Par Ada
Des chercheurs de l’université Cornell ont démontré que des nanofils en arséniure de niobium (NbAs), un matériau quantique topologique, deviennent de meilleurs conducteurs à mesure qu’ils rétrécissent, contrairement au cuivre qui se dégrade à l’échelle nanométrique, ouvrant la voie à une nouvelle classe d’interconnexions pour puces.
Le défi auquel sont confrontés les concepteurs de puces est fondamental : à mesure que les transistors rétrécissent, les fils de cuivre qui les relient deviennent également plus fins, et la résistance électrique du cuivre augmente fortement en raison de la diffusion accrue des électrons en surface. Cette résistance limite à la fois les performances et l’efficacité énergétique.
Le NbAs est un semi-métal topologique, une classe de matériaux où les électrons circulent principalement le long de la surface et se dispersent beaucoup moins que les électrons traversant le volume. « Les électrons qui circulent à la surface du matériau se déplacent très vite et ne se dispersent pas aussi facilement que les électrons dans le volume », a déclaré Judy Cha, auteure principale de l’étude. À mesure que les fils de NbAs deviennent plus fins, les effets de surface dominent et la conductivité s’améliore.
L’équipe a fabriqué des nanofils monocristallins de NbAs à l’aide d’une technique appelée nanomoulage thermomécanique, dans laquelle du NbAs massif est pressé dans un moule poreux en oxyde d’aluminium à haute température. Le retrait du mousse laisse des fils de haute qualité avec des diamètres aussi petits que 10 nanomètres. Cha a comparé le processus à la fabrication de pâtes — changer le moule modifie la forme du fil.
Parmi les principaux avantages du matériau, citons un fonctionnement à température ambiante, ce qui signifie qu’aucun refroidissement cryogénique n’est nécessaire ; une compatibilité avec le traitement standard des plaquettes de silicium ; et une méthode de fabrication qui, selon l’équipe, peut produire un nouveau matériau candidat par mois, contre un ou deux par an avec les méthodes traditionnelles.
La recherche a été publiée dans la revue Science (DOI : 10.1126/science.adx3027) et positionne l’arséniure de niobium comme un candidat viable pour remplacer le cuivre dans les interconnexions des microprocesseurs de nouvelle génération, prolongeant potentiellement la feuille de route de la miniaturisation des puces.
Sources : US scientists find new material that outperforms copper in tiny computer chips (Interesting Engineering, 17 juil.) ; Science journal publication (Science, 2026)
Traduit par Lydie