Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Afin de répondre aux nouveaux défis face à la réduction de la taille des composants, circuits et systèmes, les micro-nanotechnologies sont désormais un des axes prioritaires de la recherche. Cet article propose ainsi une explication du cahier des charges de la centrale de micro-nanotechnologie universitaire IEF-MINERVE, qui fait partie du réseau technologique de base (RTB). Dans un premier temps, une description de la centrale est proposée : conception, procédés technologiques et équipements de la centrale. Ensuite, quelques projets de micro-nanotechnologie de la centrale IEF-MINERVE sont exposés, notamment sur le nanodispositif magnétique à ancrage de parois de domaine.
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In order to meet the new challenges induced by the reduction of the size of components, circuits and systems, micro-nanotechnologies have become a priority axis of research. This article thus explains the specifications of the university center IEF-MINERVE for micro-nanotechnology, which belongs to the French basic technological network. A description of the center including its design, technological processes and equipment is firstly offered. Certain micro-nanotechnology projects of the IEF-MINERVE center are then presented, notably concerning the magnetic nanodevice with domain wall pinning.
INTRODUCTION
Les micro-nanotechnologies constituent aujourd'hui un des axes prioritaires de recherche en France et de par le monde. Il s'agit en effet de répondre aux nouveaux défis que pose la réduction de taille des composants, circuits et systèmes à des échelles qui côtoient le nanomètre (le millionième de millimètre). Cette course à la miniaturisation et à la densification de l'information suppose aussi un croisement fertile entre des disciplines scientifiques très diverses que l'on regroupe sous le vocable de « nanosciences ». Pour faire face aux défis ainsi posés à la recherche scientifique, la France se dote aujourd'hui d'un réseau de grandes centrales de micro-nanotechnologie, encore appelé réseau technologique de base (RTB). La centrale universitaire IEF-MINERVE, inaugurée sur le campus d'Orsay le 24 novembre 2004, fait partie de ce réseau. Le présent dossier a pour but d'illustrer, à travers les objectifs spécifiques de cette centrale, le cahier des charges techniques et les moyens à mettre en œuvre pour rendre opérationnelle une centrale de micro-nanotechnologie à vocation nationale.
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Conclusions et perspectives3. Quelques projets de micro-nanotechnologie de la centrale IEF-MINERVE
Pour illustrer concrètement la notion de filière technologique avec enchaînement de procédés depuis l'élaboration des matériaux jusqu'à la réalisation d'un composant, nous présentons, dans ce qui suit, trois exemples récents de (micro-) nanocomposants réalisés dans la centrale IEF-MINERVE. Ces exemples sont aussi représentatifs des spécificités de la centrale, telles qu'elles ont été définies dans l'introduction (§ 1).
3.1 Nanodispositif magnétique à ancrage de parois de domaine
La jonction tunnel magnétique constitue le composant élémentaire des mémoires magnétiques développées par l'industrie de l'électronique. Les matériaux magnétiques utilisés dans ce type de composant sont des métaux, lesquels sont déposés sous forme d'empilement vertical. Une alternative intéressante à ce composant consiste, d'une part, à utiliser des oxydes magnétiques à forte magnétorésistivité à la place des métaux et, d'autre part, à les disposer simplement dans un plan, ce qu'on appelle une structure planaire ou horizontale. C'est effectivement ce nouveau type de composant qui a été récemment réalisé à la centrale IEF-MINERVE (figure 12).
Le composant se présente sous la forme d'un ruban d'oxyde magnétique (le LSMO, de formule chimique La2/3Sr1/3MnO3) avec deux constrictions de largeur nanométrique (23 nm < L < 35 nm). La résistance du ruban dépend du champ magnétique appliqué, avec une commutation brutale d'un état peu résistif (état logique 1) à un état résistif (état logique 0) et vice versa. La transition franche d'un état à l'autre est, en fait, liée à la présence des constrictions. Lorsqu'on inverse la direction du champ magnétique d'écriture, l'aimantation du LSMO s'oriente dans cette nouvelle direction, sauf aux endroits des constrictions où l'aimantation reste inchangée : ceci s'explique simplement par le fait que les parois des domaines d'aimantation contraire restent ancrées à ces endroits. Le ruban est alors dans l'état résistif. L'orientation du domaine finit néanmoins par se retourner lorsqu'on augmente le champ appliqué jusqu'à atteindre une valeur suffisamment élevée. L'état de faible résistivité...
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Quelques projets de micro-nanotechnologie de la centrale IEF-MINERVE
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - FEYNMAN (R.) - There's plenty of room at the bottom. - Eng. Sci. 23, p. 22-36 (1960) : voir aussi le site : http://www.zyvex.com/nanotech/feynman.html
-
(2) - WHYTE (W.) - Les technologies de Salle Propre, Principes de conception, de qualification, d'exploitation. - SB.COM Éditeur, ISBN 2-9517425-4-1, 1re édition (2003).
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(3) - Guide de l'Ultra-Propreté. - 5e édition. BCMI SA – Bureau pour la Connaissance des Marchés Industriels – Études et conseils (2005).
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(4) - DE LABACHELERIE (M.) - Techniques de fabrication des microsystèmes. - Hermes, Lavoisier (2004).
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(5) - DUPAS (C.), HOUDI (P.), LAHMANI (H.) - Les nanosciences. - Belin (2004).
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(6) - CHRISEY (D.B.), HUBLER (G.K.) (éditeurs) - Pulsed laser deposition of thin films. - ...
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