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Article

1 - INTRODUCTION

2 - C'ÉTAIT IL Y A 50 ANS !

3 - ÉVOLUTION DES NANOTECHNOLOGIES

4 - FABRICATION DE NANOSTRUCTURES PAR LA TECHNIQUE DE PHOTOLITHOGRAPHIE

5 - CONQUÉRIR UN NANOMONDE !

6 - AUTO-ORGANISATION SPONTANÉE

7 - APPLICATION DES BOÎTES QUANTIQUES ?

  • 7.1 - Biodétection
  • 7.2 - Lasers modulables à base de LED (Light Emitting Diodes)
  • 7.3 - Télécommunications
  • 7.4 - Ordinateurs quantiques

8 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : NM550 v1

Auto-organisation spontanée
Modeler des nano-objets dans des moules de cristal

Auteur(s) : Chaouqi MISBAH

Date de publication : 10 oct. 2005

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RÉSUMÉ

La microélectronique est en quête perpétuelle de miniaturisation, et ce dans le but d'améliorer les performances des dispositifs tout en diminuant leur coût de fabrication. La modélisation des nano-objets est ainsi une voie prometteuse dans des domaines tels que les lasers, les nouvelles technologies de l’information et de la communication ou encore la biodétection. Cet article propose un aperçu de l’évolution des nanotechnologies dans un premier temps. Les différents dispositifs mis en oeuvre et les limites physiques et technologiques de cette modelisation sont par la suite passés en revue. Ainsi, l’auto-organisation spontanée ou encore l’application des boîtes quantiques sont autant d’aspects détaillés.

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ABSTRACT

Forming nano-objects in crystal molds

Miniaturization is essential in microelectronics, in order to improve the performances of devices whilst at the same time decreasing production costs. The modeling of nanoobjects is thus promising for sectors such as lasers, new information, communication technologies and biodetection. This article starts by providing an overview of the evolution of nanotechnologies. The various devices implemented as well as the physical and technological limits of such modeling are then reviewed. Spontaneous self-organization or the application of quantum boxes are thus detailed.

Auteur(s)

INTRODUCTION

La naissance spontanée de formes dans la nature est une voie prometteuse dans la fabrication des nanostructures pour les technologies du futur amenées à être utilisées dans des domaines aussi variés que les lasers, les nouvelles technologies de l'information et de la communication, la biodétection, les ordinateurs quantiques... Pour ce faire, on doit comprendre cette nature pour la mettre dans les conditions nécessaires afin qu'elle produise spontanément les architectures, ou moules, nanométriques souhaitées.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-nm550


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6. Auto-organisation spontanée

6.1 Nature aime l'ordre même au sein du désordre

Si la matière inerte est loin d'égaler l'intelligence des processus biologiques régulés, leur degré de précision, et leur faculté d'autoassemblage extraordinairement complexes, elle est tout de même performante compte tenu de sa faculté d'auto-organisation malgré son degré élémentaire de perfectionnement. En effet, en dépit de sa structure rudimentaire, la matière inerte, préparée dans certaines conditions, peut révéler une richesse infinie de comportements et de structures. Ceci se produit généralement quand la matière est portée hors équilibre. Il s'agit là d'une question générale des sciences des phénomènes irréversibles hors équilibre qui ne se limite pas seulement aux systèmes discutés dans ce texte, mais qui a une portée universelle. Un des exemples célèbres issu de la matière inerte, et qui a eu paradoxalement le plus d'impact sur les concepts des sciences de la vie, est celui initialement étudié sur le plan théorique par le mathématicien anglais Alan Turing en 1952 . Il a montré qu'il existe des réactions chimiques élémentaires (comme une réaction autocatalytique) qui conduisent spontanément à la naissance de l'ordre spatial.

Exemple :

si on considère un système où siègent deux substances chimiques, l'une activatrice (qui assure son autocroissance), notée A, et l'autre inhibitrice, notée B (qui modère la croissance de son antagoniste A), une solution homogène (où les deux espèces seraient parfaitement mélangées) est génériquement instable au profit de la naissance de l'ordre spatial. Le milieu présenterait alors une alternance entre des régions riches en A (disons la couleur jaune sur la figure 5) et des régions riches en B (couleur violette).

Une telle naissance de l'ordre a lieu sous des conditions très générales : il suffit que l'inhibiteur...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - MEINDL (D.), CHEN (Q.), DAVIS (A.) -   Limits on silicon nanoelectronics for terascale integration.  -  A computer science odyssey, Science, vol. 293 ; no 5537 ; p. de 2044 à 2049 (2001).

  • (2) - DANKER (G.), PIERRE-LOUIS (O.), KASSNER (K.), MISBAH (C.) -   Peculiar effects of anisotropic diffusion on dynamics of vicinal surfaces.  -  Phys. Rev. Lett., vol. 93, p. de 185504 à 185507 (2004).

  • (3) - ORLOV (A.O.), KUMMAMURU (R.), RAMASUBRAMANIAM (R.), LENT (C.S.), BERNSTEIN (G.H.), SNIDER (G.L.), WANDELT (K.) -   Clocked quantum-dot cellular automata shift register.  -  Surface science, vol. 532-35 ; p. de 1193 à 1198 (2003).

  • (4) - YANO (K.), ISHII (T.), HASHIMOTO (T.), KOBAYASHI (T.), MURAI (F.), SEKI (K.) -   Room-temperature single-electron memory.  -  IEEE transactions on electron devices ; vol. 41 ; no 9 ; pp. 1628-1638 (1994).

  • (5) - DEXLER (E.) -   Engines of Creation.  -  Anchor Books Editions, 1986 (1990).

  • ...

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