Des chercheurs de l'Université de Californie à Santa Barbara ont développé un modèle mécanique quantique expliquant comment des électrons isolés à haute énergie peuvent briser les liaisons atomiques dans les micro-électroniques à base de silicium, un processus qui dégrade progressivement les performances des appareils. Ce phénomène, connu sous le nom de dommage par événement unique, est un problème crucial de fiabilité pour les semi-conducteurs fonctionnant dans des environnements hostiles comme l'espace ou les systèmes informatiques haute performance.
L'étude, dirigée par le groupe de recherche du professeur Chris Van de Walle du Département des Matériaux, a utilisé des techniques de calcul avancées pour simuler l'interaction précise où un électron énergétique transfère son énergie directement à une liaison atomique spécifique dans le réseau de silicium, provoquant sa rupture. Cela crée un défaut qui peut piéger des charges ou altérer les propriétés électriques locales, menant à terme à une défaillance du circuit.
Cette compréhension détaillée va au-delà des observations empiriques précédentes, fournissant une explication fondamentale au niveau quantique d'un problème de longue date en physique des dispositifs. La recherche, soutenue par le Département de l'Énergie des États-Unis et l'Office of Naval Research, a été publiée dans la revue Applied Physics Letters. Ces résultats sont essentiels pour concevoir des composants électroniques plus résistants aux radiations et plus durables pour les infrastructures critiques, l'aérospatiale et les futures technologies informatiques.
