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Nanotechnologies : IBM prépare des puces en graphène

Depuis sa découverte en 2004, qui permit à Andre Geim, chercheur au département de physique de l'université de Manchester, d'obtenir le prix Nobel de physique, le graphène concentre toute l'attention des fabricants de semi-conducteurs. En effet, ce cristal de carbone possède trois propriétés physiques très intéressantes qui le placent en première position sur la liste des alternatives au silicium pour la production de puces informatiques.

Car le graphène est un meilleur conducteur électrique que le silicium : les électrons y circulent 30 fois plus vite. On peut donc, en théorie, exécuter 30 fois plus de calculs sur une même période de temps. Autre point intéressant, le graphène refroidit très rapidement : il s'échauffe donc moins que le silicium. "Dans la plupart des matériaux, la chaleur électronique dépasse largement l'auto-refroidissement" explique le professeur William King, responsable du projet. "Cependant, nous avons constaté qu'avec les transistors en graphène, il y a des régions où le refroidissement thermoélectrique dépasse la chaleur générée, ce qui permet à ces puces de se refroidir elles-mêmes". Adieu les ventilateurs ? Enfin, la structure moléculaire du graphène est mieux adaptée à des finesses de gravures nanométriques.

En conjuguant ces trois propriétés, on obtient des puces électroniques dont le rapport performances par watt est exceptionnel. IBM l'avait déjà démontré en fabriquant un transistor cadencé à la fréquence de 155 GHz. Plus récemment, Big Blue a révélé dans le magazine Science avoir fabriqué un circuit intégré complet (un convertisseur de fréquence radio) fonctionnant à 10 GHz. Cerise sur le gâteau, le circuit intégré a été conçu avec les technologies actuellement utilisées pour produire des puces en silicium. La fabrication à l'échelle industrielle serait donc possible d'ici quelques années.

Les applications de ces nouvelles puces ne se limitent pas à de nouveaux processeurs plus économes en énergie. La finesse des puces permettrait de les intégrer directement dans la matrice d'un écran plat. Et d'autres propriétés du graphène laissent présager des batteries plus légères, de plus grande capacité, et qui se rechargeraient en quelques minutes à peine.

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