L'ajout d'une couche supplémentaire d'encapsulation au-dessus de couches en deux dimensions pour fabriquer des dispositifs nanoélectriques permet de réduire significativement le risque de défaillance du composant sous l’effet d'une surchauffe.


Les matériaux 2D comme le graphène présagent d'un énorme potentiel dans le domaine de la fabrication de composants à semi-conducteurs. L'épaisseur d'une couche de ce type de matériau atteint à peine celle d'un atome ce qui permet une miniaturisation de ces composants supérieure à ceux réalisés avec des matériaux 3D classiques. Les recherches actuelles ont cependant mis en évidence la mauvaise conduction thermique entre les couches 2D et le substrat du composant. D’où l'augmentation du courant, l'apparition de points chauds localisés conduisant à une surchauffe et finalement la défaillance du composant.

Une équipe de chercheurs de l'université de l'Illinois a réussi en partie à résoudre ce problème en superposant un matériau ultramince à la couche 2D pour créer un « nanosandwich ». Ils ont ensuite fabriqué un transistor expérimental à l'aide d'un substrat en oxyde de silicium, d'un matériau en carbone 2D et d’oxyde d'aluminium pour la couche d'encapsulation. Résultat : à température ambiante, la couche placée au-dessus de la structure a permis de doubler le transfert d'énergie thermique entre le matériau 2D et le substrat de silicium.

Les chercheurs de l’école d'ingénieurs de l'université de l'Illinois à Chicago ont publié les résultats de cette étude dans la revue Advanced Materials.