TRANSISTOR À ATOME UNIQUE

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Dans la course aux composants électroniques de plus en plus miniaturisés, la performance d'une équipe de physiciens australiens marque une étape qu'il sera difficile de dépasser. En effet, Michele Simmons et ses collaborateurs de l'université de Nouvelle-Galles du Sud à Sidney (Australie) viennent de réaliser le premier transistor à effet de champ constitué par un unique atome. Lors de leurs travaux précédents, ils étaient déjà parvenus à fabriquer des nanoélectrodes en remplaçant, dans un réseau cristallin de silicium, une rangée d'atomes de silicium par des atomes de phosphore. Comme la couche atomique externe du phosphore possède un électron de plus que celle du silicium, cette implantation accroît la conductivité locale, et un courant électrique pénètre donc l'échantillon en passant préférentiellement par cette ligne d'atomes, qui devient ainsi un « nanofil électrique ». L'implantation d'un atome supplémentaire de phosphore au centre de l'échantillon réalise alors un nanotransistor à effet de champ. Comme ce transistor a une taille atomique, son comportement est quantique dans le sens où le courant ne passe entre la source et le drain que lorsque le voltage appliqué correspond exactement à un niveau d'énergie de l'atome de phosphore. Malheureusement, ce montage ne fonctionne que lorsqu'il est refroidi par un système cryogénique performant, car l'agitation thermique des atomes ruinerait sa capacité à interrompre le passage d'un courant. Cela interdit son utilisation dans des conditions habituelles et nuit fortement à son bilan économique et à son futur commercial. Cependant, les chercheurs australiens estiment que leur travail pourrait être décisif dans le défi qu'est la réalisation d'un ordinateur quantique fonctionnel.

—  Bernard PIRE

Écrit par :

  • : directeur de recherche au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau

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Pour citer l’article

Bernard PIRE, « TRANSISTOR À ATOME UNIQUE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 14 juin 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/transistor-a-atome-unique/