Présentation
Auteur(s)
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Paul COSTA : Ingénieur général de l’Armement - Haut conseiller à l’Office National d’Études et de Recherches Aérospatiales (ONERA)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Aavec la mise au point de techniques permettant d’élaborer des matériaux dont les dimensions sont nanométriques, un champ considérable s’est ouvert pour des matériaux nouveaux et des propriétés ont été découvertes qui relèvent de la physique (optique, électronique, magnétisme), avec déjà un ensemble très important d’applications industrielles, de la catalyse ou de la mécanique, avec toutefois, pour les matériaux structuraux, une limitation liée à la difficulté à accéder à des quantités de matière ou à des coûts pertinents. Parallèlement se sont développées des technologies permettant de façonner, par modulation de la composition ou par usinage à l’échelle nanométrique, des systèmes de matériaux et, de là, d’inventer des dispositifs qui sont la clef du futur en microélectronique et en informatique mais qu’il n’est pas possible d’évoquer pleinement ici en raison même de leur étendue.
Dans cet article, on se propose de passer en revue les propriétés et les principales applications des matériaux pour lesquels une phase au moins, déterminante pour certaines propriétés, a des dimensions inférieures à 100 nano- mètres.
Les structures et méthodes d’élaboration de ces matériaux sont développées dans l’article Nanomatériaux. Structure et élaboration Nanomatériaux- Structure et élaboration du même traité auquel le lecteur se reportera.
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Quelques grandes familles d’applications3. Nanosystèmes
Les développements qui précèdent montrent qu’il est possible d’obtenir, pour des matériaux dont l’une des phases au moins présente une ou plusieurs dimensions qui soit de l’ordre du nanomètre, des propriétés très différentes de celles du matériau massif. Par ailleurs, la course à la miniaturisation des systèmes électroniques, optoélectroniques et des systèmes de stockage magnétique qui accompagne entre autres les avancées de la technique informatique conduit actuellement à tendre également vers la dimension nanométrique. Recherche de propriétés particulières et miniaturisation convergent vers des technologies de fabrication de dispositifs constitués d’un très grand nombre d’éléments (107 à 108) dont la taille individuelle est de l’ordre de 10 à 100 nm, avec des interfaces de l’ordre de 1 à 10 nm, parfaitement ordonnés. Il est bien clair que cela ne peut être atteint simplement en faisant appel aux techniques de production de nanomatériaux décrites dans l’article Nanomatériaux. Structure et élaboration (Nanomatériaux- Structure et élaboration de ce traité). Il existe bien quelques cas où l’on obtient des matériaux auto‐organisés (self-assembly ) (couches monomoléculaires de surfactants, ou de molécules organiques par exemple) et il est possible que dans le futur l’électronique moléculaire voie le jour 3.2, mais pour le temps présent il faut faire appel à des techniques de nano‐usinage pour parvenir à l’objectif recherché. Il ne s’agit plus à proprement parler de nanomatériaux mais d’un domaine connexe dont on sait qu’il est devenu d’une importance considérable. Nous nous contenterons ici de le présenter brièvement, afin que le lecteur puisse avoir une vue d’ensemble, et donnerons quelques références bibliographiques d’articles qui fournissent une synthèse sur le sujet ; ils se rapportent, comme la suite de ce paragraphe, à la fabrication de dispositifs électroniques. Pour ce qui...
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