Récemment, des chercheurs ont réussi à fabriquer un nouveau commutateur avec une seule molécule de carbone appelée fullerène. Par une impulsion laser, ils ont réussi à contrôler de la trajectoire d’un électron entrant.
Un commutateur de réseau ou switch est un équipement utilisé dans l’informatique et la télécommunication. Il permet de créer des circuits de liaison virtuels entre des stations émettrices et réceptrices d’un même réseau. Cette découverte permettrait d’accélérer le processus de commutation de trois à six ordres de grandeur selon les impulsions laser utilisées. Si on l’utilise pour remplacer les commutateurs de réseaux actuels, la capacité des ordinateurs dépasserait celle des transistors électroniques.
Dans cet article :
Comme un transistor électronique, mais en plus rapide
La molécule de fullerène est une sphère d’atome de carbone. Les chercheurs ont étudié la manière dont ils émettent des électrons lorsqu’ils sont exposés à différents types de lumière laser.
Placés sur une pointe métallique, ils peuvent s’orienter de manière à diriger les électrons de façon prévisible. On concentre les impulsions laser ultrarapides sur les molécules de fullerène pour déclencher l’émission d’électrons. En fonction de l’impulsion lumineuse, l’électron prend sa trajectoire par défaut, et elle peut être redirigée de manière prévisible.
« C’est un peu comme les points de commutation d’une voie ferrée ou d’un transistor électronique, mais en beaucoup plus rapide. Nous pensons pouvoir atteindre une vitesse de commutation 1 million de fois supérieure à celle d’un transistor classique. »
Le commutateur pourrait améliorer la résolution des dispositifs d’imagerie microscopique
Il serait également possible de régler le laser pour amener la molécule à commuter de plusieurs manières en même temps. Cela permettrait d’avoir plusieurs transistors microscopiques dans une seule molécule et accroitre la complexité du système sans augmenter sa taille physique. Effectivement, il suffirait d’un petit réseau de commutateurs à fullerène pour effectuer des calculs plus rapidement que les micropuces classiques.
« Cette technique est similaire à la manière dont un microscope à émission de photoélectrons produit des images. Toutefois, ces microscopes ne peuvent atteindre qu’une résolution d’environ 10 nanomètres, ou dix milliardièmes de mètres. Notre commutateur à fullerène améliore cette résolution et permet d’atteindre des résolutions de l’ordre de 300 picomètres, soit trois cent trillionièmes de mètres. »
Yanagisawa
Les auteurs soulignent qu’il faudrait des années avant de voir un smartphone fonctionnant avec des commutateurs au fullerène. Il faudrait d’abord créer des composants laser miniatures adaptés à ce nouveau type de circuit.
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