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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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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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1. Introduction
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. Cette approche se heurte à des limites physiques et technologiques dès lors que l'on souhaite descendre au-dessous d'une dimension de quelques dixièmes de micromètres. Depuis les années 1970, la course vers la miniaturisation a été menée selon deux approches complémentaires :
-
la voie descendante ou top-down : elle consiste à miniaturiser les dispositifs jusqu'à atteindre l'échelle nanométrique. Cette miniaturisation a pour but d'augmenter la densité d'intégration des circuits, densité qui pourrait atteindre jusqu'à 1012 transistors par puce . Les dimensions des composants approchent alors des limites théoriques, de l'ordre de quelques dizaines de nanomètres, en deçà desquelles la description en terme de physique classique cesse d'être valable. Les effets quantiques s'avancent alors au premier plan. On atteint le domaine de l'électronique ultime ;
-
la voie ascendante ou bottom-up : elle vise à concevoir des nanosystèmes en assemblant des éléments de base de la matière : atomes, groupes d'atomes ou de molécules. Cette approche a donné naissance au concept d'électronique moléculaire, dont le but ultime est de réaliser des composants ne comportant qu'une seule molécule.
L'évolution des méthodes de synthèse et de caractérisation des nano-objets a permis l'émergence, en électronique, de structures aux fonctionnalités originales, liées à leur échelle réduite. Parmi les nanostructures les plus recherchées, on trouve les boîtes quantiques (ou quantum dots en anglais). Les boîtes quantiques sont des nano-îlots (une boîte quantique est schématisée la figure 1), constitués d'un groupe de...
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