Olivier VANBESIEN

L’ingénierie de dispersion représente pour les matériaux artificiels, que sont les cristaux photoniques, de nouveaux champs d’investigation. Découvrez les concepts d’autocollimation et d’ultra-réfraction appliqués au design de composants fonctionnels dans le domaine de l’infrarouge.

Les systèmes de télécommunications optiques à très haut débit de demain réclament une miniaturisation des composants qui devront traiter une plus grande quantité d’informations et sous des débits de transfert plus élevés. Les structures périodiques artificielles et diélectriques, appelées cristaux photoniques, notamment les bidimensionnels, sont pressenties pour concevoir ces solutions performantes et compactes pour le guidage, le multiplexage et l'émission de lumière. Les voies technologiques les plus couramment utilisées pour construire ces dispositifs et leur conception basée sur une ingénierie de défauts structurels sont d’abord exposées dans cet article. Les différents filtres à insertion/extraction, représentant une des applications génériques de l’optique intégrée, sont ensuite présentés.

Le domaine des métamatériaux est celui des matériaux présentant des propriétés « anormales » n’existant pas à l’état naturel. Abordez le concept de « réfraction négative » dans le cadre des structures artificielles périodiques métalliques ou métallo-diélectriques.

Cet article offre un tour d’horizon sur les composants à hétérostructures semi-conductrices et leur rôle majeur dans le développement de la nanoélectronique et nanophotonique. Les techniques de fabrication se sont améliorées, en termes de qualité et de miniaturisation. Présentation est faite des propriétés des hétérostructures, les simples comme les complexes. Des applications dans ces deux domaines en forte progression viennent illustrer les dernières avancées des connaissances, aussi bien en conception qu’en maîtrise des matériaux nécessaires à l’élaboration de ces composants.

Les hétérostructures semi-conducteurs sont devenues incontournables dans le développement de la nanoélectronique et la nanophotonique. Cet article propose un tour d’horizon de ces composants à hétérostructures et des domaines couverts par leurs applications. Tout récemment, l'obtention d'interfaces de grande qualité permet d'atteindre une précision de l'ordre de la demi-couche atomique. Les exemples retenus illustrent parfaitement l'intérêt de ces structures hors normes : transistors bipolaires à hétérojonctions, effet tunnel résonnant interbande, lasers à cascade quantique. L'article s'ouvre pour terminer sur le confinement multiple avec les hétérostructures bi et tri-dimensionnelles

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.