de physique et d'astronomie à la School of Arts and Sciences de l'université de Pittsburgh, et auteur principal de l'article, déclare : «Nous avons démontré que nous pouvions réaliser des systèmes importants et d'une taille notablement inférieure à ceux qui existent, et [qui sont] tous faits du même matériau.» D'après le professeur Levy, cette méthode aura de nombreuses applications. «Pour concevoir des ordinateurs plus petits et plus rapides, nous devrons probablement changer de matériau au cours de la décennie à venir. Dans les disques durs, la taille des bits magnétiques s'approche de la limite théorique, et il devient de plus en plus difficile de miniaturiser davantage les transistors au silicium. Nous avons créé une méthode plus perfectionnée pour le traitement et le stockage, qui utilise le même support et dispose d'une flexibilité sans précédent pour créer tous les composants électroniques.» L'article souligne que cette technique permet de fabriquer des composants nanoélectroniques à la demande. Ils peuvent ensuite être modifiés ou tout simplement effacés, sans nécessiter de procédure complexe. Il convient de noter que cette procédure peut être adaptée aux transistors à effet de champ (FET), un type de semi-conducteurs largement considéré comme l'élément de base de l'électronique et des ordinateurs. L'équipe a ainsi pu fabriquer un transistor appelé affectueusement «SketchFET», d'à peine 2 nanomètres, alors que les transistors au silicium les plus petits mesurent 45 nanomètres. Ce nouveau transistor a soulevé un grand intérêt dans ce domaine. Le Dr Alexander Bratkovsky, directeur de recherche au centre Information and Quantum Systems Lab des HP Labs (le site central de recherche de Hewlett-Packard), a avoué sa curiosité pour ce système. «Les caractéristiques courant-tension du canal du SketchFET semblent très proches de celles d'un transistor au silicium, et il est donc très prometteur», déclare le Dr Bratkovsky. «Sa simplicité est remarquable. Les transistors sont généralement faits de plusieurs couches. Ici, le principe consiste à s'appuyer sur une couche d'interface entre des oxydes, et à former des structures presque comme si l'on écrivait en deux dimensions. C'est très intéressant. C'est un procédé d'une grande élégance, avec un énorme potentiel dans le domaine de l'électronique et des capteurs. Il nous montre également que l'on peut rechercher d'autres utilisations pour une interface entre oxydes, lorsque ses porteurs de charge sont très mobiles.» L'idée de base du processus a pris corps suite à une visite du professeur Levy à l'université d'Augsbourg, où le professeur Jochen Mannhart et son étudiant Stefan Thiel (co-auteurs de l'article) lui ont montré comment on pouvait basculer la totalité de l'interface entre les états conducteur et isolant. Le professeur Levy a pensé à adapter le processus à l'échelle nanométrique, et Cheng Cen, son étudiant et co-auteur, a concrétisé l'idée.
Pays
Allemagne