Projet ANR-12-NANO-0004 – GRACY : Electronique graphene pour amplificateur faible bruit
Programme : Nanotechnologies et Nanosystèmes (P2N) 2012
Année de financement : 2012
Coordinateur du projet : Monsieur Henri Happy (Institut d'électronique, de microélectronique et de nanotechnologie)
Partenaires : CALLISTO; Institut d'Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie; Laboratoire de l'Intégration, du Matériau au Système
Montant : 723229.0 euros
Date de début : 2012
Durée : 42 mois
Résumé : GRACY est un projet de recherche fondamental et fortement appliqué, qui a pour principal objectif le développement des circuits à base de graphène, pour des applications innovantes dans le domaine des communications. Ce projet ambitieux implique deux partenaires académiques (IEMN et IMS) et un partenaire industriel (Callisto). Ce projet s’intéresse aux innovations technologiques dans le domaine de l’information et des communications, et vise à démontrer les possibilités offertes par le graphène, pour atteindre des performances encore inégalées par les filières technologiques actuelles, dans le domaine des micro-ondes.
Le graphène constitue une nouvelle filière de matériau, qui est largement étudiée dans de nombreux laboratoires à travers le monde, avec pour objectif de développer des composants originaux dans le domaine de la nanoélectronique. En effet, en raison de ses propriétés de transport exceptionnelles (mobilité élevée, vitesse de fermi élevée, capacité à supporter des densités de courant élevées, bonne conductivité thermique), ce matériau suscite de grands espoirs dans de nombreux domaines. Dans le secteur des technologies de l’information et de la communication, il est fortement utilisé dans le domaine des micro-ondes pour améliorer les fréquences de fonctionnement, ainsi que les performances en bruit.
Le projet GRACY s’intéresse à l’étude de circuits à base de graphène dans le domaine des micro-ondes, et leur intégration dans les systèmes de communication. Ce projet intègre des compétences complémentaires qui vont de la croissance du matériau à la fabrication et au test d’un démonstrateur de circuit à base de graphène, répondant à un besoin industriel. L’accent sera mis en particulier sur l’amélioration des performances des transistors graphène pour des applications micro-ondes faible bruit, autour de 20 GHz. Compte tenu de la stabilité en température des transistors, ces composants pourraient remplacer les systèmes actuels nécessitant un refroidissement. Les amplificateurs à faible bruit, qui constituent des éléments de base des systèmes de communication sont des dispositifs essentiels pour de nombreuses applications industrielles.
Le projet GRACY va ainsi s’attaquer à cinq principaux challenges : (i) produire du graphène à haute mobilité électronique par une approche CVD sur métal; (ii) optimiser les procédés de fabrication des transistors à base de graphène de manière à obtenir des performances extrinsèques à l’état de l’art ; (iii) développer les modèles compacts pour concevoir les circuits de façon optimale ; (iv) concevoir et fabriquer le premier amplificateur faible bruit à base de graphène ; (v) fabriquer et tester un circuit démonstrateur sur la base d’une étude de marché afin de répondre à des besoins industriels bien identifiés.
L’expertise développée par les partenaires du projet GRACY dans leurs domaines de recherche tant sur le plan académique qu’industriel leur permet d’envisager le succès de ce projet ambitieux, avec probablement des retombées économiques importantes sous forme de brevets.