Si la loi de Moore continue d'être peu ou prou respectée, vers 2025, les processeurs devraient être gravés avec une finesse proche d'un atome de silicium : il ne sera alors plus possible de continuer l'amélioration des processus de fabrication de la même manière. Heureusement, la recherche est toujours là pour éviter cet écueil. Des chercheurs à l'université RMIT (Melbourne, Australie) proposent un tout autre type de transistor qui pourrait devenir bien plus petit qu'un atome de silicium : des ACT (air channel transistor), qui fonctionnent sans le moindre matériau semi-conducteur. Leur technique actuelle utilise deux électrodes métalliques séparées par moins de trente-cinq nanomètres d'air. De par les propriétés quantiques des électrons, cet espace est suffisamment petit pour que les électrons passent d'une électrode à l'autre, même à température ambiante. 
Grâce à cette technique, presque n'importe quel matériau diélectrique (isolant électrique) pourrait servir de base pour la construction de transistors : du verre extrêmement fin, du pastique, des élastomères, par exemple. On pourrait donc construire un processeur directement sur une surface flexible… et avoir des processeurs plus fiables dans l'espace : l'espace entre deux électrodes pourrait très bien rester vide sans que le mouvement des électrons soit influencé. Dans l'espace et dans d'autres milieux subissant des radiations extrêmes, un tel système pourrait être plus fiable que les transistors à base de semi-conducteurs actuels.
Au niveau des processus de fabrication, les ACT semblent très prometteurs, grâce à une énorme simplification : plus besoin d'une série d'étapes de dopage, de traitement thermique, d'oxydation, de saliciure, etc., puisqu'il suffit de déposer les électrodes métalliques sur un substrat diélectrique. Pour ce faire, les chercheurs ont utilisé une lithographie à rayon d'électrons, avec des métaux précieux comme le tungstène, l'or ou le platine. De plus, les procédés pourraient se généraliser à trois dimensions, c'est-à-dire à des réseaux tridimensionnels de transistors : la course à la miniaturisation des transistors serait alors compensée par une amélioration de l'architecture, afin d'augmenter la densité de transistors par unité de volume.
Cette recherche est toujours dans les stades préliminaires, elle n'est pas prête pour arriver demain dans nos ordinateurs. Il faut encore peaufiner la technique, notamment tester toute une série de configurations pour la source et le drain, d'autres matériaux : actuellement, le bout des électrodes fond parfois à cause des champs électriques extrêmement intenses — il faudrait alors déterminer une tension d'alimentation bien plus basse qui pourrait suffire, à condition de repenser la forme des extrémités des électrodes. Il est vrai que les bénéfices en fréquence pourraient valoir la chandelle : un dispositif du genre pourrait monter jusqu'au térahertz, quand les processeurs en semi-conducteurs ont du mal à dépasser les cinq gigahertz.
Source et image : New Metal-Air Transistor Replaces Semiconductors.
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