IBM mesure la force nécessaire pour faire bouger un atome

Des chercheurs ont réussi à construire à partir d'un faisceau de quartz, un instrument de mesure capable de travailler à l'échelle de l'atome. Un nouveau pas en matière de miniaturisation.

 

La loi de Moore n'est peut être pas encore morte. Les scientifiques d'IBM ont en tous cas avancé sur le chemin de l'infiniment petit en parvenant à mesurer la force nécessaire pour faire bouger individuellement des atomes sur une surface bien définie. Cette découverte, bien que loin d'une quelconque application dans l'industrie, laisse entrevoir des solutions dans le stockage ou la création de puces.

 

Publiés dans la revue Science magazine, les travaux des universitaires de Regensburg,en Allemagne, viennent compléter le savoir des industriels sur les nanotechnologies à l'échelle de l'atome. Avant de pouvoir construire des puces équipées de transistor à l'échelle d'un dixième de nanomètre (la taille moyenne d'un atome), il est nécessaire de connaître les interactions entre les différents matériaux et les forces nécessaires.

 

Cette science progresse toutefois lentement. En 1989, le scientifique Don Eigler démontrait comment faire pour manipuler des atomes isolés avec une précision de l'ordre du dixième de nanomètres. Avec cette nouvelle découverte, les fabricants de semi-conducteurs seront désormais capables de mesurer les forces nécessaires pour manipuler les atomes, ce qui permet d'envisager d'autres moyens de les faire bouger.

 

Pour démontrer la faisabilité du processus, une expérience a consisté à faire bouger un atome de cobalt sur une surface de platine, puis sur une surface de cuivre. Dans le premier cas, il est nécessaire de fournir une puissance de 210 piconewtons pour parvenir à faire bouger l'atome, contre seulement 17 piconewtons dans le deuxième cas. Pour soulever une pièce de cuivre de 3 grammes seulement, il faudrait déployer 30 milliards de piconewtons en force.

 

Autant d'indices fondamentaux pour savoir sur quels matériaux et quelles architectures construire les processeurs du futur. Pour arriver à ce résultat, les chercheurs ont utilisé un microscope sensible à la force atomique (AFM), capable de mesurer la force et la direction de celle-ci exercée sur un atome ou une molécule. Toutefois, pour réaliser ces mesures, le procédé s'appuie uniquement pour le moment sur des surfaces en métal.

 

L'AFM se base lui sur une pointe acérée montée sur un faisceau flexible, ici un quartz miniature. Lorsque la pointe du faisceau est positionnée proche de l'atome, la fréquence du morceau de quartz change légèrement, et se changement est ensuite analysé pour savoir quelles forces ont été exercées sur l'atome.

 

Même si cette première expérience ne débouche sur rien de concret pour le moment, elle démontre que les recherches poursuivent leur travaux, dans l'optique d'atteindre l'échelle du dixième de nanomètre. Une nécessité pour l'industrie informatique qui a bâti tout son développement sur la montée en puissance régulière des processeurs, dont les transistors sont aujourd'hui gravés en 45 nanomètres. Or, pour passer à des tailles inférieures, les procédés actuels de fabrication ne suffisent plus.

 

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