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RÉSUMÉ
Sujet relativement complexe, les phénomènes de dissipation se retrouvent dans de nombreux domaines d’applications et de disciplines. Après un bref rappel du contexte actuel en terme de nanotechnologies, cet article s’attache à expliciter ces phénomène de dissipation dans les nanostructures. Sont également traités les origines des bruits associés à ces nanostructures. Par la suite, le cas particulier du bruit brownien est abordé. Puis, des explications sur la dissipation et sur les bruits dans un nanocapteur inertiel ainsi que dans un nanorésonateur terminent cet article.
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INTRODUCTION
Le terme de nanotechnologie est un nom générique qui regroupe une multitude de disciplines et d'applications sans réelle cohérence ou connexion. Nous pouvons citer pêle-mêle la nanoélectronique, la spintronique, l'électronique moléculaire, les nanomatériaux, les nanocristaux photoniques, les nanoparticules en cosmétique, les biopuces en biochimie, et les nanosystèmes électromécaniques.
L'électronique apparaît être le secteur le plus avancé sur le sujet des nanotechnologies.
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1. Contexte
Philippe ANDREUCCI Ingénieur de Recherche CEA-LETI - GRENOBLE
Laurent DURAFFOURG Ingénieur de Recherche CEA-LETI – GRENOBLE
1.1 Nanotechnologie et nanosystèmes mécaniques (NEMS)
Les transistors MOS de nouvelle génération et ses différents remplaçants potentiels (transistor moléculaire, transistor à un électron – Single Electron Transistor – SET) font l'objet d'une attention toute particulière . Les propriétés de transport électronique (phénomène de localisation et de discrétisation de charges) de ces nouvelles nanostructures sont disséquées. On trouve ainsi un foisonnement de composants à base de boîtes quantiques, de fils quantiques et autres nanoclusters associés à de nouveaux matériaux aux propriétés isolantes ou semi-conductrices.
La recherche dans le domaine des nanomatériaux est aussi en plein essor. Le résultat le plus marquant est la fabrication de nanotubes de carbone (CNT) aux propriétés mécaniques, électriques et thermiques hors normes.
Le domaine des nanosystèmes électromécaniques est quant à lui encore peu exploité. Une structure mécanique est généralement qualifiée de nanoscopique lorsqu'au moins une de ses dimensions est largement inférieure au micromètre. À ce jour, les réalisations de ce type de composant se résument à des nanopoutres vibrantes. Toutefois, ces nanopoutres ont démontré un potentiel énorme pour diverses applications allant du capteur (mesure de masse atteignant l'atogramme ,...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - SÉE (J.) - Théorie du blocage de Coulomb appliquée aux nanostructures semi-conductrices : modélisation des dispositifs à nanocristaux de silicium. - Thèse Doctorat, Université Paris XI, Orsay, déc. 2003.
-
(2) - EKINCI (K.L.) et al - Ultrasensitive nanoelectromechanical mass detection. - Applied Physics Letters, vol. 84, no 22, pages 4469 à 4471, mai 2004.
-
(3) - HUSAIN (A.) et al - Nanowire-based very-high-frequency electromechanical resonator. - Applied Phys. Letters, vol. 83, no 6, pages 1240 à 1242, août 2003.
-
(4) - CLELAND (A.N.), ROUKES (M.L.) - A nanometre-scale mechanical electrometer. - Nature, vol. 392, no 12, pages 160 à 162, mars 1998.
-
(5) - SCHWAB (K.) et al - Measurement of the quantum of thermal conductance. - Nature, vol. 404, page 974 (2000).
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