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RÉSUMÉ
Dans le domaine récent des nanotechnologies, l’approche moléculaire semble être une voie intéressante et prometteuse pouvant conduire à la commercialisation de nanodispositifs. Cet article expose les techniques actuellement disponibles d’observation, de conception, et de manipulation permettant de mieux comprendre et mieux contrôler ces structures autoassemblées. La finalité est évidemment de conférer à ces nanosystèmes de nouvelles propriétés électroniques, optiques, chimiques ou biologiques.
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INTRODUCTION
Depuis plusieurs années, les nanotechnologies sont en plein développement. Cependant, l’utilisation du terme « nanosciences » serait plus appropriée car peu d’applications industrielles ont été réellement développées à ce jour. Une nouvelle approche, l’approche moléculaire, se révèle très prometteuse pour l’expansion des nanotechnologies.
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Principales molécules étudiées en nanosciencesArticle inclus dans l'offre
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2. Techniques d’observation
Les briques élémentaires constitutives des assemblages moléculaires ont des dimensions nanométriques. Pour les observer ou comprendre les processus mis en jeu et expliquer étape par étape la formation des structures autoassemblées, il est nécessaire d’observer ces systèmes avec des microscopes à très haute résolution, inférieure au nanomètre. Très peu de techniques d’observation permettent d’atteindre de telles résolutions tout en étant non destructives vis-à-vis des molécules. À ce jour, les microscopes en champ proche à effet tunnel STM (Scanning Tunneling Microscopy) et à force atomique AFM (Atomic Force Microscope) ont permis d’obtenir des images remarquables aussi bien d’atomes, de molécules isolées que de structures autoassemblées. Ces deux microscopes à balayage et leurs dérivés sont devenus rapidement les techniques « références » d’analyse locale de surface.
STM : Scanning Tunneling Microscopy
AFM : Atomic Force Microscope
2.1 Microscope à effet tunnel (STM)
Le microscope STM a été inventé en 1981 par Gerd Binnig et Heinrich Rorher . Pour cette découverte, ces deux chercheurs ont obtenu le prix Nobel de Physique en 1986, auquel E. Ruska fut associé. Un microscope à effet tunnel est constitué de quatre parties principales représentées schématiquement sur la figure 2 : un tube piézoélectrique qui effectue le balayage en x, y et z, un échantillon conducteur, une pointe sonde conductrice et une unité de contrôle couplée à un ordinateur.
L’application d’une différence de potentiel de l’ordre du volt entre la pointe et l’échantillon (distant d’environ 1 nm), provoque l’établissement d’un courant tunnel. En régulant le balayage de la pointe au-dessus...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BINNIG (G.), ROHRER (H.) - * - Scientific American., 253, p. 40 (1985).
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