Quelques grandes familles d’applications
Nanomatériaux - Propriétés et applications

1 - Propriétés

• 1.1 - Propriétés mécaniques
  Figure 1 - Variation de la ténacité des composites Si3N4-SiC en fonction du taux de SiC  Figure 2 - Mécanismes de déformation à chaud sans modification de la morphologie des grains
• 1.2 - Structure électronique et propriétés de transport
  Figure 3 - Variation de la résistivité à la température ambiante de films de Wx (SiO2) 1–x en fonction de x  Figure 4 - Puits quantique constitué d’une couche de GaAs comprise entre deux couches de AlxGa1–x As
• 1.3 - Propriétés ferromagnétiques
  Figure 5 - Schéma d’une paroi de Bloch Figure 6 - Variation de la coercitivité de divers alliages ferreux en fonction du diamètre des grains Figure 7 - Parois de Bloch dans un matériau doux-dur est la largeur des parois dans le matériau doux 
• 1.4 - Propriétés optiques
  Figure 8 - Schéma des énergies des états électroniques pour le matériau massif et pour une boîte quantique Figure 9 - Spectres d’absorption comparés de CdS micrométrique et de CdS sous forme de nanocristallites, formés dans des cages sodalites de zéolites Y, pour deux valeurs du taux de CdS  Figure 10 - Limite d’absorption UV pour TiO2 en fonction de la taille de grain 
• 1.5 - Réactivité chimique
  Figure 11 - Spectre d’absorption d’une distribution de particules d’argent en fonction de la forme des particules. Le taux d’argent, exprimé en mg / cm2, est le même pour tous les échantillons  Figure 12 - Coefficient de transmission d’une couche d’argent granulaire en fonction de la taille des particules  Figure 13 - Reconstruction d’une surface de MgO (111) instable en nanofacettes (100) (Projet Ultimatech, Département SPM, CNRS) Figure 14 - Amas de palladium en épitaxie sur MgO ; modes d’adaptation à l’interface de l’écart paramétrique selon la taille de l’amas  Figure 15 - Déplacement de la bande de valence et variation suivant les sites de surface de l’énergie d’adsorption de CO sur Pd  Figure 16 - Variation en fonction du paramètre de maille de l’énergie d’adsorption de O et de CO sur Pd et de la hauteur de la barrière de dissociation 

2 - Familles particulières

• 2.1 - Céramiques
  Figure 17 - Organisation des domaines ferroélectriques dans le titanate de baryum  Figure 18 - Permittivité relative du titanate de baryum en fonction de la taille de grains 
• 2.2 - Dispersions dans les polymères
  Figure 19 - Distribution, après exfoliation, de monocouches d’argile smectique dans une matrice de polymère  Figure 20 - Joint tournant autolévitant (Ferrofluidics Co, Nashua NH États-Unis)
• 2.3 - Nanomatériaux biologiques et mimétiques
• 2.4 - Fullerènes et nanotubes de carbone
  Figure 21 - Schéma montrant comment un graphène peut se refermer pour constituer un nanotube. B est superposé à A. Ch devient une section droite du nanotube. La figure correspond à n1 = 5 ; n2 = 2  Figure 22 - Image au microscope de force atomique d’un monotube de carbone, reposant sur deux amenées de courant en platine. En haut à gauche, une troisième électrode qui est la porte (gate) de ce dispositif de transistor à effet de champ  Figure 23 - Nanotube constitué de deux parties de diamètre différent, qui sont l’une métallique et l’autre semi-conductrice 

3 - Nanosystèmes

• 3.1 - Nanofabrication de dispositifs électroniques
  Figure 24 - Schéma des diverses techniques de lithographie en nanoélectronique 
• 3.2 - Électronique moléculaire

4 - Quelques grandes familles d’applications

• 4.1 - Électronique et optoélectronique
  Figure 25 - Principe de fonctionnement d’un transistor à effet de champ  Figure 26 - Schéma d’un dispositif à effet tunnel résonnant
• 4.2 - Enregistrement magnétique