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Aérogels - Aspects matériauxArticle de référence | Réf : NM1010 v1
Auteur(s) : Olivier VANBÉSIEN
Date de publication : 10 févr. 2005
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Parallèlement à la technologie MOS se développent des démarches originales visant à concevoir des composants aux fonctionnalités nouvelles. Deux voies principales peuvent être distinguées : la première explore les effets de localisation multiple des électrons et cherche comment ils peuvent être exploités, tout en restant dans le cadre de dispositifs semi-conducteurs classiques ; la seconde exploite d'autres propriétés des électrons, comme le spin, ou d'autres types de matériaux comme les nanotubes de carbone ou de molécules plus ou moins complexes. Nous verrons comment ces dispositifs peuvent mener à l'émergence de nouvelles architectures de circuits.
Lorsque l'on évoque la miniaturisation des composants électroniques, on y associe systématiquement la montée en fréquence. Pour les composants nanométriques, la frontière du térahertz devrait pouvoir être franchie. On atteint dans ce cas, en termes de longueurs d'onde, le domaine submillimétrique (λ ≈ 0,1 mm). Aujourd'hui déjà, des dispositifs de l'électronique non linéaire, à base de diodes Schottky largement submicroniques, ont montré des performances au-delà de 2 THz (applications pour la radioastronomie par le Jet Propulsion Laboratory). De l'autre côté du spectre, en optique, la longueur d'onde des télécommunications est de 1,55 µm. Des applications en infrarouge, ou infrarouge lointain, basées sur les techniques de l'optique sont très nombreuses autour de λ ≈ 10 µm. Entre les deux apparaît ce gap térahertz convoité par les deux communautés. On y trouve des applications dans le spatial, l'environnement ou la sécurité (imagerie térahertz). Pousser les techniques de la microélectronique dans ses derniers retranchements pour atteindre ces longueurs d'onde reste encore une question ouverte et les premières réponses convaincantes semblent venir de l'optique, même si les techniques d'ingénierie de bande interdite chères à la microélectronique III-V sont à la base de ces récents...
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NANOSCIENCES ET NANOTECHNOLOGIES
(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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