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RÉSUMÉ
Les nanosciences, nanotechnologies ou encore les nanomatériaux constituent un ensemble important de réalisations. Ces termes, devenus courants depuis quelques années, restent malgré tout complexes car ils ne se réfèrent pas forcément à l'échelle nanométrique, comme leurs noms l’indique. Cet article propose une introduction complète aux nanomatériaux et nanotechnologies. Pour cela, les évolutions intervenues dans le domaine des sciences et des technologies sont abordées, telles que les objets nanométriques, la fabrication de dispositifs nanostructurés, les dispositifs électroniques, les nanomatériaux magnétiques et enfin, les nanomatériaux pour l’optique et l’optoélectronique.
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INTRODUCTION
Les termes de nanomatériaux et de nanotechnologies recouvrent tout un domaine de réalisations dont le pas est inférieur au micron. Ils sont obtenus soit par des technologies qui permettent une réduction de la taille des composants, soit par la production de nano-objets qui s'auto-organisent.
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Nanomatériaux pour l'optique et l'optoélectronique
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5. Nanomatériaux magnétiques
5.1 Matériau des disques durs magnétiques
La partie active d'un disque dur est constituée d'une couche de l'ordre de 10 nm d'un matériau magnétique nanocristallin (taille des grains : environ 10 nm). Dans l'état ferromagnétique, et pour des cristaux de très petite taille, chaque cristal est porteur d'un moment magnétique (voir § 1.3). Afin de tenir compte de la dispersion sur les caractéristiques des grains cristallins, il convient d'en inclure environ une centaine dans une unité d'information (bit).
L'un des enjeux de la technologie des disques est la préservation de l'information magnétique sur des durées très longues (> 10 ans). Cela suppose que l'énergie magnétocristalline KV – où V est le volume du cristallite et K la constante d'anisotropie cristalline (voir § 1.3) – soit suffisamment élevée pour vaincre les fluctuations de l'orientation de l'aimantation des cristallites liées à l'agitation thermique. L'augmentation souhaitée de K conduit donc à rechercher des matériaux à très forte anisotropie magnétique : agrégats d'alliages ordonnés (CoPt, CoSm et FePt). Mais là encore, une limitation apparaît : le champ requis pour inscrire l'information est proportionnel à K. Afin de réduire ce champ, on envisage désormais d'utiliser des techniques d'enregistrement thermiquement assistées : on chauffe localement le matériau lors de l'inscription de façon à réduire thermodynamiquement l'amplitude de la barrière qui doit être vaincue.
Une autre difficulté réside dans les effets d'orientation mutuelle entre grains par échange lorsqu'ils sont en contact, ce qui conduit à développer toute une chimie qui a pour objet de créer entre grains une phase d'interposition....
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Nanomatériaux magnétiques
BIBLIOGRAPHIE
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(3) - LAHMANI (M.), DUPAS (C.), HOUDY (P.) - Nanosciences. - Belin éd. (2004).
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(4) - CORRIU (P.), NOZIÈRES (P.), WEISBUCH (C.) - Nanosciences et Nanotechnologies. - Académie des Sciences et Académie des Technologies, Tec et Doc (2004).
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(5) - JAMET et al - * - Phys. Rev. Letters, 86, 4676 (2001).
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(6) - BAGUENARD (B.) et al - * - J. Chem. Phys., 100, 754 (1994).
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