Un transistor qui s'auto-refroidit

Des chercheurs de l’Université de l’Illinois ont pu mesurer la température des transistors conçus en utilisant du graphène et ont remarqué que certaines zones froides compensaient pour l’augmentation de la température liées au fonctionnement.

Les transistors en graphène sont encore mal connus. Pour rappel, le graphène est une feuille de carbone d’un atome d’épaisseur disposant d’une structure en nid d’abeille. Les scientifiques ont utilisé le levier d’un microscope à force atomique pour mesurer la température à divers endroits du transistor lorsqu’il était en fonctionnement et on fait une découverte très intéressante.

Dans un transistor en silicium, certains effets thermoélectriques, au niveau de la jonction entre le silicium et les connexions métalliques, provoquent une baisse de la température. Néanmoins, l’augmentation de la température générée par la collision des électrons avec les divers matériaux (l'échauffement ohmique) annule largement les quelconques baisses. C’est la raison pour laquelle la fréquence de fonctionnement d’un transistor est limitée par sa température et que les systèmes de refroidissement sont nécessaires.

Dans un transistor en graphène, on observe les mêmes effets thermoélectriques. Néanmoins, la baisse de température au point de jonction est suffisamment importante, dans certains cas, pour refroidir le transistor et compenser l’échauffement ohmique généré.

Il est important de prendre du recul. Ces résultats montrent que les transistors en graphène sont très prometteurs. Ils ne montrent pas comment reproduire l’effet dans un modèle capable d’être produit en masse et intégré dans les processeurs d’aujourd’hui.

Le département américain de la défense a financé une partie de ces recherches.