Présentation

Article

1 - CONTEXTE

2 - PROGRÈS INSTRUMENTAUX DE LABORATOIRE

3 - PRÉPARER UNE SURFACE MÉTALLIQUE – ÎLOTS ISOLANTS (NACL OU OXYDE)

4 - APPORTER OU FABRIQUER SUR PLACE

5 - INTERCONNEXION ÉLECTRONIQUE

6 - ENJEUX ET ATTENTES

7 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : NM130 v1

Interconnexion électronique
Picotechnologies : des technologies pour l'échelle atomique

Auteur(s) : Christian JOACHIM, André GOURDON, Xavier BOUJU

Date de publication : 10 avr. 2009

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

Version en anglais En anglais

RÉSUMÉ

Les picotechnologies sont un ensemble de savoir-faire et de techniques qui permettent de construire des machines avec le nombre d'atomes nécessaires à leur fonctionnement, c'est-à-dire avec une précision picométrique. À ce jour, ces outils sont encore au stade de l’émergence dans certains laboratoires de recherche et uniquement chez quelques constructeurs d'instruments scientifiques. Au-delà des techniques de fabrication atome par atome, molécule par molécule, ainsi que les moyens de caractérisation, la picotechnologie regroupe également la nano-communication et le nano-packaging, qui permettent d’exploiter les ressources physiques présentes dans un seul agrégat d'atomes, ou molécule ou macromolécule. Les molécules-machines individuelles élaborées se montrent actives dans un grand nombre de milieux différents, surface, espace ou à intérieur d'une cellule vivante.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

ABSTRACT

Picotechnologies are a set of know-how and techniques which allow for designing machines with the number of atoms required for their functioning, namely with picometric precision. To date, these tools are still at the emergent stage in certain research laboratories and are only used by a few scientific instrument manufacturers. Beyond the atom-by-atom, molecule-by-molecule fabrication technique and the characterization means, the picotechnology also encompasses nano-communication and nano-packaging, which allow for exploiting the physical resources present in a single aggregate of atoms, molecules or macromolecules. The developed individual machine molecules have proven to be active in a large amount of various media, surfaces, spaces or inside a living cell.

INTRODUCTION

Quel est le nombre minimal d'atomes nécessaires à la construction d'un calculateur, d'une machine mécanique, d'une mémoire, d'un instrument de mesure ou d'un transmetteur ? Les picotechnologies (pico = 10–12), ou technologies pour l'échelle atomique, désignent un ensemble de savoir-faire et de techniques en émergence dans certains laboratoires de recherche et chez quelques constructeurs d'instruments scientifiques qui vont permettre de construire des machines avec juste le nombre d'atomes nécessaires à leur fonctionnement, c'est-à-dire avec une précision picométrique.

La picotechnologie regroupe les outils de fabrication atome par atome, molécule par molécule, les moyens de caractérisation ultime, puis la nano-communication et le nano-packaging, nécessaires pour exploiter les ressources physiques présentes dans un seul agrégat d'atomes, dans une seule molécule ou macromolécule afin de réaliser des molécules-machines individuelles actives dans un grand nombre de milieux différents : sur une surface, dans l'espace ou à l'intérieur d'une cellule vivante.

En paraphrasant une expression bien connue, il reste beaucoup de place en dessous du nanomètre. Les picotechnologies se proposent d'explorer cet espace.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-nm130


Cet article fait partie de l’offre

Nanosciences et nanotechnologies

(150 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Présentation
Version en anglais En anglais

5. Interconnexion électronique

Le but est de développer les moyens techniques pour échanger de l'information et/ou de l'énergie entre un appareillage macroscopique et une seule molécule via des outils et des dispositifs dits de « nano-communication ». L'appareillage doit ici s'adapter aux petites dimensions de la molécule et pas l'inverse, comme souvent défendu dans une approche bottom-up des nanotechnologies.

Étant donné la petite longueur d'onde de de Broglie associée à un électron (de l'ordre de 0,5 nm dans un métal), l'électron est, pour le moment, le transporteur d'information favori pour résoudre ce problème de communication, même si on ne sait pas encore s'il faudra ou non dans le futur encoder cette information quantiquement ou conserver une approche classique.

En restant dans une approche très classique, et pour interconnecter une molécule ou un circuit atomique à un grand nombre d'électrodes conductrices d'électricité, le courant doit être amené par des fils conducteurs dont une extrémité a la section d'un atome (environ 0,4 nm) (figure 10) et dont l'autre se termine par une section de l'ordre de 100 microns. Ces fils resteraient donc facilement manipulables à la main ou par une machine à souder de la micro-électronique à l'une de leur extrémité.

  • Depuis la fin des années 1980, on a cru que ces interconnexions pourraient être fabriquées en une seule fois par des techniques de lithographie ou, plus récemment, par des techniques d'impression. Ainsi, après l'exposition des zones définissant le circuit, la révélation, le nettoyage et, en utilisant une résine électro-sensible, la nano-lithographie électronique permet de graver ou de déposer du métal avec une largeur de motif d'une dizaine de nanomètres pour une précision de fabrication de quelques nanomètres.

Sur la nano-lithographie

(Nano)structuration douce de surfaces, de P. Leclere, P. Viville et R. Lazzazohi

Mais, une fois les motifs fabriqués, il est impossible de préserver l'ordre atomique de la surface ainsi usinée. Les révélateurs, les solvants de rinçage ou de décapage sont trop polluants ou agressifs pour la surface. Il est également difficile de faire converger vers une zone de quelques nanomètres plus que quelques nano-fils ainsi fabriqués. Des phénomènes parasites, comme les électrons rétrodiffusés par la surface...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Nanosciences et nanotechnologies

(150 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Interconnexion électronique
Sommaire
Sommaire

DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Nanosciences et nanotechnologies

(150 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS