Introduction
Nanocristaux semi-conducteurs fluorescents. Des nanoparticules aux applications multiples

Depuis l’invention du transistor et le développement de l’industrie des semi-conducteurs, la microélectronique a été marquée par une course à la miniaturisation des composants. Cette course suit la fameuse « loi de Moore » qui prédit que la taille d’un composant électronique diminue d’un facteur deux tous les six ans. Avec l’évolution actuelle des techniques de lithographie, on atteint ainsi des tailles de gravure en production d’environ 14 nm en 2014 (nanomètre ≡ nm en abrégé, 1 nm = 10⁻⁹ m soit un milliardième de mètre). Des composants de cette taille sont constitués d’une quantité dénombrable d’atomes : les effets quantiques deviennent importants et donnent lieu à des propriétés physiques particulières. L’étude des propriétés de ces nano-objets est le domaine des nanosciences qui connaît un développement spectaculaire de part le monde depuis une dizaine d’années.

Les nanocristaux semi-conducteurs fluorescents (quantum dots en anglais) dont il est question dans cet article font partie de ces nano-objets, tout comme les nanoparticules métalliques, les nanotubes, etc. Ce sont des cristaux de taille nanométrique de matériaux semi-conducteurs comme par exemple les composés de type II-VI (CdSe…), IV-VI (PbS…), III-V (InP…) ou autres, qui sous éclairement ultraviolet, réémettent une lumière de fluorescence dont la « couleur » dépend de la taille du nanocristal, une conséquence d’un phénomène appelé « confinement quantique » lié à leur petite taille. Les physiciens s’intéressent aux propriétés des nanocristaux depuis une trentaine d’années. La mise au point dans les années 1990 de techniques chimiques de synthèse performantes et sélectives en taille de dispersions colloïdales de nanocristaux a permis des avancées significatives dans le domaine. Outre des nanocristaux sphériques (quantum dots), on sait maintenant synthétiser des nano-bâtonnets (« nanorods ») ou encore des plaquettes (« nano-platelets »). On s’intéresse désormais à la préparation de matériaux à partir des nanocristaux en contrôlant précisément leur état de surface et leur arrangement dans des super-réseaux bidimensionnels ou tridimensionnels. La fonctionnalisation chimique des nanocristaux peut ainsi...