Qu'est-ce qu'un nanotransistor?
Les transistors sont les éléments fondamentaux de la plupart des produits électroniques, y compris tous les ordinateurs et les radios. Un nanotransistor est un transistor dont les dimensions sont mesurées en nanomètres. Par exemple, un transistor de 300 nanomètres de diamètre serait un nanotransistor. Les transistors sont utilisés pour commuter et amplifier des signaux électroniques. Lorsqu'ils sont combinés en millions et en milliards, ils peuvent être utilisés pour créer des processeurs d'informations programmables sophistiqués, plus communément appelés ordinateurs. Les entreprises d’informatique et de communication investissent chaque année des centaines de millions de dollars dans des fonds de recherche pour développer des transistors plus petits.
La miniaturisation du transistor a été la marque de 50 ans de progrès dans les ordinateurs de petite taille. Selon une tendance connue sous le nom de loi de Moore, le nombre de transistors que les ingénieurs ont pu installer sur une puce de taille fixe a régulièrement doublé tous les 18 à 24 mois. Ainsi, toute l’histoire de l’informatique a consisté en plusieurs dizaines de doublons. Malheureusement pour l'industrie informatique, cette tendance ne peut être maintenue éternellement - la petite taille des transistors actuels commence à se heurter aux lois de la physique.
Les efforts visant à fabriquer un nanotransistor plus petit incitent à respecter la loi de Moore et à fournir aux clients une électronique de meilleure qualité et plus rapide. La photolithographie conventionnelle offre des limites à la fabrication d'un nanotransistor de petite taille. C'est pourquoi de nouvelles approches sont tentées, notamment l'utilisation de microbes et le dépôt chimique en phase vapeur lente pour synthétiser des composants de transistors. L’effort de fabrication de nanotransistors est à la pointe de la nanotechnologie.
En novembre 2001, les scientifiques de Bell Labs ont franchi une étape majeure dans la recherche de nanotransistors plus petits en fabriquant des nanotransistors adressables individuellement à l'échelle d'une molécule individuelle. Ces appareils sont tellement minuscules qu’environ 10 millions d’entre eux pourraient tenir sur la tête d’une épingle. Le défi de créer de minuscules électrodes pour ces transistors a été résolu en auto-assemblage - en rassemblant des molécules dans un certain mélange qui les amène à se combiner et à s’auto-assembler sans intervention directe de l’ingénieur. Malheureusement, cette approche est encore expérimentale et n'est pas encore viable pour la fabrication en série.
En janvier 2008, les scientifiques de l’Université de l’Illinois ont réalisé une nouvelle étape dans le développement des nanotransistors en construisant une radio à nanotransistor dont les composants actifs sont exclusivement fabriqués à partir de nanotubes de carbone. Les nanotubes de carbone sont des matériaux extrêmement flexibles offrant une résistance et une utilité inégalées en électronique.
Les nanotransistors étant si petits, leur comportement ne peut être entièrement décrit par les théories actuelles. Par conséquent, des efforts sont en cours pour développer de nouvelles théories pouvant être appliquées à l'échelle nanométrique.