03/11/2011 - Graphène: le matériau 'milharose' qui rendrait les électroniques flexibles

Menéame

Un grand progrès dans la recherche sur le graphène, pourrait ouvrir la voie à la création de nouvelles puces informatiques plus petites, plus rapides et plus puissantes, a été développé par des chercheurs britanniques.

Un groupe de scientifiques de l’Université de Manchester disent avoir montré comment le grafène (un matériau à deux dimensions fait d’une seule couche d’atomes de carbone) peut se trouver à l’intérieur des circuits électroniques du futur.

Le graphène est salué comme un matériau miraculeux qui pourrait révolutionner la science des matériaux en raison de ses propriétés uniques. Il mesure un atome d’épaisseur, ce qui le rend le matériau le plus mince de la Terre; une pile de trois millions de feuilles de ce matériau serait élevée à une hauteur maximale d’un millimètre.

200 fois plus "fort" que l’acier

Le grafène est aussi le matériau le plus fort (200 fois plus fort que l’acier), le plus flexible et le meilleur conducteur au monde, ce qui en fait une alternative attrayante pour remplacer les puces de silicium.

Dans leur étude, publiée dans la revue Nature Physics, les chercheurs ont décrit comment ils ont créé une structure à quatre couches composée de deux feuilles de graphène intercalées entre deux feuilles de nitrure de silice, un matériau similaire bidimensionnel avec une structure mince de type hexagonal.

"Créer la structure de l’enduit nous a permis d’isoler le graphène de l’influence négative de l’environnement et de contrôler les propriétés électroniques d’une manière qui était impossible auparavant," a déclaré Leonid Ponomarenko, auteur principal de l’étude.

Cette "influence négative " se réfère à l’extrême sensibilité du graphène aux gaz et à l’humidité, dit Ponomarenko.

"Pour rendre ses propriétés plus contrôlées, nous devons le protéger avec quelque chose," a-t-il dit. La démonstration rapproche les scientifiques un pas de plus vers un remplacement de puce de silicium, selon Ponomarenko.

"Le silicium est en train d’atteindre sa limite de réduction et à mesure que les ordinateurs deviennent plus puissants, il est de plus en plus difficile que le silicium réponde aux demandes croissantes d’énergie," ont déclaré les scientifiques.

La découverte du graphène a été faite à l’université de Manchester en 2004 par les physiciens russes Andre Geim et Konstantin Novoselov, qui ont reçu le Prix Nobel de physique pour leur travail, en 2010.

En commentant la nouvelle étude, Geim a déclaré: "Le grafène encapsulé dans le nitrure de silice offre la meilleure et la plus avancée plate-forme pour l’avenir de l’électronique. Il résout également des problèmes désagréables concernant la stabilité et la qualité du graphène.

"Ce n’est peut-être qu’une question de plusieurs mois avant que nous ayons encapsulé du graphène avec de meilleures caractéristiques que celles précédemment démontrées," a-t-il ajouté.

Les progrès récents à Manchester et dans d’autres universités britanniques ont conduit le gouvernement britannique à investir 50 millions de livres (78 millions de dollars) dans un centre de recherche visant à maximiser le potentiel commercial du graphène.

Et ce ne sont pas seulement des circuits de contrôle informatiques que le graphène promet de transformer.

La découverte qu’elle est extrêmement sensible aux molécules individuelles de gaz pourrait, selon Geim et Novoselov, conduire au développement de nouveaux capteurs, avec des applications possibles dans la lutte contre le terrorisme.

"Nous cherchons constamment de nouvelles façons de démontrer et d’améliorer les propriétés remarquables du graphène," a déclaré Geim.

De nombreuses universités du monde entier sont également engagées dans la même tâche.

Le MIT (Massachusetts Institute of Technology), à Boston, a récemment découvert que le grafène "présente une réaction novatrice à la lumière" qui dit qu’il pourrait améliorer les systèmes de vision nocturne et, éventuellement, offrir une nouvelle approche de l’énergie solaire.

L’émotion s’étend également sur le marché des appareils électroniques de consommation, alors que les fabricants de téléphones et d’ordinateurs cherchent à tirer profit de la singularité du graphène en tant que conducteur transparent.

"La vision est d’avoir des dispositifs électroniques qui peuvent être intégrés avec votre corps ou vos vêtements, ou des ordinateurs qui peuvent être pliés ou roulés et sauvegardés," a déclaré Andrea Ferrari, professeur de nanotechnologie à l’Université de Cambridge, au Royaume-Uni.

Les chercheurs de l’Université de Sungkyunkwan à Séoul, en Corée du Sud, ont déjà montré un écran tactile flexible, dit Ferrari.

Et récemment, des rumeurs ont circulé dans le cyberespace selon lesquelles la compagnie sud-coréenne d’électronique Samsung lancerait un smartphone flexible, appelé Galaxy Skin en 2012.

Ça s’est avéré faux, mais les téléphones, les ordinateurs et les téléviseurs flexibles ne sont peut-être pas si loin, dit Ferrari.

"Il est fort possible que dans les trois ou quatre prochaines années, si tout va bien, nous puissions voir sur le marché des dispositifs transparents et flexibles faits de graphène."

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