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Des ingénieurs construisent un récepteur radio en graphène
Voici un appareil simple. Étirez une feuille de graphène entre deux électrodes pour former une sorte de trampoline, puis placez une troisième électrode sous le trampoline. Enfin, envoyez un courant continu à travers le graphène, puis ajoutez une tension radiofréquence par-dessus pour voir ce qui se passe.
C'est exactement l'expérience que Yuehang Xu de l'Université Columbia à New York et ses amis ont fait. Ils disent que la feuille de graphène résonne lorsqu'elle est dynamitée avec une tension changeant aux signaux de radiofréquence et que cela peut être facilement mesuré en surveillant la capacité entre la feuille et la troisième électrode sous la feuille.
C'est un résultat significatif. Depuis quelque temps déjà, les physiciens espèrent trouver des moyens d'utiliser des résonateurs nanoélectromécaniques pour filtrer et générer directement des signaux radio. À l'heure actuelle, cela doit être fait avec divers types de techniques de mélange. Le problème est que les dispositifs nanoélectromécaniques souffrent tous d'une capacité parasite, qui a tendance à noyer les signaux qui intéressent les physiciens aux fréquences radio.
Xu et co affirment que leur dispositif à feuille de graphène est à l'abri de cela, car sa conception annule essentiellement les effets de la capacité parasite. Et ils le prouvent en utilisant leur appareil pour capter un signal de fréquence radio à 33,27 MHz.
L'appareil a le potentiel de faire beaucoup mieux, disent-ils. Les feuilles de graphène sont deux ordres de grandeur moins massives que des dispositifs similaires en silicium et peuvent donc mesurer des signaux à une fréquence beaucoup plus élevée. Xu et co disent qu'avec des feuilles plus petites, ils devraient être capables de mesurer des signaux dans la gamme GHz.
C'est le genre de vitesse qui intéressera les fabricants de téléphones portables et autres communicateurs radiofréquence.
Bien sûr, divers problèmes devront être réglés avant cela. Le moindre n'est pas de savoir comment fabriquer des trampolines en graphène sur commande. Xu et co ont les leurs avec des pincettes. Cela ne conviendra à aucun type de production de masse.
Ensuite, il y a le problème de refroidissement. Le nouvel appareil fonctionne à 77K, sa température de fonctionnement devra donc être augmentée avant de pouvoir être utilisé dans des appareils grand public. Cependant, aucun de ces problèmes ne semble être un obstacle.
Les physiciens connaissent les propriétés étonnantes du graphène depuis une dizaine d'années maintenant. Ils ont même prédit que cela prendrait d'assaut le monde de la microélectronique. Ce que personne n'a vraiment apprécié, c'est la rapidité avec laquelle cela se produirait. Maintenant, nous découvrons.
Réf : arxiv.org/abs/1012.4415 : Transduction électrique par radiofréquence des résonateurs mécaniques au graphène