Des ingénieurs de l’université Cornell ont mis au point un semi-conducteur dont le bandgap dépasse 7 électronvolts (eV), le plus large jamais enregistré, et l’ont transformé en dispositifs fonctionnels : une diode et un transistor à effet de champ baptisé AlphaFET. Le résultat, annoncé par Cornell le 3 novembre 2026, provient d’une étude publiée le 7 octobre dans Nature.
Le matériau est de l’oxyde d’aluminium et de gallium dopé au silicium. L’avancée compte parce que le record précédent tournait autour de 6 eV, un seuil difficile à franchir : les matériaux à très large bandgap ont tendance à se comporter davantage comme des isolants que comme des semi-conducteurs. L’auteur principal, Jacob Steele, a fait croître les couches minces par épitaxie par jets moléculaires de sous-oxyde, en incorporant des atomes de silicium à une température suffisamment basse pour introduire des électrons mobiles qui conduisent le courant.
Pourquoi ce résultat compte
Dans la gamme dite colossale, au-dessus de 6 eV, les couches ont présenté une conductivité à température ambiante plus de 100 millions de fois supérieure à celle précédemment rapportée pour des matériaux de cette catégorie, selon l’étude. Dans les transistors préliminaires, le courant a varié de plus de quatre ordres de grandeur sous le contrôle d’une grille métallique couplée capacitivement. Un atout pratique est le substrat : le saphir, largement disponible et produit à grande échelle.
Il ne s’agit pas encore d’un produit fini. Les chercheurs eux-mêmes soulignent que le matériau présente encore de nombreux défauts, comme d’autres semi-conducteurs au début de leur développement, et que des travaux supplémentaires seront nécessaires pour rendre les dispositifs pratiques. Le potentiel évoqué comprend les véhicules électriques, les infrastructures de réseau électrique, l’électronique de puissance pour les centres de données, la propulsion électrique terrestre et aérienne, les lasers à cascade quantique pour les télécommunications et les dispositifs photoniques dans l’ultraviolet sous vide.
L’équipe comprenait aussi Huili Grace Xing et Debdeep Jena pour la supervision des dispositifs, ainsi que David Muller et Naomi Pieczulewski pour l’étude des défauts par microscopie électronique. Le travail a bénéficié du soutien du centre conjoint de l’Air Force Research Laboratory et de Cornell et de la National Science Foundation, avec l’utilisation des installations de nanofabrication et de matériaux de l’université.
Crédit image : image d’illustration de plaquettes de saphir, le substrat utilisé dans ce travail, via Cryscore. L’image ne montre pas le dispositif AlphaFET.
Sources
Transparence : cet article a été produit avec l’aide de l’intelligence artificielle, à partir du recoupement de sources publiques sur internet, et relu à partir des sources originales citées ci-dessous. Consultez les sources originales pour vérifier les détails.
Muse
