Article de référence | Réf : NM1010 v1

Nanoélectronique : un enjeu stratégique
Nanoélectronique, un passeport pour le nanomonde

Auteur(s) : Olivier VANBÉSIEN

Date de publication : 10 févr. 2005

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RÉSUMÉ

Au sein du milieu scientifique, la nanoélectronique est un axe privilégié par la recherche. En effet, elle représente un enjeu technologique majeur pour faire face aux multiples défis technologiques lancés par la miniaturisation des dispositifs. L’idée est de promouvoir l’interdisciplinarité entre la physique, la chimie, la biologie, etc. Cet article propose une étude de la nanoélectronique qui permet d’ouvrir une porte sur le nanomonde. L’électronique ultime est abordé à travers le transistor monoélectron. Les filières émergentes sont ensuite analysées : composants quantiques, électroniques de spin et moléculaire, et nouvelles architectures.

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ABSTRACT

Nanoelectronics is a scientific sector favored by research. It is indeed a major technological asset in order to address the multiple technological challenges generated by the miniaturization of devices. The idea is to promote interdisciplinarity between physics, chemistry, biology, etc. This article provides a study of nanoelectronics which opens a door on the nanoworld. The ultimate electronics is dealt with via the single-electron transistor. Emerging sectors are then analyzed: quantum components, spin and molecular electronics as well as new architectures.

Auteur(s)

INTRODUCTION

Au-delà d'un prolongement naturel de la microélectronique vers les basses dimensions et les très hautes fréquences, la nanoélectronique représente un enjeu technologique majeur. Selon les prévisions, cette (r)évolution se situe à l'horizon 2020 pour le milieu économique, c'est-à-dire aujourd'hui dans les laboratoires de recherche.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-nm1010


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1. Nanoélectronique : un enjeu stratégique

Olivier VANBÉSIEN, professeur à l’Université des sciences et technologies de Lille (USTL, Lille-I), est chercheur à l’Institut d’électronique, de microélectronique et de nanotechnologie (IEMN). Dans le cadre du groupement de recherche (GdR) CNRS Nanoélectronique, il est responsable de l’action thématique III-V. [email protected]

La nanoélectronique est un des axes privilégiés de recherche de la thématique générale des nanosciences/nanotechnologies. En effet, le milieu scientifique, pour faire face aux multiples défis technologiques lancés par la miniaturisation des dispositifs et la montée en fréquence de ces derniers, recherche de nouvelles solutions en essayant de promouvoir l'interdisciplinarité entre la physique, la chimie, la biologie, etc. Ainsi, deux grandes démarches peuvent nous permettre d'aborder ce monde du nanomètre : la démarche bottom-up ou la démarche top-down. Dans la première, il s'agit de commencer au niveau atomique ou moléculaire et de construire artificiellement des objets de taille nanométrique présentant des fonctionnalités nouvelles. On peut évoquer ici comme exemple représentatif les moteurs moléculaires. La seconde démarche concerne de près la nanoélectronique dans la mesure où il s'agit dans un premier temps de poursuivre la miniaturisation à l'extrême des composants de la microélectronique jusqu'aux tailles nanométriques, en supposant que la physique y reste la même. L'industrie de la microélectronique pense pouvoir remettre à niveau régulièrement ses techniques de fabrication pour suivre cette évolution jusqu'au milieu des années 2010, si l'on en croit les recommandations de l'International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS). Au-delà, les certitudes s'estompent et de multiples propositions alternatives voient le jour, avec pour dénominateur commun l'exploitation d'effets physiques nouveaux que l'on ne rencontre que lorsque les zones actives des composants sont à l'échelle du nanomètre.

Sur les nanotechnologies : Les nanotechnologies : du fondamental aux applications Les nanotechnologies, du fondamental aux applications...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - LE ROY (M.), LHEURETTE (E.), VANBÉSIEN (O.), LIPPENS (D.) -   Wave-mechanical calculations of leakage current through stacked dielectrics for nanotransistor Metal-Oxide-Semiconductor design.  -  J. Appl. Phys., 93, no 5, 2966-71 (2003).

  • (2) - WICHMANN (N.), DUSZYNSKI (I.), WALLART (X.), BOLLAERT (S.), CAPPY (A.) -   InAlAs-InGaAs double-gate HEMTs on transferred substrate.  -  IEEE Electron. Device Letters, 25(6), 354-6 (2004).

  • (3) - GAIDIS (M.C.), PICKETT (H.M.), SMITH (C.D.) et coll -   A 2.5 THz receiver front end for spaceborne applications.  -  IEEE Trans. on Microwave Theory and Techniques, 48(4), 733-9 (2000).

  • (4) - PEYTAVIT (E.), MOURET (G.), LAMPIN (J.F.), ARSCOTT (S.), MASSELIN (P.), DESPLANQUE (L.), VANBÉSIEN (O.), BOCQUET (R.), MOLLOT (F.), LIPPENS (D.) -   Terahertz electromagnetic generation via optical frequency difference.  -  IEE Proc. Optoelectronics, 149(3), 82-7 (2002).

  • (5) - VERGHESE (S.), MACINTOSH (K.A.), BROWN (E.R.) -   Optical and terahertz power limits in the low-temperature-grown GaAs photomixers.  -  Appl. Phys. Lett., 71(19), 2743-5 (1997).

  • ...

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