Nano-électronique et informatique

Les révolutions de l' information et des communications sont un des faits marquants du siècle et vont continuer à bouleverser dans ce nouveau siècle tous les domaines de l'activité humaine,y compris nos modes de vie. Ces révolutions sont nées du codage de l'information sous forme de paquets d'électrons (les  grains  d'électricité) ou de photons (les  grains  de lumière) (quelques dizaines de milliers de chaque pour l'élément d'information,le  bit ),et la capacité de manipuler et transmettre ces paquets d'électrons ou de photons de manière de plus en plus efficace et économique. À la base de cette capacité se trouvent les matériaux semi-conducteurs. Rien ne prédisposait ces matériaux à un tel destin : ils ont des propriétés  classiques  médiocres,que ce soit mécaniques,thermiques,optiques ou électriques. C'est justement les propriétés moyennes des semi-conducteurs qui les rendent  commandables  : par exemple,leur comportement électrique a longtemps semblé erratique,car très sensible aux  impuretés . Cette capacité à changer de conductivité électrique,devenue  contrôlée  par la compréhension physique des phénomènes et l'insertion locale d'impuretés chimiques,permet de commander le passage de courant par des électrodes. On a alors l'effet d'amplification du transistor,à la base de la manipulation électronique de l'information. La sensibilité des semi-conducteurs aux flux lumineux en fait aussi les détecteurs de photons dans les communications optiques,et le phénomène inverse d'émission lumineuse les rend incontournables comme sources de photons pour les télécommunications,et bientôt pour l'éclairage. Les progrès des composants et systèmes sont liés aux deux démarches simultanées d'intégration des éléments actifs sur un même support,la  puce,et de miniaturisation. Une des immenses surprises a été le caractère  vertueux  de la miniaturisation : plus les composants sont petits,meilleur est leur fonctionnement ! On a pu ainsi gagner en trente-cinq ans simultanément plusieurs facteurs de 100 millions à 1 milliard,en termes de complexité des circuits,réduction de coût (la puce de plusieurs centaines de millions de transistors coûte le même prix qu'un transistor dans les années 60),fiabilité,rendement de fabrication. Le problème des limites physiques est cependant aujourd'hui posé : jusqu'où la miniaturisation peut-elle continuer ? Combien d'atomes faut-il pour faire un transistor qui fonctionne encore ? Y-a t'il d'autres matériaux que les semi-conducteurs qui permettraient d'aller au delà des limites physiques,ou encore d'autres moyens de coder l'information plus efficaces que les électrons ou les photons ? Ce sont les questions que se pose aujourd'hui le physicien,cherchant à mettre en difficulté un domaine d'activité immense qu'il a contribué à créer. En savoir plus : http://pmc.polytechnique.fr/ weisbuch/microelectronique

Disciplines : Semi-conducteurs et supra-conducteurs,Nanotechnologies,Électronique
Mots-clés : nanotechnologies,matériaux semi-conducteurs,composant électronique,stockage de données,transistor,codage de l'information,physique quantique,technologies de l'information,TIC,miniaturisation,micro-électronique
Type de document : image en mouvement
Type de ressource : lecture
Niveau : higher education
Auteurs ou éditeurs : Claude WEISBUCH,UTLS - la suite,UTLS - la suite