Bibliographie & annexes
Présentation
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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.
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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.
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Préparer une surface métallique – îlots isolants (NaCl ou oxyde)
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2. Progrès instrumentaux de laboratoire
Vouloir travailler sur et avec un seul nano-objet comme une molécule, permet d'éviter les effets de moyenne et d'ensemble statistique et de discriminer les phénomènes physiques.
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Les principaux outils sont les microscopies à sonde locale, comme le microscope à effet tunneyl (STM) ( et ) et à force atomique (AFM) ( et ). Le développement technologique autour de cette instrumentation est un des facteurs importants de l'émergence des picotechnologies.
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La technologie du STM repose sur l'approche d'une pointe à quelques dixièmes de nanomètre d'une surface. Le contrôle de la distance pointe-surface z se fait par la mesure du courant d'électrons tunnel. La variation de ce dernier suit une loi exponentielle, telle qu'une variation d'un angström de z engendre une variation d'un ordre de grandeur du courant tunnel.
Ainsi, pour prendre un exemple avec des valeurs typiques, le courant, à travers une jonction tunnel aux bornes de laquelle une tension...
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Progrès instrumentaux de laboratoire
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - JOACHIM (C.), PLEVERT (L.) - Nanosciences. La révolution invisible - Éd. Seuil, Paris (2008).
-
(2) - AIGOUY (L.), DE WILDE (Y.), FRETIGNY (C.) - Les nouvelles microscopies – À la découverte du nanomonde - Éd. Belin, Paris (2006).
-
(3) - GIESSIBL (F.) - Advances in atomic force microscopy - Review of Modern Physics, 75, 949-983 (2003).
-
(4) - DIDIOT (C.), PONS (S.), KIERREN (B.), FAGOT-REVURAT (Y.), MALTERRE (D.) - Nanopatterning the electronic properties of gold surfaces with self-organized superlattices of metallic nanostructures - Nature Nanotechnology, 2, 617-621 (2007).
-
(5) - VARCHON (F.), MALLET (P.), MAGAUD (L.), VEUILLEN (J.-Y.) - Rotational disorder in few-layer graphene films on 6H-SiC(000-1) : A scanning tunneling microscopy study - Physical Review B 77, 165415 (2008).
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(6) - STOLYAROVA (E.), RIM (K.T.), RYU (S.), MAULTZSCH...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
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Microscopie à sonde locale
-
Microscopie à force atomique (AFM)
-
Nanostructures moléculaires. Systèmes moléculaires isolés et autoassemblés
-
Approche scientifique des surfaces – Caractérisation et propriétés
-
(Nano)structuration douce de surfaces
1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs
Zyvex (USA et Japon)
Omicron (Allemagne)
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