fr.wedoany.com Rapport : Une équipe de recherche de l'Institut supérieur coréen des sciences et technologies (KAIST) a développé une nouvelle structure capable de résoudre le « goulot d'étranglement électrique » des semi-conducteurs, et a confirmé pour la première fois que les charges peuvent circuler de manière continue et ininterrompue. Cette avancée, dirigée par le professeur Seungbum Hong du Département de science et génie des matériaux, en collaboration avec le professeur Kibum Kang du même département et l'équipe du professeur Sung Beom Cho de l'Université Sungkyunkwan, pourrait devenir une technologie clé pour améliorer les performances et l'efficacité énergétique des futurs dispositifs, tels que les semi-conducteurs pour l'IA et les semi-conducteurs à ultra-faible consommation.
Dans les semi-conducteurs, la résistance de contact générée à l'interface entre l'électrode métallique et le semi-conducteur réduit les performances et augmente la consommation d'énergie. Avec la miniaturisation continue des semi-conducteurs, l'impact de la résistance de contact devient plus important, constituant l'un des goulets d'étranglement techniques les plus difficiles pour le développement de semi-conducteurs de nouvelle génération. Contrairement à la méthode traditionnelle consistant à placer l'électrode métallique au-dessus du semi-conducteur, l'équipe de recherche a formé de manière continue une région semi-métallique et une région semi-conductrice dans un seul matériau bidimensionnel, créant ainsi une structure monolithique où les deux sont naturellement connectés à l'intérieur du même matériau. L'équipe a démontré pour la première fois que le courant peut traverser la frontière sans obstacle.
Plus précisément, l'équipe a réalisé la formation continue de régions semi-métalliques et semi-conductrices dans un film mince de diséléniure de platine (PtSe₂), un matériau bidimensionnel d'épaisseur atomique. En utilisant un microscope à force atomique (AFM) pour visualiser directement le transport de charge à l'intérieur du film à l'échelle nanométrique, l'équipe a confirmé pour la première fois que lorsque le courant circule de la région semi-métallique vers la région semi-conductrice, le flux est naturellement continu, sans blocage ou courbure du chemin de courant, c'est-à-dire sans « goulot d'étranglement électrique ». Il s'agit de la première preuve expérimentale qu'une interface monolithique n'interfère pas avec le flux de courant.
De plus, l'équipe a validé le fonctionnement du dispositif en appliquant un champ électrique à la région semi-conductrice, confirmant que le flux de courant peut être contrôlé de manière stable dans une structure de jonction métal-semi-conducteur, démontrant ainsi le potentiel de cette structure pour les dispositifs électroniques de nouvelle génération. Cette recherche propose une technologie source capable de réduire considérablement la résistance de contact des dispositifs semi-conducteurs de nouvelle génération à base de matériaux bidimensionnels, et devrait être largement applicable dans des domaines tels que les semi-conducteurs pour l'IA, les semi-conducteurs à ultra-faible consommation et les semi-conducteurs logiques de nouvelle génération.
Les premiers co-auteurs de cette étude sont Yeongyu Kim, doctorant, et Minseung Gyeon, docteur, du Département de science et génie des matériaux du KAIST, ainsi que Ji Hoon Hong, doctorant de l'Université Sungkyunkwan. Les résultats de la recherche ont été publiés dans le numéro de juillet 2026 de la revue internationale de science des matériaux Matter. La recherche a été soutenue par le ministère coréen des Sciences et des TIC et la Fondation nationale de la recherche dans le cadre du « Programme de recherche STEAM » et du « Programme de développement des technologies des nanomatériaux ».
