Hétérostructures 2D pour une nouvelle génération de commutateurs RF – 2DHEXPLOR

Aujourd'hui, les commutateurs RF sont des éléments clés dans les technologies de l’information permettant la communication sans fil dans de nombreuses applications. Actuellement, la technologie des commutateurs RF est dominée par les semi-conducteurs (diodes PIN ou FET) ou par les systèmes électro-mecanique (MEMS). Cependant, il existe un vrai besoin d’une technologie émergente capable d’apporter de nouvelles fonctionnalités tout en maintenant le rythme de la réduction de la taille, de poids et de la consommation d'énergie des composants ainsi que des coûts. Les matériaux bidimensionnels (2D) et en particuliers les TMDs (Transition-Metal Dichalcogenide) comme PtSe2, WS2, WSe2 avec leurs propriétés exceptionnelles (bandgap et mobilité d’électrons) pourraient être cette nouvelle génération de matériaux pour les futurs commutateurs RF à consommation électrique faible, meilleure efficacité et sur une bande de fréquence très large (du GHz au THz). Des premiers résultats obtenus au sein de consortium ont permis de valider le concept mais des défis technologiques sont encore à lever. La premier consiste à développer le dépôt de couches simples de TMDs et en hétérostructures sur des grandes surfaces (5cm) et une caractérisation physique approfondie. Le deuxième défi va se focaliser sur la mise au point de modèles électromagnétiques permettant de faire le lien entre les propriétés des TMDs et la modélisation d’un commutateurs RF. Enfin, nous démontrerons la fonction RF à base de TMDs pour des déphaseurs à trois fréquences. L'intérêt scientifique du projet 2DHEXPLOR est de donner les outils nécessaires à la communauté scientifique permettant le développement d'une nouvelle génération de composants RF capables de répondre à des problématiques industrielles avec une montée en TRL pour ce type de matériau et en tenant en compte des contraintes SWAP-C. Le consortium diversifié et très complémentaire est composé de Thales Recherche et Technologie, IETR, et UMPHY.