Schéma et principe de fonctionnement d'un MoTe reconfigurable à porte unique2 appareil. Crédit: Électronique naturelle (2023). DOI : 10.1038/s41928-023-01056-1
Au cours des dernières décennies, les ingénieurs électroniciens ont tenté de développer des transistors à effet de champ (FET) de plus en plus petits et très performants, dotés de multiples fonctions. Les FET sont des composants cruciaux de la plupart des appareils électroniques actuellement sur le marché, car ils peuvent contrôler le courant électrique circulant dans les appareils.
La réduction de l'échelle des FET pour atteindre des tailles inférieures à 10 nm s'est toutefois révélée très difficile. Certaines études ont ainsi exploré le potentiel des dispositifs reconfigurables, c'est-à-dire des dispositifs capables de changer de fonction au cours de leur fonctionnement, comme alternatives aux FET conventionnels.
De nombreux dispositifs reconfigurables développés ces dernières années sont basés sur des FET en silicium. Même si certains de ces dispositifs ont obtenu des résultats encourageants, ils nécessitent généralement des circuits électroniques complexes et des unités de mémoire supplémentaires, ce qui limite considérablement leur fabrication à grande échelle et les rend difficiles à intégrer à d'autres composants électroniques.
Des chercheurs de l’Université Tsinghua ont récemment développé de nouveaux dispositifs reconfigurables non volatils capables de basculer entre plusieurs fonctions, servant de diodes, de mémoires, de portes logiques et même de synapses artificielles dans le matériel informatique neuromorphique. Ces nouveaux dispositifs reconfigurables, présentés dans un article publié dans Électronique naturellesont basés sur le ditellurure de molybdène semi-conducteur, surmontant ainsi certaines des limitations associées à leurs homologues à base de silicium.
“Les semi-conducteurs bidimensionnels sont des matériaux prometteurs pour fabriquer des dispositifs reconfigurables non volatils en raison de leur finesse atomique et de leur contrôle de grille puissant, mais il est difficile de créer des fonctions reconfigurables variées avec une configuration simple du dispositif”, Yonghuang Wu, Bolun Wang et leurs collègues. » a écrit dans leur journal. “Nous montrons qu'une stratégie de dopage progressif programmée par tension de grille efficace peut être utilisée pour créer un dispositif ditellurure de molybdène bidimensionnel à porte unique avec de multiples fonctions reconfigurables.”
Les dispositifs reconfigurables de l'équipe ont été développés à l'aide d'une stratégie de dopage particulière qui permet finalement leurs multiples fonctions. Les chercheurs ont évalué leur appareil dans une série de tests, comparant également ses performances et ses capacités à celles d'appareils reconfigurables précédemment développés basés sur des matériaux 2D.
Leurs résultats étaient très prometteurs, montrant que la reconfigurabilité du dispositif est comparable, dans certains cas, supérieure à celle d'autres conceptions introduites dans la littérature antérieure. En outre, il s’est avéré que le dispositif obtenait des résultats remarquables dans toutes ses différentes fonctions et pourrait être plus facile à mettre à niveau que les alternatives à base de silicium.
“Le dispositif peut être programmé pour fonctionner comme une diode à polarité commutable, une mémoire, des portes logiques booléennes en mémoire et des synapses artificielles avec une plasticité homosynaptique et une plasticité hétérosynaptique”, ont écrit Wu, Wang et leurs collègues. “En tant que diode, l'appareil présente un rapport de redressement allant jusqu'à 104; en tant qu'hétéro synapse artificielle, elle présente une métaplasticité hétérosynaptique avec une consommation d'énergie modulatrice qui peut être réduite à 7,3 fW.
À l’avenir, le dispositif à base de ditellurure de molybdène introduit par Wu, Wang et leurs collègues pourrait être amélioré, intégré à d’autres appareils électroniques et évalué plus en détail dans le cadre d’expériences supplémentaires. De plus, sa conception pourrait inspirer le développement d’autres dispositifs reconfigurables et multifonctionnels, ouvrant ainsi des voies de recherche prometteuses pour l’amélioration de l’électronique.
Plus d'information:
Ruixuan Peng et al, Dopage progressif programmable pour les dispositifs reconfigurables au ditellurure de molybdène, Électronique naturelle (2023). DOI : 10.1038/s41928-023-01056-1
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Citation: Appareils ditellurure de molybdène reconfigurables à fonctions multiples (5 décembre 2023) récupéré le 5 décembre 2023 sur
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