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Comment le graphène pourrait rendre nos smartphones mille fois plus rapides
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Des physiciens de l'Université britannique du Sussex ont découvert qu'équiper téléphones et ordinateurs portables de minuscules puces composées de graphène pourrait considérablement améliorer les performances de nos appareils. Ces bandes de graphène pliées comme du papier d'origami permettent en effet de fabriquer des micropuces jusqu'à 100 fois plus petites que les puces classiques.
Cette étude, qui devrait beaucoup faire parler d'elle, prouve que la modification de la structure de nanomatériaux comme le graphène peut débloquer des propriétés électroniques et permettre au matériau d'agir efficacement comme un transistor. Les scientifiques ont délibérément créé des coudes dans une couche de graphène et ont découvert que le matériau pouvait, par conséquent, être conçu pour se comporter comme un composant électronique.
Le graphène, et ses dimensions à l'échelle nanométrique, pourraient donc être exploités pour concevoir les plus petites puces électroniques jamais réalisées, qui seront utiles pour construire des téléphones et des ordinateurs portables plus rapides. Pour Alan Dalton, professeur à l'Université du Sussex, « nous créons mécaniquement des coudes dans une couche de graphène. C'est un peu comme un nano-origami ».
Découvert en 2004, le graphène est une feuille d'atomes de carbone de l'épaisseur d'un atome qui, en raison de sa largeur nanométrique, est en fait un matériau en deux dimensions. Le graphène est surtout connu pour sa résistance exceptionnelle, mais aussi pour les propriétés de conductivité du matériau, qui ont déjà suscité beaucoup d'intérêt dans l'industrie électronique, notamment du côté de Samsung Electronics.
Le domaine de la straintronique a déjà montré que la déformation de la structure de nanomatériaux 2D comme le graphène, mais aussi le disulfure de molybdène, peut déverrouiller des propriétés électroniques clés. Reste que l'impact exact de ces différents "plis" reste mal compris, font valoir les chercheurs. Qu'à cela ne tienne, le comportement de ces matériaux offre un potentiel énorme pour les dispositifs à hautes performances : cela pourrait modifier la structure d'une bande de matériau 2D pour le convertir efficacement en un supraconducteur.
L'étude britannique se penche sur l'impact que pourraient avoir ces déformations en menant à la création de composants électroniques plus petits. « Nous avons montré que nous pouvons créer des structures à partir de graphène et d'autres matériaux en 2D simplement en ajoutant des coudes délibérés dans la structure. En faisant ce genre d'ondulation, nous pouvons créer un composant électronique intelligent, comme un transistor, ou une porte logique », vante Manoj Tripathi, chercheur sur les matériaux nanostructurés à l'Université du Sussex.
Ces résultats devraient trouver un écho dans une industrie qui s'efforce de se conformer à la loi de Moore, selon laquelle le nombre de transistors d'une micropuce double tous les deux ans, en réponse à la demande croissante de services informatiques plus rapides. Le problème est que les ingénieurs s'efforcent de trouver des moyens d'intégrer une puissance de traitement beaucoup plus importante dans les minuscules puces, ce qui crée un gros problème pour l'industrie traditionnelle des semi-conducteurs.
Un minuscule transistor à base de graphène pourrait contribuer de manière significative à surmonter ces obstacles. « L'utilisation de ces nanomatériaux rendra nos puces d'ordinateur plus petites et plus rapides. Il est absolument essentiel que cela se produise car les fabricants d'ordinateurs sont maintenant à la limite de ce qu'ils peuvent faire avec la technologie traditionnelle des semi-conducteurs. En fin de compte, cela rendra nos ordinateurs et nos téléphones des milliers de fois plus rapides à l'avenir », font savoir les chercheurs à l'origine de cette étude.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
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