Le graphène et les nanotubes de carbone pourraient améliorer l'électronique utilisée dans les ordinateurs et les téléphones portables, révèle de nouvelles recherches de l'Université de Göteborg, Suède.

Les nanotubes de carbone et le graphène sont tous deux composés de carbone et ont des propriétés uniques. Le graphène comprend une couche épaisse d'atomes de carbone, tandis que les nanotubes de carbone peuvent être comparés à une feuille de graphène qui a été enroulée pour former un tube.

"Si vous étirez une feuille de graphène d'un bout à l'autre, la couche mince peut osciller à une fréquence de base d'un milliard de fois par seconde, " dit le chercheur Anders Nordenfelt. " C'est la même gamme de fréquences utilisée par les radios, téléphones portables et ordinateurs."

Possibilité de peser des molécules d'ADN

On espère que la taille et le poids limités de ces nouveaux matériaux en carbone pourraient encore réduire à la fois la taille et la consommation d'énergie de nos circuits électroniques.

En plus des nouvelles applications en électronique, des recherches sont en cours sur la façon dont le graphène peut être utilisé pour peser des objets extrêmement petits tels que des molécules d'ADN.

Nanofils auto-oscillants

Les fréquences de résonance mécanique élevées signifient que les nanotubes de carbone et le graphène peuvent capter des signaux radio.

"La question est de savoir s'ils peuvent également être utilisés pour produire ce type de signal de manière contrôlée et efficace, " dit Anders Nordenfelt. " Cela suppose qu'ils ne sont pas eux-mêmes entraînés par un signal oscillant qui, à son tour, doit être produit par autre chose."

Dans ses recherches, Anders Nordenfelt a effectué une analyse mathématique pour démontrer qu'il est possible de connecter le nanofil avec un circuit électronique assez simple, et en même temps d'appliquer un champ magnétique et ainsi de faire auto-osciller mécaniquement le nanofil.

"En même temps, nous convertissons un courant continu en un courant alternatif avec la même fréquence que l'oscillation mécanique, " dit Anders Nordenfelt.

Harmoniques – un moyen d'atteindre des fréquences encore plus élevées

En plus de leur propre keynote, toutes les cordes mécaniques ont des harmoniques qui, par exemple, donner à différents instruments de musique leur propre son particulier.

"Un résultat inattendu et très intéressant est que la méthode que j'ai proposée peut être utilisée pour amener le nanofil à s'auto-osciller dans l'une de ses harmoniques, " dit Anders Nordenfelt. " Vous pouvez changer l'harmonique en modifiant la taille d'un ou plusieurs des composants électroniques. "

En principe, il y a un nombre infini d'harmoniques avec des hautes fréquences illimitées, mais il y a des limites pratiques.

Un rêve de recherche de longue date est de produire des signaux dans la gamme térahertz, avec des milliards d'oscillations par seconde.

Cette zone est particulièrement intéressante car elle se situe à la frontière entre les micro-ondes et le rayonnement infrarouge qui, à ce jour, a fait l'objet de relativement peu de recherches. C'est un domaine qui a été trop rapide pour les circuits électroniques, mais trop lent pour les circuits optiques.

"Nous ne pouvons pas obtenir ces fréquences vraiment élevées avec ma méthode dans l'état actuel des choses, mais ça pourrait être quelque chose pour l'avenir, " dit Anders Nordenfelt.