Depuis des décennies, l'industrie technologique est sur une magnifique lancée : fabriquer des composants plus petits, s'enrichir, recommencer. Aujourd'hui, des scientifiques de la TU Wien ont découvert que la prochaine grande étape – utiliser des matériaux 2D comme le graphène ou le disulfure de molybdène – pourrait buter sur un mur atomique littéral. Plus précisément, un espace d'environ 0,14 nanomètre, plus fin qu'un atome de soufre et environ 700 fois plus petit qu'un virus SARS-CoV-2. Mais ne vous laissez pas tromper par sa taille : ce vide microscopique pourrait être le rabat-joie qui empêchera les futures puces informatiques de rétrécir davantage.

Voici le problème, expliqué par les professeurs Mahdi Pourfath et Tibor Grasser : les matériaux 2D sont géniaux, mais ils ne travaillent pas seuls. Vous avez besoin d'une couche isolante (généralement un oxyde) pour fabriquer un transistor. Et quand ces deux couches se rencontrent, elles ne se blottissent pas exactement l'une contre l'autre. Au lieu de cela, elles sont maintenues ensemble par de faibles forces de van der Waals, laissant un petit espace qui affaiblit le couplage capacitif. En d'autres termes, peu importe à quel point le matériau 2D est incroyable, cet espace devient le rabat-joie qui limite la miniaturisation.

Les recherches de l'équipe suggèrent que de nombreuses études ont été trop occupées à s'extasier sur les propriétés des matériaux 2D eux-mêmes, ignorant les interfaces gênantes qu'ils forment dans les dispositifs réels. Cette négligence pourrait conduire l'industrie des semi-conducteurs à dépenser des milliards pour des approches qui, pour des raisons physiques fondamentales, ne fonctionneront tout simplement pas. Car rien ne dit « R&D efficace » comme découvrir un défaut fondamental après que l'argent a déjà été dépensé.

Mais il y a une lueur d'espoir : les « matériaux fermeture éclair ». Ce sont des systèmes où la couche semi-conductrice et la couche isolante se lient plus étroitement, éliminant l'espace. Les chercheurs disent que cela pourrait sauver la mise – si l'industrie commence à concevoir les deux couches ensemble dès le départ. Sinon, ils risquent d'investir dans une impasse. Donc, la leçon est claire : vérifiez vos espaces atomiques avant de signer le gros chèque.