Des chercheurs coréens ont introduit une technologie innovante permettant de motifs directement des matériaux semi-conducteurs bidimensionnels (2D) sur des substrats sans processus complexes. Cette méthode utilise un système à base de solvants respectueux de l’environnement, combinant des semi-conducteurs 2D avec un agent de réticulation pour créer des circuits à haute résolution. En remplaçant les solvants organiques toxiques par des solvants écologiques, cette approche devrait accélérer la commercialisation de dispositifs semi-conducteurs à haute densité et à faible consommation.

Le professeur BongSoo Kim de l’Université des sciences et technologies d’Ulsan, en collaboration avec les professeurs Joohoon Kang et Jeong Ho Cho de l’Université Yonsei, a développé et démontré ce procédé de motifs directs respectueux de l’environnement utilisant des matériaux 2D comme le disulfure de molybdène. Les résultats ont été publiés dans Advanced Materials. Les matériaux 2D, grâce à leur structure en couches, sont des candidats idéaux pour les composants semi-conducteurs ultra-minces et performants, permettant d’améliorer la densité d’intégration des puces et de réduire la consommation énergétique. Cependant, les techniques traditionnelles de fabrication de semi-conducteurs peuvent endommager les matériaux nanométriques sensibles, freinant leur application. L’équipe a surmonté ces défis en développant une méthode permettant de motifs directement les circuits sans haute température ni gravure chimique. Ce procédé utilise des solvants à base d’alcool respectueux de l’environnement pour disperser les nanomatériaux 2D et un agent de réticulation spécial, qui se solidifie sous irradiation UV, laissant des circuits nets.

Le succès de la recherche repose sur la sélection d’une combinaison optimale de solvants et d’agents de réticulation. Grâce à une analyse détaillée, l’équipe a choisi l’isopropanol comme solvant et a modifié la structure des agents de réticulation à base d’azoture traditionnels pour assurer une dispersion stable des matériaux 2D. Avec cette technologie, l’équipe a fabriqué des transistors au disulfure de molybdène aux performances stables et a réussi à motifs des semi-conducteurs 2D de type p et n sur un même substrat, créant des circuits logiques et une mémoire vive statique, démontrant ainsi le potentiel de cette méthode pour l’intégration de dispositifs réels.