Successeurs des MEMS (Micro-Electro-Mechanical System), déjà présents dans un nombre croissant d'appareils électroniques de la vie quotidienne, les NEMS (Nano-Electro-Mechanical System) sont aujourd'hui en plein développement. Cela dit, jusqu'à présent ces dispositifs restaient "passifs". Autrement dit, les NEMS nécessitaient une source extérieure et encombrante, de l'ordre de quelques millimètres, de courant alternatif. D'où l'importance des travaux des chercheurs du Laboratoire de Physique de la Matière Condensée et Nanostructures (LPMCN) qui viennent de réaliser le premier NEMS actif capable d'émettre un signal électrique périodique, gagnant ainsi d'un coup six ordres de grandeur. Ces résultats sont publiés dans Nanoletters du août 2007 (Self-oscillations in field emission nanowire mechanical resonators : a nanometric DC-AC conversion).
Piloté par une source de tension continue, ce NEMS auto-oscillant se présente sous la forme d'un nanofil de carbure de silicium - élément oscillant comparable à un pendule - entouré d'un fil d'entrée du signal électrique et d'un fil de sortie. Pour rendre ce composant actif, les chercheurs du LPMCN ont donc eu l'idée d'utiliser ce qu'on appelle l'émission de champ. Rappelons que quand on applique une tension continue suffisante à un métal, il est possible d'en extraire des électrons. Dans le cas de ce NEMS, la tension est appliquée au nanofil appelé "résonateur". Le couplage introduit par l'émission de champ créé une instabilité qui se traduit par des oscillations. Celles-ci ont à leur tour un effet sur la tension qui se répercute sur l'émission de champ et ainsi de suite. Aussi cette rétroaction permettent-elles l'auto entretient de ces oscillations.
Grâce à ces auto-oscillations, il est désormais possible de générer un signal alternatif à l'échelle nanométrique, à partir d'une simple tension continue. Ces résultats sont d'autant plus importants qu'ils ouvrent la voie au développement de générateurs de courant alternatif nanométriques qui permettront de transformer les NEMS en composants actifs, pleinement autonomes. Les débouchés de tels dispositifs sont nombreux, en particulier dans le secteur des télécommunications où il est nécessaire de disposer de signaux variables à des fréquences de l'ordre du gigahertz.
