Une topologie de grille flottante pour des circuits agiles d’Intelligence Artificielle

Alors que la miniaturisation de l’électronique traditionnelle à base de silicium approche de ses limites physiques, l’industrie des semi-conducteurs fait face à des défis croissants : inefficacité énergétique, goulots d’étranglement dans les architectures de type von Neumann, et une rigidité du matériel inadaptée aux besoins de l’intelligence artificielle. Les nouvelles applications — telles que les systèmes autonomes, l’Internet des objets (IoT) et l’apprentissage en temps réel — exigent un changement radical dans l’intégration du calcul et de la mémoire à l’échelle nanométrique.      
Développée par un consortium international de premier plan, comprenant l’Université de Strasbourg, l’Institut des Nanotechnologies de Lyon, l’Université Paris-Saclay et le National Institute for Materials Science (Japon), nous avons le plaisir de présenter une avancée majeure en nanoélectronique : le transistor à effet de champ à grille flottante inversée Van der Waals (IFGFET) — une nouvelle topologie de dispositif qui combine logique, mémoire et calcul neuromorphique dans une seule architecture.

Cette innovation repose sur des hétérostructures Van der Waals, combinant des semi-conducteurs ReS₂ avec une (top) grille flottantes polymorphique  and une (bottom) grille de control. Cette topologie permet l’accès direct à la grille flottante et améliore considérablement le contrôle électrostatique du canal.

En outre, cette technologie offre des caractéristiques révolutionnaires telles que :

  • Fonctionnalité double mode : fonctionne à la fois comme porte logique reconfigurable et comme mémoire non-volatile.
  • Capacités neuromorphiques : émule le comportement synaptique avec une précision de 92 % dans des réseaux de neurones artificiels, et prend en charge des circuits de neurones impulsionnels.
  • Conception compacte et sécurisée : permet la création de circuits IA programmables à la demande avec une sécurité intrinsèque grâce à une mémoire auto-effaçable.
  • Contrôle électrostatique optimisé : la topologie inversée améliore les performances par rapport aux FGFETs conventionnels grâce à un couplage grille–canal renforcé.

Ce dispositif reconfigurable pourrait ouvrir la voie à de nouveaux horizons en calcul en mémoire, calcul neuromorphique, réseau à spike et matériel IA sécurisé.

👉 Retrouvez l’article complet dans ACS Nano: Lien vers l’article

Contact :   dayen@unistra.fr

Nickelates : un état supraconducteur stabilisé sans dopage

Lire l’actualité en ligne sur le site de CNRS CHIMIE

Réference : Hoshang Sahib, Aravind Raji, Francesco Rosa, Giacomo Merzoni, Giacomo Ghiringhelli, Marco Salluzzo, Alexandre Gloter, Nathalie Viart, Daniele Preziosi
Superconductivity in PrNiO2 infinite-layer nickelates
Advanced Materials 2025 
https://doi.org/10.1002/adma.202416187

Contact : Daniele Preziosi (Chercheur à l’Institut de physique et de chimie des matériaux de Strasbourg (CNRS/Université de Strasbourg) daniele.preziosi@ipcms.unistra.fr

Des taxis à protéines

“CORELMAG” fait partie des projets ANR 2019 : Nanocomposites innovants libérant des facteurs biologiques par hyperthermie magnétique en tant que composants de matrices intelligentes pour l’ingénierie tissulaire.

Coordinateur du projet : Damien MERTZ (IPCMS – DCMI)

Vous pouvez lire ou télécharger la BD sur cette page : https://www.alsace.cnrs.fr/fr/corelmag

Initiative portée par le service communication Alsace du CNRS.

Programme d’accompagnement à la médiation scientifique : Sophie Le Ray

Planche de bande-dessinée réalisée par Camille Van Belle

Vers une photochimie à l’échelle sub-moléculaire

L’article paru récemment dans Nature Nanotechnology (Doi : 10.1038/s41565-024-01622-4) : Submolecular-scale control of phototautomerization / Anna Roslawska, Katharina Kaiser, Michelangelo Romeo, Eloïse Devaux, Fabrice Scheurer, Stéphane Berciaud, Tomas Neuman et Guillaume Schull, fait l’objet d’une actualité sur le site CNRS Physique.

https://www.inp.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/vers-une-photochimie-lechelle-sub-moleculaire

Figure : Contrôle local de la réaction de photo-tautomérisation de la phtalocyanine. La pointe métallique est visible dans la partie supérieure gauche de la figure © A. Rosławska et G. Schull.

Two-dimensional ferroelectric devices are revolutionizing the topology of integrated circuits

Lire l’actualité sur le site CNRS – Physique

An international consortium (University of Strasbourg, University of Luxembourg, NIMS Japan, Ecole Centrale Lyon, C2N Saclay) led by IPCMS (team of Jean-François Dayen, DMONS), established the concept for a new generation of reconfigurable ferroelectronic logic circuits.

These devices, referred as Re-FeFET, allow for encoding and manipulating the information in a single operating unit, circumventing the famous ”Memory Wall” limitation of modern CMOS technology.  By making use of the switchable polarization state of two ferroelectric gates, the electrical potential landscape within a semiconductor channel can be permanently and reconfigurably modified. Depending on the ferroelectric state encoded, the ferroelectric logic circuits can function as six alternative logic gates, while CMOS circuit are limited to a single function. Last but not least, the device can operate as a photodiode and generate photovoltaic energy. These findings rethink circuit topology and memory-logic interaction, opening up new research directions in the area of frugal computational enhancement.

Reference :
Reconfigurable Multifunctional van der Waals Ferroelectric Devices and Logic Circuits
Ankita Ram, Krishna Maity, Cédric Marchand, Aymen Mahmoudi, Aseem Rajan Kshirsagar, Mohamed Soliman, Takashi Taniguchi, Kenji Watanabe, Bernard Doudin, Abdelkarim Ouerghi, Sven Reichardt, Ian O’Connor and Jean-Francois Dayen.
ACS Nano 2023, 10.1021/acsnano.3c07952.  Link.

Schematic of a reconfigurable ferroelectric device, based on van der Waals materials, that can operate several logic functions within a single circuit.

Contact : Jean-Francois Dayen

Références

Reconfigurable Multifunctional van der Waals Ferroelectric Devices and Logic Circuits, Ankita Ram, Krishna Maity, Cédric Marchand, Aymen Mahmoudi, Aseem Rajan Kshirsagar, Mohamed Soliman, Takashi Taniguchi, Kenji Watanabe, Bernard Doudin, Abdelkarim Ouerghi, Sven Reichardt, Ian O’Connor et Jean-Francois Dayen, ACS Nano, publié le 21 octobre 2023.
Doi : 10.1021/acsnano.3c07952
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