Une puce informatique utilisant l'onduleur au bisulfure de molybdène. Photo :Brooks Canaday
(Phys.org) — Les puces électroniques sont omniprésentes dans la société de haute technologie d'aujourd'hui, jouant un rôle essentiel dans le fonctionnement interne de votre téléphone portable à votre machine à café Keurig.
Une technologie de traitement appelée CMOS, ou complémentaire métal-oxyde-semi-conducteur, a rendu les micropuces économiquement viables dans les années 1980, dit Sivasubramanian Somu, chercheur au Centre de nanofabrication à haut débit de Northeastern.
Un élément essentiel de toute micropuce est ce qu'on appelle un onduleur, un composant électronique qui crache des zéros lorsque vous lui en donnez des, et vice versa. "Un transistor [l'élément de base d'un onduleur] est un simple, commutateur extrêmement rapide, " a expliqué Somu. "Vous pouvez l'allumer et l'éteindre par des signaux électriques."
Aux débuts de l'informatique, des commutateurs mécaniques ont été utilisés pour les opérations de calcul. "Vous ne pouvez pas réaliser des calculs rapides en utilisant des commutateurs mécaniques, " dit Somu. Alors CMOS, qui utilisait des signaux électriques pour allumer et éteindre les interrupteurs, a représenté une avancée significative dans le domaine.
Mais malgré sa relative économie, une usine de fabrication de CMOS coûte encore environ 50 milliards de dollars, selon Somu. "Nous avions besoin d'une alternative, solution rentable qui peut encore rivaliser avec CMOS au niveau de la fonderie, " il a dit.
L'approche exclusive d'"assemblage dirigé" du CHN est cette solution alternative. Au lieu de nécessiter plusieurs étapes de fabrication d'ajout et de retrait de matière, comme dans le cas du CMOS, L'assemblage dirigé est un processus additif uniquement qui peut être effectué à température et pression ambiantes. Une usine de fabrication basée sur cette technologie, Somu a dit, pourrait être construit pour aussi peu que 25 millions de dollars.
Une station de sonde personnalisée qui fait varier la température et la pression atmosphérique pour mesurer les propriétés électriques des matériaux au Center for High-rate Nanomanufacturing. Photo :Brooks Canaday
Ces économies de coûts rendraient la nanotechnologie accessible à des millions de nouveaux innovateurs et entrepreneurs, libérant une vague de créativité de la même manière que le PC l'a fait pour l'informatique, dit Ahmed Busnaina, le professeur William Lincoln Smith et directeur du NSF Center for High-rate Nanomanufacturing.
Mais créer un onduleur nanométrique est plus facile à dire qu'à faire, ajouté Jun Huang, un chercheur postdoctoral au centre. Les chercheurs ont utilisé des matériaux comme le graphène et les nanotubes de carbone pour créer des onduleurs, mais aucun de ceux-ci n'a bien fonctionné tout seul. Création d'un onduleur nanométrique composé de différents nanomatériaux aux excellentes propriétés, Huang a dit, peut donner d'excellents transistors complémentaires.
En utilisant le processus d'assemblage dirigé, l'équipe a créé un onduleur complémentaire efficace utilisant du bisulfure de molybdène et des nanotubes de carbone. « Au niveau nanométrique, " dit Huang, "le bisulfure de molybdène se présente sous forme mince, feuilles d'épaisseur nanométrique." A cette échelle, il a noté, le matériau commence à présenter des caractéristiques de transistor essentielles à la construction d'un bon onduleur.
Ce succès représente une étape vers l'objectif ultime du RCS de permettre aux petites et moyennes entreprises de développer de nouvelles, technologies basées sur des puces. Les résultats de leurs recherches ont été rapportés dans un article récent de la revue Nanotechnologie .
