Les fabricants de composants électroniques sont engagés dans une course effrénée à la miniaturisation. Et si certains pensent que la loi de Moore pourrait bientôt atteindre ses limites, d’autres assurent pouvoir aller plus loin. Grâce au sulfure d’étain, notamment.
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La loi de Moore veut que le nombre de transistors par circuit de même taille double tous les deux ans à prix constant. Une loi qui explique la croissance exponentielle des performances de nos ordinateursordinateurs et autres smartphonessmartphones. Pourtant certains craignent que cette loi ne se heurte très bientôt à une limite physique : celle de la taille des atomes.

Mais la valléetronique pourrait bien nous aider à sortir de l'impasse en exploitant les degrés de liberté propres aux matériaux. Cette technologie émergente compte en effet s'appuyer sur un nombre quantiquenombre quantique exotique à nos yeuxyeux -- un nombre quantique connu des chercheurs sous le nom d'index de vallée -- pour encoder de l'information. Un nombre quantique qui dépend de la structure du matériaumatériau.

La valléetronique exploite des extrêmes d’énergie locaux en forme de vallées pour coder pour 0 ou 1. Dans le sulfure d’étain (SnS), ces extrêmes présentent des formes variées et répondent à différentes polarisations de la lumière. Sur cette illustration, la variation de l’énergie des électrons dans différents états est représentée par les surfaces courbes dans lesquelles on distingue des vallées. © Berkeley Lab

La valléetronique exploite des extrêmes d’énergie locaux en forme de vallées pour coder pour 0 ou 1. Dans le sulfure d’étain (SnS), ces extrêmes présentent des formes variées et répondent à différentes polarisations de la lumière. Sur cette illustration, la variation de l’énergie des électrons dans différents états est représentée par les surfaces courbes dans lesquelles on distingue des vallées. © Berkeley Lab

Du sulfure d’étain pour doper les puces de demain

Dans ce cadre, des chercheurs du Berkeley Lab (États-Unis) viennent de montrer que, grâce à une structure particulière, le sulfure d’étain (SnS) est capable d'absorber différentes polarisations de la lumièrelumière pour réémettre ensuite sélectivement de la lumière de couleurs différentes sous différentes polarisations.

De quoi non seulement accéder aux propriétés électroniques du matériau, mais aussi contrôler de manière simple et sélective ses vallées, ces puits d'énergieénergie dans lesquels ses électronsélectrons peuvent se concentrer. De quoi même imaginer franchir une étape supplémentaire vers l'élaboration de puces jouant à la fois sur l'électronique, la valléetronique et la photonique. Et augmenter sensiblement la puissance de calcul et la densité des données stockables à l'aide de ce matériau.