NAnoTUbe de carbone pour les Radio-communications millimétriquEs : NATURE – NATURE

Le projet présenté vise à rechercher de nouvelles pistes pour la réalisation de fonctions de communication complexes et miniaturisées. Pour cela, il est proposé d'étudier les possibilités offertes par les nanotechnologies pour la conception d'architectures innovantes de nanosystèmes hyperfréquences ; et plus précisément l'exploitation du caractère microélectromécanique des nanotubes de carbone et des propriétés de transport et de propagation de ces derniers. Les recherches technologiques de base et la compréhension des phénomènes électromécaniques, de transport et de propagation micro-ondes seront par la suite utilisées pour la réalisation d'un prototype de communication aux fonctionnalités augmentées. Nous envisageons ainsi la réalisation de fonctions interrupteur hyperfréquence par actionnement électrostatique ainsi que de fonctions passives (immobiles) micro-ondes compactes et performantes à base de nanotube de carbone permettant d'aboutir à la définition de nano-circuits millimétriques reconfigurables. Les résultats attendus de ce projet sont de plusieurs types : Au niveau technologique, il est important de pouvoir développer des filières à base de de nanotubes de carbone compatibles avec des filières microtechnologiques. Au niveau fondamental, un des résultats important est lié à la compréhension des mécanismes de transport et de propagation ainsi que du couplage électromécanique dans les nanostructures individuelles et dans les nanosystèmes. Des résultats sont attendus au niveau de la modélisation « multi physique et multi échelle » permettant la mise en place de librairies qui seront par la suite utilisées dans les phases de conception de démonstrateurs complexes. Au niveau de la méthodologie de travail qui sera développée, elle s'articule autour de recherches fondamentales qui incluent à la fois la technologie et la modélisation dont les résultats seront par la suite utilisés dans des architectures pour la réalisation de prototypes à base de nanotubes de carbone pour les applications millimétriques. Nous comptons ainsi démontrer que les nanotechnologies peuvent effectivement apporter une rupture technologique sur les performances (au sens large : performances électriques, encombrement, coût, ...) et sur l'architecture des systèmes de communication hyperfréquences. Cet axe de recherche est très peu traité à la fois au niveau national, européen et international (on note beaucoup de travaux sur la réalisation de transistors à base de nanotubes de carbone mais peu de travaux sur les potentialités de ces derniers vis-à-vis du transport électromagnétique et de la transduction mécanique électromagnétique). Il s'inscrit dans les priorités systèmes embarqués matériels et Nanosciences Nanosystèmes du département Science et Technologie de l'Information et de la Communication du CNRS et il est essentiel que les laboratoires français soient très actifs dans ce domaine. This project aims to investigate the potentialities of carbon nanotubes (CNTs) for smart millimeterwave communications. We propose to use such CNTs to realise nano-electromechanical components and define new system architectures with enhanced performances and functionalities. The scientific challenges that will be tackled deals with the investigation of the electromagnetic and the mechanical properties of the CNT devices, either as individual devices or in arrays. These properties will be investigated through the development of the technological process flow that uses CNTs. It has also to be outlined that the compatibility of the CNT process with the current microtechnologies will be assessed as it is essential in the concept of nanosystems. Another type of expected result deals with the modelling approach that will be developed and which has to consider the multi-physics and multi-scale aspects of the components/circuits considered. The aim of the modelling is to provide designers with libraries to define innovative architectures. The methodology will..