commutateur nanométrique

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[center]Coup de foudre dans le monde de la nanoélectronique[/center]

Par Laurent Sacco,
Futura-Sciences, le 18/03/2007

Des chercheurs américains du National Institute of Standards and Technology, le NIST, ont réussi à construire un commutateur électronique à l’échelle nanométrique. Leur idée, s’inspirer du mécanisme à l’œuvre dans les éclairs ! Pour cela ils ont utilisé une combinaison de conducteurs en argent et or avec des molécules organiques. Les applications potentielles vont d’alternatives au stockage magnétique des données jusqu’aux circuits intégrés.

L'argent, en raison de sa conductivité élevée, serait un choix tout indiqué pour les contacts électriques en nanotechnologie, s’il n’y avait un inconvénient notoire. Dans un champ électrique, les ions d'argent s’organisent facilement pour former des filaments qui provoquent des courts circuits, le processus rappelant justement le parcours de l’électricité dans l’atmosphère à l’occasion d’un éclair !

Deux chercheurs du NIST, J Kushmerick et J.M. Beebe, ont démontré que ceci pouvait être une vertu et non un vice. Un fil d'argent extrêmement fin a été enduit d’une monocouche de molécules organiques soufrées. Un autre fil fin, mais en or, est approché du fil en argent, une petite différence de tension est alors appliquée entre les deux fils.

Quand la tension atteint un seuil critique, des ions d'argent se forment et "poussent" pour former une connexion entre les deux filaments. Le courant passe alors et se maintient tant que la tension entre les deux fils est suffisante. Il suffit de renverser celle-ci pour provoquer rapidement une rétraction de la connexion en argent ! On a donc bien un commutateur susceptible d’être ouvert et fermé à volonté.



Formation d'une connexion avec des ions d'argent pour un commutateur à l'échelle nanométrique (Crédit : NIST).

Ce type de commutateur en argent a plusieurs avantages pour la nanoélectronique :
-la composition chimique de la monocouche organique n'est pas très contraignante, plusieurs types de molécules sont utilisables ;
-l’emploi de deux filaments est une technique très simple à mettre en œuvre, permettant de créer une grande variété de commutateurs.

Toutefois, les chercheurs signalent deux petits problèmes. La vitesse de commutation est encore lente et les commutateurs ont tendance à se fermer définitivement après plusieurs cycles de commutation.