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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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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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Évolution des nanotechnologies
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2. C'était il y a 50 ans !
STM : scanning tunneling microscopy
En 1959 le célèbre physicien, Richard Feymann (prix Nobel de physique), dans un discours historique devant l'Académie des sciences aux États-Unis, intitulé « Il y a beaucoup d'espace en bas », annonçait avec une assurance déconcertante « Pourquoi ne pourrait-on pas écrire les 24 volumes de l'encyclopédie Britannica sur une tête d'épingle ? ». Dans le même discours il demandait « Que se passerait-il si nous pouvions déplacer des atomes, un à un, et les assembler de la façon voulue ? ». Il envisageait déjà des applications. Il a anticipé sur le fait que la physique moderne ne met aucune limite quant à l'observation des atomes un par un, ou à leur manipulation individuelle. Il a fallu attendre plus de 25 ans après ce discours historique, avant que les recherches appliquées en nanotechnologie commencent à voir le jour en 1985. Les travaux de Richard Smalley, prix Nobel de chimie, ont conduit à la découverte d'une forme de carbone pouvant servir de matière première à ces appareils miniatures. En 1986, le théoricien K. Eric Drexler a publié un ouvrage de nanotechnologie devenu un classique – Engines of Creation (Les engins créateurs) – où il expliquait les fondements de la science et ses applications potentielles. Selon lui, la manipulation de la matière au niveau de l'atome peut créer un futur de rêve, où la quasi-totalité des problèmes physiques pourraient être résolus à l'aide de la nanotechnologie et de l'intelligence artificielle. Une autre étape décisive fût la découverte, en 1991, des nanotubes de carbone par le physicien japonais Ijima. Voir, manipuler, regrouper, dissocier des nano-objets ne fait plus partie du domaine de la fiction. On parvient aujourd'hui à observer et à manipuler directement des atomes un par un, et ce grâce à l'avènement de techniques modernes, telles la microscopie à effet tunnel. Ce microscope (inventé au début des années 1980 par Gerd Bining and Heinrich Rohrer du laboratoire IBM Zurich) utilise une pointe métallique extrêmement fine qui se déplace à quelques nanomètres...
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BIBLIOGRAPHIE
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(5) - DEXLER (E.) - Engines of Creation. - Anchor Books Editions, 1986 (1990).
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