Nanotechnologie

Comment la nanotechnologie change la façon dont nous concevons et construisons des ordinateurs

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La nanotechnologie dans l'informatique prend de plus en plus d'importance à mesure que les ordinateurs continuent d'être optimisés pour des dimensions de plus en plus petites.

La nanotechnologie est spécifiquement l'application de «choses extrêmement petites» dans la technologie, qui peuvent être extrapolées pour couvrir n'importe quel nombre de technologies qui utilisent des pièces en nanomètres d'épaisseur.

L'ensemble du secteur technologique est continuellement avancé par les dernières tendances et les inventions technologiques et la nanotechnologie promet de rendre les ordinateurs plus rapides, plus puissants et plus fluides, le tout dans un volume total plus petit. C'est un secteur prometteur de l'informatique, mais pour comprendre à quel point il joue un rôle important, nous devons d'abord prendre du recul et avoir une meilleure image de ce qu'est la nanotechnologie.

Qu'est-ce que la nanotechnologie?

Les idées derrière la nanotechnologie remontent à l'origine aux concepts proposés par le physicien Richard Feynman. Lors d'un discours à l'Institut de technologie de Californie en 1959, il a commencé à décrire des processus qui permettraient aux scientifiques et aux ingénieurs de contrôler et de manipuler des atomes et des molécules singuliers. C'est dans cette discussion que Feynman a inventé pour la première fois le terme «nanotechnologie».

Ce n'est qu'au début des années 1980 que des microscopes à balayage ont été utilisés pour observer des atomes individuels, sans parler de la technologie permettant de les manipuler.

Sur le plan technique, la nanotechnologie peut être un peu difficile à appréhender. Un nanomètre équivaut à un milliardième de mètre. Même cela, il est un peu difficile de comprendre à quel point cette taille est minuscule. Pour la perspective, il y a 25,4 millions de nanomètres dans un pouce, et peut-être même une perspective plus grande, si un marbre standard avait la taille d'un nanomètre, la terre ne ferait que 1 mètre.

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La nanotechnologie est petite. La plupart des nanotechnologies nécessitent des microscopes très puissants pour se développer et voir, étant donné que les structures réelles ont la même taille d'atomes.

Les outils utilisés dans l'espace nanotechnologique sont le microscope à effet tunnel, ou STM, et le microscope à force atomique, ou AFM. C'est grâce à ces deux types de microscopes qu'une grande partie du secteur des nanotechnologies s'est formée.

Un fait intéressant à propos de l'histoire de la nanotechnologie est qu'elle est techniquement utilisée depuis des milliers d'années. Au tout début de la création du vitrail, des particules d'or et d'argent ont été ajoutées au mélange de verre pour modifier les couleurs du verre. Les forgerons de verre ne savaient pas grand-chose à l'époque, mais cet ajout modifiait en fait la structure moléculaire du verre, pas seulement la couleur.

Comment la nanotechnologie change l'informatique

En passant à la nanotechnologie dans le secteur informatique, nous pouvons commencer à développer une meilleure compréhension de l'importance de la technologie dans l'espace.

Les nanotubes de carbone sont une technologie qui aide au développement de conceptions de transistors plus petits et plus rapides, principalement aux mains d'IBM. IBM développe ces transistors à nanotubes de carbone pour essayer d'éviter l'obsolescence des transistors à base de silicium. Après 2020, cette année, il est théorisé que les transistors en silicium auront atteint leur limite physique d'optimisation. Les transistors à base de nanotubes de carbone, en revanche, fourniraient un remplacement qui continue d'être optimisé.

Une grande partie de l'objectif derrière cette poussée pour créer des transistors de plus en plus petits pour les ordinateurs est de suivre la loi de Moore. Cette loi, ou plus de prédiction, est celle qui stipule que le nombre de transistors qui peuvent être emballés dans un circuit d'une taille donnée doublera tous les deux ans.

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Suivre ce rythme signifierait que d'ici la fin de cette année, les ingénieurs devraient être en mesure de créer des structures de transistors de moins de 5 nanomètres.

L'un des plus gros problèmes avec les transistors à nanotubes de carbone est que, bien que les chercheurs soient capables de les rendre incroyablement petits, leurs performances en tant que transistors sont inférieures à celles des transistors en silicium. Cependant, les chercheurs approchent rapidement des solutions pour surmonter ce problème. Des scientifiques de l'Université du Wisconsin-Madison développent des transistors à nanotubes de carbone capables de surpasser ceux en silicium. En fait, leurs performances testées étaient 1,9 fois supérieures à celles des transistors en silicium.

Si évolutif et duplicable, cela marquerait l'une des avancées les plus significatives dans la conception pratique des transistors au cours des dernières décennies. Le tout entre les mains de la nanotechnologie.

Les meilleurs chercheurs dans le domaine théorisent que les transistors à nanotubes de carbone devraient pouvoir fonctionner à 5 fois la vitesse et 5 fois moins d'énergie que les transistors en silicium. Cependant, c'est dans un scénario idéal. Le vrai problème dans ce domaine de la nanotechnologie informatique est en fait de fabriquer et d'isoler les transistors à nanotubes de carbone.

Il est assez difficile d'isoler des nanotubes de carbone purs à utiliser pour les transistors. Les impuretés dans n'importe quel morceau du nanotube rendent essentiellement le transistor inutile.

Comme vous pouvez le voir à partir de ce regard sur le développement des nanotechnologies dans le domaine des nanotubes de carbone, rien n'est facile lorsque vous travaillez à une échelle aussi réduite.

Dans le domaine de l'informatique, la nanotechnologie est également évaluée comme un meilleur moyen de transfert de données. Loin des nanodispositifs physiques, les physiciens étudient en utilisant quelque chose de connu sous le nom de nanophotonique. Cela transmettrait des signaux optiques de taille nanométrique pour coder et décoder les données.

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Dans l'ensemble, cependant, la nanotechnologie a joué et jouera un rôle majeur dans l'avancement de l'informatique et du développement informatique. Avec les capacités toujours croissantes des sciences humaines pour créer et surveiller des aspects du monde à l'échelle nanométrique, il ne fait aucun doute que l'avenir de l'informatique moderne et l'avenir de la technologie moderne sont, en fait, la nanotechnologie.


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