Matériaux nouveaux - Avril 1989

La miniaturisation des transistors, les célèbres "puces" électroniques (pas les postes de radio !) continue de surprendre. On a récemment parlé d'un transistor à effet quantique développé par des chercheurs de Texas Instruments. Voici encore mieux : le fil quantique.

Il est si fin qu'il se comporte comme s'il avait seulement deux dimensions. Ce qui lui confère d'extraordinaires propriétés. Un transistor à effet quantique ne mesure que 10 à 20 millionièmes de millimètres. Cette taille infime permet de franchir un seuil au delà duquel les électrons se comportent différemment. Leurs propriétés reposent sur les principes de la mécanique quantique, (dont Louis de Broglie fut un des pionniers) et qui décrit l'association d'une particule et d'une onde. Pour manipuler (dans ces nouveaux transistors) les électrons un par un, on utilise ce qu'on appelle des "puits de potentiels" et des "effets tunnels". Plus besoin des ces "puits de potentiels" avec le fil quantique qui vient d'être développé par une équipe de l'Université de Californie. Si le "puits" est comparable à une minuscule boite à trois dimension. Le fil quantique, lui ne représenterait qu'un seul coté de cette boite. Ce fil a été construit atome par atome. Fait d'un materiau semi-conducteur, il est si fin qu'il en faudrait 6 millions pour atteindre l'épaisseur d'un cheveu ! Le fil quantique limite le déplacement des électrons à un point tel, qu'ils se comportent comme une onde voyageant dans une seule direction. Les électrons se déplacent ainsi plus rapidement que dans un fil ordinaire. Applications: des super ordinateurs à piles plus petits qu'un taille crayon. Des laser miniatures hyper puissants, des composants de robots atteignant la taille de structures biologiques.