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Le graphène est la potion magique des télécommunications

Image 1 : Le graphène est la potion magique des télécommunicationsDeux études publiées ce mois-ci par l’école d’ingénierie de Columbia utilisent le graphène pour optimiser les systèmes de télécommunications actuels. La première porte sur l’utilisation d’une couche de graphène qui permet aux puces sans fil de changer de fréquences plus facilement. Ces résultats ont reçu le prix Qualcomm Innovation Fellowship qui s’accompagne de 100 000 dollars (82 000 €). La seconde étude est aussi très impressionnante et paraîtra dans l’édition d’août de la revue Nature Photonics. Elle porte sur l’utilisation du graphène pour créer un système de communication optique basse consommation.

Le graphène permet la création de puces optiques ultra basse consommation

Le professeur Chee Wei Wong a développé une puce en silicium et graphène qui dispose de propriétés tellement fascinantes que le scientifique les qualifie de « magiques ». La réponse optique non linéaire du graphène est connue pour être excellente. Très schématiquement, cela signifie que l’augmentation du champ électrique n’est pas proportionnelle à l’augmentation de l’onde lumineuse. Le concept est loin d’être nouveau, mais l’ajout d’une couche de graphène au silicium offre un rendement exceptionnel, ce qui pousse les scientifiques à parler d’ultra-basse consommation.

Les chercheurs louent aussi le fait que le graphène soit aujourd’hui disponible en plus grande quantité ce qui rapproche leurs résultats du grand public, même si, comme toujours dans ces situations, nous sommes encore loin de voir des applications concrètes.

Image 2 : Le graphène est la potion magique des télécommunicationsLe graphène permet la création de puces RF impossibles jusqu’alors

Le graphène peut être aussi utilisé pour permettre à une puce radio d’accéder à un vaste spectre de fréquence sans avoir à complexifier son architecture. Comme nous l’avons vu dans notre dossier sur les MEMS RF, cela demande souvent l’utilisation d’interrupteurs, condensateurs variables et des designs complexes.

Le graphène joue ici le rôle de filtres afin de traiter une fréquence précise. Il est suspendu entre deux électrodes au travers desquels va passer le signal. Les propriétés électriques du graphène en font aussi un excellent amplificateur, c’est-à-dire qu’en plus de filtrer les diverses fréquences, il amplifie le signal qu’il va laisser passer et bloque mieux les interférences. De plus, la résonance du graphène peut être ajustée électriquement. Le graphène est si petit qu’il est envisageable de créer des modules RF sur une puce de silicium gravé en nanomètre, ce qui est rarement le cas aujourd’hui en raison des limitations physiques que l’on connait et que nous décrivons dans « Transistor et interrupteur RF : chacun à un rôle à jouer ».

Le graphène continue d’émerveiller les chercheurs. En plus des propriétés électriques et thermiques que l’on connaît déjà, on découvre des facultés impressionnantes, telles que l’autoréparation (cf. « L’autoréparation, la propriété magique du graphène »).