Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
La microélectronique est en quête perpétuelle de miniaturisation, et ce dans le but d'améliorer les performances des dispositifs tout en diminuant leur coût de fabrication. La modélisation des nano-objets est ainsi une voie prometteuse dans des domaines tels que les lasers, les nouvelles technologies de l’information et de la communication ou encore la biodétection. Cet article propose un aperçu de l’évolution des nanotechnologies dans un premier temps. Les différents dispositifs mis en oeuvre et les limites physiques et technologiques de cette modelisation sont par la suite passés en revue. Ainsi, l’auto-organisation spontanée ou encore l’application des boîtes quantiques sont autant d’aspects détaillés.
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Miniaturization is essential in microelectronics, in order to improve the performances of devices whilst at the same time decreasing production costs. The modeling of nanoobjects is thus promising for sectors such as lasers, new information, communication technologies and biodetection. This article starts by providing an overview of the evolution of nanotechnologies. The various devices implemented as well as the physical and technological limits of such modeling are then reviewed. Spontaneous self-organization or the application of quantum boxes are thus detailed.
Auteur(s)
INTRODUCTION
La naissance spontanée de formes dans la nature est une voie prometteuse dans la fabrication des nanostructures pour les technologies du futur amenées à être utilisées dans des domaines aussi variés que les lasers, les nouvelles technologies de l'information et de la communication, la biodétection, les ordinateurs quantiques... Pour ce faire, on doit comprendre cette nature pour la mettre dans les conditions nécessaires afin qu'elle produise spontanément les architectures, ou moules, nanométriques souhaitées.
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Conclusion
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7. Application des boîtes quantiques ?
Les propriétés uniques des boîtes quantiques dans les semi-conducteurs sont déjà utilisées dans la biodétection et seront utilisées dans le futur pour réaliser aussi bien des sources à photons uniques pour la cryptographie quantique (et donc dans les problèmes de sécurité liés au transfert de l'information) que des lasers et des amplificateurs pour l'optoélectronique, et devraient envahir peu à peu les domaines variés de la nanotechnologie.
7.1 Biodétection
GFP : Green Fluorescent Protein
Les marqueurs fluorescents (aussi appelés biosensors en anglais) utilisent actuellement des agents (dits aussi colorants, qui sont des molécules organiques, comme la rhodamine, GFP...) pour permettre de localiser une molécule au sein de l'organisme par exemple. Or ces agents fluorescents émettent la lumière dans une certaine gamme de fréquence assez large, ce qui limite leur efficacité à quelques couleurs seulement, sans parler de leur dégradation due à l'exposition à la lumière. En particulier, ces marqueurs ont une faible résistance au photoblanchiment (c'est-à-dire la perte d'émission de fluorescence après une certaine durée d'excitation), et souffrent en plus de la difficulté de visualiser simultanément des colorants de couleurs différentes. Les boîtes quantiques, de par leur taille qui peut être contrôlée à l'atome près, peuvent émettre, par fluorescence, une raie très fine en ajustant le nombre d'atomes au sein de la boîte. La couleur émise dépend de la taille de la boîte et de la matière dont elle est constituée. Ainsi, les boîtes quantiques peuvent être utilisées pour détecter plusieurs molécules biologiques simultanément.
une boîte de CdSe/ZnS de 2 nm émet dans le bleu, alors que des plus grosses, de 6 nm, émettent dans le rouge. Ainsi, avec la même longueur d'onde d'excitation, on peut, avec un jeu de filtres, visualiser quatre ou cinq couleurs différentes.
La compagnie américaine QDC (Quantum Dots Corporation), basée en Californie, a lancé son premier produit « nanobiotech » en décembre 2002. Il s'agit de boîtes quantiques de semi-conducteurs attachées à une biomolécule (la streptavidine). Des boîtes quantiques existent maintenant également sous forme conjuguées à d'autres...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - MEINDL (D.), CHEN (Q.), DAVIS (A.) - Limits on silicon nanoelectronics for terascale integration. - A computer science odyssey, Science, vol. 293 ; no 5537 ; p. de 2044 à 2049 (2001).
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