L’Institut de technologie de Géorgie (États-Unis) et l’Université de Tianjin (Chine) ont uni leurs forces pour trouver une solution dans l’utilisation du graphène comme matériau semi-conducteur. Ce projet entre les deux pays, qui ne se font plus aucun cadeau sur tous les sujets, pourrait représenter un tournant dans les relations sino-américaines souvent marquées par des tensions commerciales et technologiques.
Une collaboration inédite entre les États-Unis et la Chine
Découvert en 2004, le graphène est rapidement devenu un matériau de prédilection en raison de sa robustesse, de sa conductivité électrique et thermique exceptionnelle. Cependant, son utilisation dans les semi-conducteurs a été limitée en raison de l’absence naturelle de « bande interdite », essentielle pour le fonctionnement des transistors.
Ce qu’on appelle aussi « gap énergétique » représente l’écart entre les bandes de valence (la bande d’énergie la plus élevée entièrement remplie d’électrons dans un atome à l’état fondamental) et de conduction dans un matériau, ce qui détermine sa capacité à conduire l’électricité.
Cette collaboration entre les États-Unis et la Chine a ciblé spécifiquement la lacune du gap énergétique. Sous la direction de Walter de Heer, le projet a mis au point une nouvelle technique pour surmonter cette limitation. En cultivant le graphène sur un wafer de carbure de silicium (SiC), les scientifiques ont créé l’« Epigraphène », un matériau qui combine les propriétés semi-conductrices avec les avantages du graphène.
L’électronique moderne repose sur le silicium, mais les limites de ce matériau commencent à se manifester, notamment en termes de fréquence d’horloge et de gestion thermique. L’Epigraphène, en revanche, promet des fréquences d’horloge plus élevées, une meilleure efficacité énergétique et une conductivité thermique améliorée. De plus, le processus de fabrication de l’Epigraphène est compatible avec les méthodes existantes, ce qui facilite son intégration dans la production industrielle.
Bien que les chercheurs aient réussi à produire des couches d’Epigraphène uniformes et de haute qualité, la technologie n’en est encore qu’à ses débuts. La taille des échantillons reste limitée, et il faut encore démontrer la viabilité de cette technologie à une échelle industrielle. Cependant, les premiers résultats sont prometteurs, avec une mobilité des électrons dix fois supérieure à celle du silicium.
L’Epigraphène a le potentiel pour devenir une étape importante dans la recherche de matériaux alternatifs au silicium. Cette collaboration internationale ouvre en tout cas la voie à de nouvelles possibilités dans le domaine de la microélectronique, ce qui promet des puces plus rapides, plus efficaces et même si le mot a été vidé de son sens, potentiellement révolutionnaires.
