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| Les premiers vrais transistors à nanotubes de carbone |
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Le premier commutateur élaboré entièrement à partir de nanotubes de carbone
vient d'être dévoilé. Ses concepteurs espèrent qu'il pourra se
substituer aux puces de silicium pour fournir des composants plus
rapides, plus petits et meilleur marché. Le dispositif est un nanotube
en "forme de Y" et se comporte comme un transistor, comme ceux équipant
tous les appareils électroniques. Le courant peut circuler dans une
branche ou dans l'autre suivant la tension
qui s'applique à la troisième. La commutation est
parfaite, le courant est soit présent, soit absent, sans
état intermédiaire.
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La petite taille et la
commutation parfaite de ces nanotubes en fait d'excellents candidats
pour une nouvelle classe de transistors", indique Prabhakar Bandaru, scientifique des matériaux de l'Université de Californie à San Diego, qui a dirigé l'équipe des concepteurs.
Les scientifiques ont réalisé leurs nanotubes en "Y" en ajoutant un titane-fer à un catalyseurensemble
de nanotubes droits pendant leur croissance. Lorsque une particule du
catalyseur se colle sur le côté d'un nanotube, elle forme la base d'un
nouveau branchement.
Plus les puces traditionnelles sont petites, plus les fuites sont élevées
Les
transistors conventionnels sont élaborés à partir
de couches de matériaux semi-conducteurs, tels que le silicium.
Les dernières méthodes de fabrication ont conduit
à de minuscules puces qui fournissent d'énormes
quantités de puissance de calcul à nos machines de
bureaul. Toutefois, au fur et à mesure que les composants
diminuent de taille, des fuites de courant de plus en plus
élevées apparaissent. Cela cause une surchauffe, gaspille
de la puissance, et peut provoquer des erreurs de commutation. Il
semble bien que la taille minimale limite des puces au silicium soit
désormais bientôt atteinte.
Aussi les
scientifiques cherchent à faire faire aux nanotubes de carbone
un travail équivalent. Ces feuilles enroulées d'atomes de carbone conduisent l'électricité et prennent beaucoup moins de place que les circuits au silicium, ne mesurant que quelques milliardièmes de mètre de large.
De plus,
les nanotubes peuvent être réalisés en utilisant
des méthodes chimiques relativement peu onéreuses qui
évitent les laborieuses méthodes de superposition de
couches et de gravure employées pour élaborer les
circuits d'aujourd'hui. "Ceci nous permet de produire des dispositifs
d'une taille beaucoup plus petite mais possédant des
fonctionnalités beaucoup plus complexes", explique Hongqi Xu,
physicien de l'Université de Lund en Suède.
Pas de problème de Portes avec les nanotubes
Les scientifiques avaient déjà réalisé des circuits logiques en
utilisant des nanotubes, mais ceux-ci requéraient des Portes (Grille)
en métal pour contrôler l'écoulement des courants. La fabrication de
tels dispositifs exige beaucoup d'étapes, aussi il est peu probable
qu'ils puissent concurrencer économiquement l'électronique
conventionnelle, selon Xu.
Les Portes dans le nouveau dispositif font intrinsèquement partie de la
structure des nanotubes, explique Bandaru. Il ajoute que la particule
de catalyseur au centre du nanotube peut être déformée pour modifier
les propriétés de commutation du dispositif, faisant de lui par exemple
un commutateur à différentes tensions. L'équipe essaye maintenant
d'étendre l'alphabet des nanotubes en branches avec des formes en "T"
et en "X" qui pourraient autoriser diverses fonctionnalités.
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