C’était d’abord du cuivre. Ce matériel permettait de transmettre des informations d'un point à un autre. Puis vint le germanium du transistor original, créé aux Bell Labs. L'ère de l'informatique a commencé mais, le matériau étant instable, il a été remplacé par le silicium, le semi-conducteur avec lequel les microprocesseurs sont fabriqués depuis le siècle dernier.
Le règne du silicium touche à sa fin. Ne vous inquiétez pas, il existe déjà un substitut : le graphène. Dans 15 ou 20 ans, les ordinateurs, téléphones portables, capteurs et autres équipements électroniques seront fabriqués à partir de ce nouveau matériau, une forme de carbone pur.
Une équipe de recherche du Massachusetts Institute of Technology (MIT), dirigée par l'Espagnol Tomás Palacios, fabrique certains des premiers dispositifs et circuits électroniques à base de graphène, découverts en 2004 par les scientifiques Andre Geim et Kostya Novoselov de l'Université de Manchester. .
Doté de propriétés situées entre un semi-conducteur et un métal, ce nouveau matériau doté d'une seule épaisseur de couche atomique va révolutionner les télécommunications et l'informatique en permettant la fabrication de microprocesseurs, de capteurs et de systèmes de communication bien plus rapides que ceux actuellement disponibles. "L'un des paradigmes de l'électronique est d'augmenter la fréquence des signaux électriques, de fabriquer des ordinateurs de plus en plus rapides ou mobiles capables de transmettre des données à des vitesses plus élevées. "Si avec chips de silicium, nous pourrions atteindre une vitesse maximale de 100 GHz, en utilisant des transistors en graphène, le térahertz (1 THz) serait atteint. C'est-à-dire 10 fois plus", affirme ce professeur madrilène de 30 ans au MIT. Le prototype du "transistor en graphène" a été présenté lors de la réunion annuelle de l'American Physical Society en mars. Il sera également publié dans le Lettres de dispositifs électroniques, le magazine de gadgets électroniques le plus prestigieux des États-Unis, dans son édition de mai. Si tout se passe bien, des versions commerciales seront disponibles dans deux ans. chips avancé sur le marché.
L'équipe de Palacios n'a pas seulement fabriqué des transistors dix fois plus rapides que ceux en silicium. Elle profite également des propriétés du graphène pour développer des dispositifs électroniques qui ne pourraient être fabriqués avec aucun autre matériau. Par exemple, un multiplicateur de fréquence qui "améliorera les communications sans fil et l'électronique actuelle au silicium, en doublant la capacité de transmission de chaque puce auquel s'ajoute le multiplicateur".
Palacios est ingénieur en télécommunications. À l'âge de 19 ans, il faisait déjà des recherches sur les semi-conducteurs composés, comme le nitrure de gallium, à l'Université Polytechnique de Madrid (UPM). Un an après avoir obtenu son diplôme, il a déménagé en Californie pour poursuivre ses études. Après avoir terminé son doctorat, il a obtenu un poste d’enseignant au département d’ingénierie électronique et informatique du MIT. De plus, il a commencé à diriger une équipe de 12 personnes dans les laboratoires de technologie des microsystèmes du même centre technologique. Là, ils ont réussi à fabriquer des transistors en graphène capables de transmettre des données à grande vitesse. Ils développent également un capteur basé sur ce matériau qui, en pointant simplement un aliment, déterminera s'il est frais.
Le graphène est du carbone à l’état pur. De nombreux chercheurs l’étudient théoriquement depuis plus de 50 ans. Personne ne croyait que des appareils pouvaient être fabriqués avec ce matériau jusqu'à ce qu'en 2004, des scientifiques de l'Université de Manchester (Grande-Bretagne) découvrent comment obtenir du graphène à partir du graphite, le matériau de la mine de crayon. "Si vous collez et décollez plusieurs fois un morceau de ruban imprégné de fragments de graphite provenant de la mine, vous obtenez du graphène : une seule couche d'atomes de carbone", explique Palacios.
La procédure était très rudimentaire, mais elle a ouvert la porte à de nombreux scientifiques pour commencer à travailler avec ce matériau, dont les propriétés sont « étonnantes et uniques ». Sur le plan mécanique, c'est le plus résistant jamais découvert. fabrication de toute structure, comme les voitures et les avions, plus résistante et plus légère sur le plan électronique, elle a la plus grande mobilité, cent fois celle du silicium, ce qui permet aux électrons d'être accélérés à des vitesses bien supérieures à celles possibles dans n'importe quel autre semi-conducteur. ", déclare Palacios.
Graphene Industries, créée par les découvreurs du graphène, est la seule entreprise à le vendre. Pour le moment. Plusieurs groupes universitaires et entreprises tentent de développer une voie alternative pour l'obtenir, et facile à produire industriellement, son principal obstacle.
Jing Kong, un collègue de Palacios au MIT, crée des tranches entières de graphène sur une surface de nickel. "Cette méthode est plus utile d'un point de vue commercial, mais la mobilité du graphène est inférieure à celle obtenue en collant et en détachant des morceaux de ruban adhésif." Le chercheur, convaincu de ses possibilités, déclare : "C'est un matériau incroyable. Il révolutionne non seulement l'électronique, l'informatique et les communications, mais il change la façon dont la physique est étudiée."
L’accélérateur de particules du CERN vous semble familier ? Le complexe, qui occupe des kilomètres carrés près de Genève (Suisse), sert à explorer le monde de l'infiniment petit à la recherche des éléments fondamentaux de la matière. Les physiciens tentent d'utiliser le graphène pour fabriquer une sorte d'accélérateur miniature. "Dans un fragment de graphène mesurant un seul centimètre carré, il est possible de réaliser de nombreuses expériences qui nécessitaient jusqu'à présent des laboratoires tels que le CERN."
Si cela devient une réalité, les scientifiques pourraient rechercher le boson de Higgs, une particule élémentaire hypothétique, encore inobservée, connue sous le nom de particule divine, dans un laboratoire qui tient sur le bout de votre doigt.
Avez-vous besoin de mettre à jour votre site Web ?
Avez-vous besoin de l'un de nos services de conception de sites Web ? Dans IndienWebs Nous disposons d'une vaste expérience et d'une équipe de programmeurs et de concepteurs Web dans différentes spécialités, nous sommes en mesure d'offrir une large gamme de services dans la création de pages Web personnalisées. Quel que soit votre projet, nous le réaliserons.