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RÉSUMÉ
Les nanostructures diverses sont de plus en plus présentes dans le monde de l’industrie. En effet, ce marché en forte croissance s’approprie le développement et la conception de nouveaux composants microsystèmes. Après un bref rappel du contexte actuel, cet article s’attache à décrire les phénomènes quantiques présents dans les nanostructures mécaniques et électriques (NEMS). L’effet de réduction d’échelle et les phénomènes quantifiés sont notamment abordés. Ainsi, les forces d'électrodynamiques quantiques jusqu'alors ignorées dans le domaine des microcomposants doivent être incluses dans la modélisation des NEMS.
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INTRODUCTION
Ce dossier tente de faire découvrir un domaine complexe de la physique en s'attachant à décrire les phénomènes quantiques présents dans les nanostructures mécaniques et électriques (NEMS).
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4. Phénomènes quantifiés dans les NEMS
À faible température ambiante, ou à fortes énergies d'excitation, les nanostructures sont le siège de phénomènes quantifiés. En particulier, les phénomènes de transport électrique et thermique, les effets de polarisation ou de magnétisation de la matière, et les interactions peuvent être quantifiés. La quantification nous amène à décrire ces processus comme des ensembles de quasi-particules dont les propriétés sont semblables à celles des photons. Il suffit alors d'appliquer les théories de la physique statistique pour déterminer les propriétés physiques des nanosystèmes. Le lecteur pourra d'ailleurs lire l'ouvrage écrit par Charles Kittel sur la physique de l'état solide décrivant la plupart des particules (ou assimilées) rencontrées .
Ces manifestations quantiques ont très tôt été constatées dans de nombreux composants électroniques. À titre d'exemple, nous pouvons citer l'effet de blocage de Coulomb qui est une manifestation de la discrétisation de charges ou l'effet Bohm-Aharonov qui correspond à l'interférence quantique d'électrons à très bas flux. Le phénomène de localisation de charges a aussi été exploité pour réaliser des gaz d'électrons (lire par exemple ...
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BIBLIOGRAPHIE
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(2) - CASIMIR (H.B.G.) - On the attraction between two perfectly conducting plates. - Proc. Kon. Ned. Akad. Wettenschap, 51, p. 793 à 795 (1948).
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(4) - CASIMIR (H.B.G.), POLDER (D.) - The Influence of Retardation on the London-van der Waals Forces. - Phys Review, vol. 73, p. 360 à 372, fév. 1948.
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(5) - GENET (C.) - La force de Casimir entre deux miroirs métalliques à température non nulle. - Thèse Doctorat Université Paris VI, Paris, juil. 2002.
-
(6) - SERRY (F.M.) and al - The...
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