François PIQUEMAL
Ingénieur Chercheur, Laboratoire national de métrologie et d'essais, Trappes, France
Cet article passe en revue les différentes techniques fondées sur la microscopie à force atomique, capables de fournir une information électrique avec une résolution spatiale de l'ordre du nanomètre ou de la dizaine de nanomètres. Les grandeurs mesurées peuvent être le courant, la capacité, le champ ou le potentiel électrique. Chaque technique est décrite précisément au moyen d'exemples tirés de la recherche en micro-nanoélectronique, et le périmètre de ses performances est délimité. Les aspects métrologiques de telles mesures appliquées aux nanocircuits sont mis en avant, les sources d'erreur identifiées et des pistes d'amélioration proposées.
Les étalons électriques actifs sont développés par le Bureau national de métrologie pour réaliser et reproduire le volt et l'ampère. Cet article décrit les étalons primaires et secondaires de tension continue. Les équipements primaires exploitent l’effet Josephson alternatif. Ils permettent un raccordement des étalons secondaires, piles Weston saturées et références à diode Zener, avec de très faibles incertitudes. L'ampère, lui, est reproduit à partir de l'ohm et du volt. Mais il pourrait dans l'avenir être représenté au moyen d’un phénomène quantique, l’effet tunnel à un électron.
Il est de la responsabilité du Bureau national de la métrologie, BNM, de maintenir des équipements étalons capables de réaliser et de conserver des unités. Cet article présente les équipements utilisés pour les étalons de capacité, d'inductance et de résistance, capables de mesurer respectivement le farad, le henry et l'ohm. Des étalons secondaires viennent supporter les équipements primaire du BNM pour transférer les unités électriques aux utilisateurs. Cet article décrit également ces équipements secondaires, leurs principes et les techniques d'étalonnage.