08/03/2012 - Une nouvelle dimension pour le graphène

Menéame

De plus en plus de scientifiques considèrent le graphène, un alotrope du carbone, le nouveau silicium. Mais ils savent aussi que leur conductivité est excessive pour pouvoir être utilisé sur des puces informatiques. Maintenant, une équipe scientifique de l’Université de Manchester (Royaume-Uni) aurait pu apporter une solution à ce problème. Son étude publiée dans Science montre comment un transistor pourrait s’établir comme le maillon manquant reliant la fonction de silicium et celle du graphène. Sa découverte permet de lancer une troisième dimension dans la recherche sur le graphène.

Le groupe de Manchester, dirigé par les Nobel Andre Geim et Konstantin Novoselov, ordonnés chevaliers au début de l’année, indique que le graphène est un matériau fascinant avec d’innombrables propriétés optiques, mécaniques, électroniques et chimiques.

Ce matériel peut servir de base à la construction de puces informatiques en remplacement du silicium. Tous les types d’entreprises comme Samsung, Intel et IBM ont manifesté un intérêt pour le graphène et différents groupes scientifiques du monde entier ont démontré la viabilité des tératophones à très haute fréquence (jusqu'à 300 GHz) sur la base de ce matériel.

Le principal obstacle à leur utilisation à grande échelle est l’impossibilité de les emballer à haute densité sur une puce informatique, parce que le filtre de l’eau est trop courant, même si l’état le plus isolant du grafène est utilisé. Ce courant électrique fait fondre la puce à grande vitesse.

Malgré les nombreuses études menées au cours des huit dernières années pour remédier à cet obstacle, on n’a pas réussi à trouver une solution stable. Mais l’équipe de Manchester aurait pu donner la pièce manquante dans ce puzzle. D’après les chercheurs, le grafène doit être utilisé en position verticale plutôt qu’horizontale. (sur un plan). L’équipe a utilisé le graphène comme une électrode d’où les électrons traversent un matériau d’énergie électrique jusqu'à atteindre un autre métal. Cette structure est appelée diode d’effet tunnel.

Au début, ils se sont concentrés sur une caractéristique exclusive du grafène: la façon dont la tension extérieure est capable de modifier l’énergie des électrons qui traversent le tunnel. Ils ont ainsi obtenu un nouveau type de dispositif, un transistor vertical à effet tunnel avec effet de champ dans lequel le graphène prend une fonction de base.

Le Dr. Léonid Ponomarenko de l’École de physique et d’astronomie de l’Université de Manchester et auteur senior de l’étude. Mais on peut encore améliorer beaucoup plus, réduire à l’échelle nanométrique et fonctionner à des fréquences inférieures aux térahertz.

Pour sa part, le professeur Novoselov a expliqué: " C’est un nouvel horizon pour la recherche du graphène et les opportunités pour l’électronique basée sur le graphène n’ont jamais été mieux présentées que maintenant."

Mais le graphène ne fonctionne pas seul, mais doit être combiné avec d’autres matériaux. Le groupe de Manchester a combiné le graphène et les plans atomiques de nitrure de manganèse et de disulfure de molybdène dans le développement desCrevettes. Ils ont été construits couche à couche à l’échelle atomique dans une séquence prédéfinie. Les chercheurs ont déclaré que ces types de méthamphétamines par couches n’existent pas dans la nature. Ce concept innovant offre de nouvelles fonctionnalités dans lesquelles le transistor à effet tunnel est un composant vital.

Le transistor prouvé est important, mais probablement plus la configuration des couches atomiques , a déclaré le professeur Geim.

Le professeur Novoselov a ajouté: " Le transistor à effet tunnel n’est qu’un exemple de l’infinie collection de structures en couches et dispositifs innovants qui peuvent être créés avec une configuration similaire. Il offre des opportunités sans fin tant pour la physique fondamentale que pour ses applications. D’autres exemples possibles sont les allumettes, les dispositifs photovoltaïques, etc.

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Pour plus d’informations:

· Université de Manchester:   http://www.manchester.ac.uk/   

· Science:   http://www.sciencemag.org/

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