Ces nouveaux transistors ultrabasse consommation pourraient révolutionner l’électronique

Ces transistors pourraient permettre la création d’une nouvelle génération d’appareils électroniques à ultra basse consommation. De la taille de quelques-uns nanomètresnanomètresces transistors utilisent les propriétés du physique quantiquephysique quantique dépasser les limites des transistors basés sur siliciumsilicium.

La technologie basée sur le silicium est confrontée à une limite physique appelée la tyrannie de Boltzmann. Les transistors utilisés dans les processeurs fonctionnent comme des interrupteurs commutés sous une certaine tension pour créer les 0 et les 1 des calculs binaires, une opération qui nécessite une tension minimale. Dans un article publié dans la revue Électronique naturelledes chercheurs du MIT ont réussi à créer des transistors qui utilisent leeffet tunneleffet tunnel de la physique quantique pour fonctionner avec une tension beaucoup plus faible.

Transistors basés sur la physique quantique

Avec l’effet tunnel, électronsélectrons peut franchir une barrière potentielle. Des chercheurs ont créé des transistors à base d’antimonide de galliumgallium et arséniureindiumindium qui utilisent cet effet pour encourager les électrons à traverser la barrière plutôt que de la contourner. Cela les rend très faciles à changer. Ces transistors sont des hétérostructures verticales de nanofils, d’un diamètre de seulement six nanomètres, qui seraient les plus petits transistors tridimensionnels jamais créés.

Cette précision permet d’obtenir un phénomène de confinement quantique, où l’électron n’a pas assez d’espace pour se déplacer, ce qui modifie sa massemasse efficace et les propriétés de matérielmatérielrenforçant l’effet tunnel. Les transistors résultants fonctionnent en dessous de la limite fondamentale des transistors à base de silicium et sont 20 fois plus efficaces que les autres transistors utilisant le tunneling.

Les chercheurs doivent encore améliorer les méthodes de production pour créer des transistors uniformément sur l’ensemble d’une puce, notamment en explorant des structures verticales sous forme d’ailettes. A terme, ces transistors pourraient permettre la création de processeurs ultra-basse consommation, et réduire significativement la consommation électrique de l’intelligence artificielle par exemple.