Introduction aux nanomatériaux et nanotechnologies

1 - Contexte

2 - Objets nanométriques

• 2.1 - Agrégats et colloïdes
  Figure 1 - Agrégat cubique de cobalt  Figure 2 - Spectre de masses d'agrégats d'aluminium  Figure 3 - Agrégats cubiques d'argent 
• 2.2 - Nanotubes de carbone
  Figure 4 - Mécanisme de fermeture d'un graphène pour constituer un nanotube  Figure 5 - Formation et croissance par CVD de nanofibres de carbone monofeuillets  Figure 6 - Formation de nanotubes de carbone sur des plots de silicium portant des particules de cobalt  Figure 7 - Nanotubes de carbone greffés sur une fibre de renforcement de carbone T300 

3 - Fabrication de dispositifs nanostructurés

• 3.1 - Procédés top down évoluant par réduction d'échelle
  Figure 8 - Schémas types de procédés top-down Figure 9 - Molécules portant une fonction thiol déposées par la pointe d'un microscope à force atomique  Figure 10 - Schéma du procédé de nanoimpression
• 3.2 - Procédés bottom-up permettant la production et l'organisation spatiale de nano-objets
  Figure 11 - Dépôts auto-organisés d'îlots de cobalt sur une surface d'or (111) reconstruite  Figure 12 - Boîte quantique d'InAs sur un substrat de GaAs, obtenue par croissance de type Stransky – Krastanov  Figure 13 - Cristal de cristaux : empilement de nanoparticules de FeCo 

4 - Dispositifs électroniques

• 4.1 - Approche top-down : améliorations et limites
  Figure 14 - Création du canal de conduction dans un MOFSET normalement off Figure 15 - Schéma d'un CMOS
• 4.2 - Approche moléculaire
  Figure 16 - Densité d'états électroniques pour des systèmes à 3, 2, 1 et 0 dimensions Figure 17 - Conductance d'un dispositif mésoscopique (, p. 387) Figure 18 - Montage d'un nanotube de carbone en CNTFET Figure 19 - Schéma d'un transistor à un électron  Figure 20 - Diagramme de stabilité d'un transistor à un électron
• 4.3 - Fils de connexion

5 - Nanomatériaux magnétiques

• 5.1 - Matériau des disques durs magnétiques
• 5.2 - Électronique de spin (spintronique)
  Figure 21 - Densités d'états pour un métal à magnétisme itinérant

6 - Nanomatériaux pour l'optique et l'optoélectronique

• 6.1 - Plasmons de surface
• 6.2 - Effets de quantification liés au confinement des électrons
  Figure 23 - Inversion des populations dans les boîtes et dans les puits quantiques
• 6.3 - Matériaux pour l'optique
  Figure 24 - Schéma d'un cristal photonique à deux dimensions  Figure 25 - Confinement de la lumière sur des défauts d'un cristal photonique 

7 - Conclusion