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Actualité | Recherche fondamentale

Transistors à base de nanotubes de carbone… de plus en plus rapides

Nanotubes alignés dans un transistor à base de nanotubes de carbone pour des applications haute fréquence

© Arnaud Le Louarn – IEMN, CNRS

Des chercheurs de l’Institut d’électronique, de microélectronique et de nanotechnologie (IEMN / CNRS – Universités Lille 1 et Valenciennes, Institut supérieur de l’électronique et du numérique) et du Service de Physique de l'Etat Condensé du CEA sont parvenus à réaliser des transistors à partir de nanotubes de carbone sur substrat de silicium.

Publié le mercredi 27 juin 2007

Ces transistors, principalement utilisés comme interrupteur commandé, atteignent des fréquences de coupure de 30 GHz*, ce qui améliore d’un facteur 4 le dernier record obtenu par les mêmes équipes en août 2006. Ce résultat ouvre de nouvelles perspectives pour les applications grand public nécessitant des fréquences de fonctionnement élevées.

L’électronique moléculaire a pour objectif de développer des composants fondés sur différents types de nano-objets et des systèmes pour le traitement de l'information. C'est ce type de technologie qui est, par exemple, utilisé pour des systèmes d’affichage tels que le papier électronique. Pour réaliser les composants élémentaires, on utilise généralement des éléments organiques, comme les polymères, qui sont déposés sur les surfaces par des procédés simples, identiques aux techniques d’impression papier (jet d’encre). Cependant ces matériaux sont dotés d’une faible mobilité électronique, ce qui limite en fréquence le transport du courant, donc la fréquence de commutation de chaque transistor élémentaire, et restreint les applications de cette technologie. Les nanotubes de carbone sont, quant à eux, caractérisés par une grande mobilité électronique, compatible avec des applications en électronique rapide ; ils peuvent également être déposés par des procédés technologiques peu coûteux.

Des chercheurs de l’IEMN et du CEA soutenus par le projet « PNANO HF-CNT » de l’Agence nationale de la recherche, ont utilisé une technique appelée « di-électrophorèse » pour obtenir un dépôt uniforme d’un grand nombre de nanotubes alignés. Ils sont parvenus à réaliser des transistors à base de nanotubes de carbone sur substrat de silicium atteignant des fréquences de coupure de 30 GHz. Ce résultat améliore d’un facteur 4 le dernier record obtenu par les mêmes équipes en août 2006. Ce procédé d’élaboration mis en œuvre s’effectue à température ambiante, ce qui le rend aussi totalement compatible avec les autres substrats à faible coût (verre, plastique…) et ouvre ainsi de nouvelles perspectives pour les applications grand public nécessitant des fréquences de fonctionnement élevées.



Microscopie électronique d’un transistor à base de nanotubes de carbone pour des applications haute fréquence. L'insert montre les nanotubes alignés. 
© Arnaud Le Louarn – IEMN, CNRS (cette image est disponible auprès de la photothèque du CNRS, phototheque@cnrs-bellevue.fr)

RÉFÉRENCES

Applied Physics Letters, A. Le Louarn et al, Appl. Phys. Lett. 90, 233108, juin 2007.

*GHz : GigaHertz = 10^9 hertz
Voir aussi :

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