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août
20

Circuits de diamant pour environnements extrêmes

Il y a une nouvelle façon de concevoir les puces d’ordinateur et de circuits électroniques pour les environnements extrêmes : les construire en diamant. Une équipe d’ingénieurs en électricité à l’Université Vanderbilt a développé tous les composants de base nécessaires pour créer des dispositifs microélectroniques sur des films minces de nanodiamants. Ils ont créé des transistors et, plus récemment, des portes logiques, qui sont un élément clé dans les ordinateurs.

« Les dispositifs à base de diamant ont le potentiel pour fonctionner à des vitesses plus élevées et nécessitent moins de puissance que les dispositifs à base de silicium », explique le professeur de recherche en ingénierie électrique Jimmy Davidson. « Le diamant est le matériau le plus inerte connu. Nos dispositifs électronique sont donc largement à l’abri des dégâts d’irradiation et peuvent fonctionner à des températures beaucoup plus élevées que les dispositifs équivalents à base de silicium. » Leur conception d’une porte logique est décrite dans la revue Electronics Letters.

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juin
14

Remplacement du silicium par le graphène pour les nanocircuits

nanocircuit de graphèneLes scientifiques ont fait une percée vers la création de nanocircuits de graphène, largement considérés comme le candidat le plus prometteur pour remplacer le silicium comme élément de base des transistors. Ils ont mis au point un processus simple et rapide basé sur la nanolithographie thermochimique (TCNL) pour créer des nanofils. Les propriétés électroniques de l’oxyde de graphène à l’échelle nanométrique sont modifiées par ce procédé et permet de passer d’un matériau isolant vers un matériau conducteur.

La technique fonctionne avec de multiples formes de graphène et est en passe de devenir une découverte importante pour le développement de l’électronique du graphène. La recherche est publiée dans la revue Science. Les scientifiques qui travaillent avec les nanocircuits sont enthousiastes par rapport au graphène parce que les électrons rencontrent moins de résistance quand ils voyagent le long de ce matériau comparativement au silicium. De plus, les transistors au silicium d’aujourd’hui sont presque aussi petits que permis par les lois de la physique. Le graphène présente aussi un avantage en raison de son épaisseur – c’est une feuille de carbone d’un seul atome d’épaisseur. Bien que la nanoélectronique basée sur le graphène pourrait être plus rapide et consommer moins de puissance que le silicium, on ne savait pas comment produire du graphène nanostructuré sur une méthode reproductible ou évolutive. C’était jusqu’à présent.

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mai
12

Graphene School 2010

corsicaeL’émergence récente du graphène a généré un enthousiasme dans le monde scientifique en raison des propriétés extraordinaires qui sont attendues de ce nouveau matériau et de ses dérivés. Sa simplicité structurale et chimique fait du graphène un systèmes très pratique pour la recherche fondamentale et pour le développement des sciences à l’échelle nanométrique. D’autre part, les nombreuses variations possibles des nano-objets à base de graphène permettent une variabilité unique des propriétés (transport, mécanique, optique, chimique …) et un nombre anormalement élevé d’applications potentielles, allant de l’énergie à la nanoélectronique en passant par l’industrie chimique. Le graphène est également idéal pour les chimistes qui peuvent modifier ses propriétés par fonctionnalisation, greffage, adsorption et dopage. La recherche sur le graphène exige clairement la participation des scientifiques dans les domaines liés à la physique, la chimie et les sciences des matériaux.

Cet intérêt croissant, déclenchée par les nombreuses applications potentielles du graphène, motive la création d’une école interdisciplinaire sur le graphène. L’école s’adresse aux étudiants du doctorat, post-doctorants ainsi qu’aux jeunes chercheurs en première instance. Graphene School 2010 aura lieu à Cargèse (France) du 12 au 22 octobre 2010 à l’Institut d’Etudes Scientifiques de Cargèse.

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mai
6

Analyse du graphène par interférométrie basée sur l’effet moiré

moire patternsÀ l’aide d’une série d’expériences novatrices, des scientifiques aux États-Unis sont parvenus à développer une nouvelle méthode d’analyse de la façon dont les feuilles de graphène sont empilés les unes sur les autres. La technique est également approprié pour déterminer quelles zones du composé sont soumises à la plupart des contraintes, lorsque le matériau est placé à l’intérieur de structures plus complexes. Tout cela peut être déduit à l’aide des motifs de moiré, des motifs d’interférences qui apparaissent à l’échelle atomique lorsque deux couches superposées d’atomes sont décalées légèrement (image courtoisie de la NIST).

L’équipe de recherche qui a mené les travaux est composée de physiciens des Etats-Unis en provenance du National Institutes of Standards and Technology (NIST) et du Georgia Institute of Technology (Georgia Tech). Les experts disent que les motifs de moiré peuvent être également utilisés dans l’analyse de structures composées de plus de deux couches d’atome. Ils ajoutent que l’utilisation de l’interférométrie basée sur l’effet moiré peut aider les scientifiques à déterminer l’orientation de rotation des feuilles de graphène utilisés dans une variété d’applications technologiques. Leur travail est publié dans le journal Physical Review B .

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avril
14

Transport et dissipation de l’énergie dans les dispositifs nanométriques

microelectronicsComprendre le transport et la dissipation de l’énergie dans les structures nanométriques est d’une grande importance pour la conception des circuits à haut rendement énergétique et des systèmes de conversion d’énergie. C’est aussi un domaine riche en découvertes fondamentales à l’intersection des interactions entre électrons, réseau (phonons) et optique (photons). Un article de synthèse publié dans NanoResearch présente les progrès récents dans la compréhension et la manipulation du transport et de la dissipation d’énergie à l’échelle nanométrique pour les structures à l’état solide.

Certains des plus grands défis de la société moderne sont liés à la consommation d’énergie, sa dissipation ainsi que son gaspillage. Parmi ces défis, les technologies actuelles et futures basées sur les nanomatériaux et les dispositifs à l’échelle nanométriques ont un grand potentiel pour améliorer la conservation de l’énergie, sa conversion ou sa récolte. Un exemple bien connu est celui de l’électronique intégrée, où les questions de dissipation de puissance posent depuis tout récemment un défi de taille. La dissipation de puissance limite les performances de l’électronique, du dispositif de poche (~ 10-3 W) jusqu’aux centres de données massifs (~ 109 W).

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