SVM n°194 juin 2001
SVM n°194 juin 2001
  • Prix facial : 30 F

  • Parution : n°194 de juin 2001

  • Périodicité : mensuel

  • Editeur : Excelsior Publications

  • Format : (204 x 280) mm

  • Nombre de pages : 216

  • Taille du fichier PDF : 192 Mo

  • Dans ce numéro : Windows XP... pour Internet cliquez ici !

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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futur l'Invité Quand l'électronique se fait moléculaire Incroyable pari : l'équipe de Gérald Dujardin travaille à transformer de simples molécules en composants électroniques ! PAR ERIC LE BOURLOUT magiiiez des molécules reliées entre elles par des lignes d'atomes dans lesquelles le courant passerait ou ne passerait pas ! Voilà qui donnerait un processeur à l'échelle du nanomètre ! C'est sur cette idée qu'est parti Gérald Dujardin et son équipe du CNRS, plus précisément du Groupe de nanophysique du laboratoire de photophysique moléculaire de l'université d'Orsay. Des physiciens qui, en 1999, créaient déjà la surprise en annonçant qu'ils avaient "réinventé" le diamant ! En partenariat avec une équipe du CEA, ils cherchaient en fait à fabriquer une ligne d'atomes. Or, à partir s de leur matériau de base, du carbure de silicium (SiC), ils sont parvenus à contrôler la structure cristalline du diamant (voir SFMn175)... Forte de cette trouvaille, l'équipe a décidé de franchir une nouvelle étape : obtenir des molécules capables de traiter des informations complexes et qui, dès lors, pourraient constituer les "briques" de microprocesseurs entre mille et dix mille fois plus performants que ceux que nous utilisons aujourd'hui. "Notre travail consiste à déposer les molécules sur le En vue : des puces jusqu'à 10000 fois plus puissantes ! substrat, puis a les isoler en vue de les analyser. Leurs propriétés ne sont pas pour autant connues au départ, il s'agit d'un travail empiriqué', explique Gérald Dujardin. Et en matière de substrat, le diamant se révèle être le matériau le plus intéressant : "Il est le meilleur établi pour d'autres nanocomposants. C'est à/alois un bon isolant et un excellent semi-conducteur, il dispose d'une très bonne tenue mécanique." Ainsi, déposer une molécule sur une couche de diamant est intéressant car la précieuse matière permet de mieux I Arra inr."enet ru eai eg..% ro etrr eu lete74 M.b. ! * Le "microscope a effet tunnel" est le compagnon indispensable des chercheurs en électronique moléculaire. Comptant parmi les microscopes les plus puissants du monde, les STM ("Scanning Tunneling Microscope") sont même capables d'aller explorer l'intérieur d'une molécule. Pour les chercheurs du nanomonde, c'est un outil doublement intéressant. Non seulement il détecte la moindre aspérité sur une surface, mais il permet aussi de faire passer un courant électrique dans les substances qu'il étudie. Concrètement, le STM respecter son intégrité et de l'observer facilement. Première étape de ce travail de fourmi, le choix de la molécule. Le labora- Le laboratoire de photophysigue moléculaire de l'université d Orsay www.ppm.u-psud.fr toire d'Orsay collabore pour cela avec une équipe toulousaine qui synthétise les particules. "La chimie de synthèse a fait des progrès énormes. Aujourd'hui, on peut vraiment fabriquer ce que l'on veut, que ce soit dans un état solide ou liquide", indique le chercheur. Mais encore faut-il découvrir la bonne molécule ! En particulier, elle doit être facile à déposer, ne pas casser et, caractéristique indispensable, as- étudie la molécule comme s'il s'agissait d'une véritable montagne ! Par exemple, il scrute la surface grâce à une sonde minuscule (en fait sa pointe, qui se déplace très près de la cible-au maximum à 2 nanomètres). Cela crée un courant électrique extrêmement faible, qui dépend de la distance entre la sonde et la surface : c'est l'effet tunnel. Ensuite, chaque position de la sonde est transmise à un ordinateur, lequel se charge alors de convertir les différentes puissances de l'effet tunnel en images 3D de la cible. 130 SVM JUIN 2001 HTTP://SVM.VNUNET.FR
PROFITANT DE SES RECHkRCHES sur la/structure cristalline du diamant, Gérald Dujardin travaille dans son laboratoire d'Orsay sur des lignes d'atomes capables de fonctionner comme fW des bits. Objectif : fabriquer des nanocompo ; anii. surer une bonne conductivité. Une fois placée sur 2 le substrat, il reste encore à décrypter son comportement. Et pour ce faire, il n'y a qu'une seule solution : l'utilisation d'un microscope à "effet tunnel" (voir encadré) qui permet non seulement de visualiser, mais aussi de tester la molécule (en y faisant circuler de l'électricité par exemple). Autres concepts Oui, mais les molécules sont loin de se comporter comme de simples composants à échelle très réduite. D'ailleurs, si elles n'étaient que de banals transistors, l'intérêt de l'électronique moléculaire s'en trouverait considérablement réduit. Alors, Gérald Dujardin planche aussi sur les aptitudes propres aux composés qu'il analyse. "Legros avantage d'une molécule, c'est qu'elle peut évoluer selon le courant qui la traverse. L'on espère ainsi travailler avec des concepts différents de ceux de l'électronique classique."Le plus important, pour lui, est justement de profiter de leurs singularités : "Dans un transistor, il ne peut y avoir qu'un seul courant électrique, alors que dans un système moléculaire, il peut y avoir plusieurs canaux électroniques, et l'un de ces canaux peutpermettre de modifier la structure de la molécule." Et ainsi décupler les instructions que la molécule pourrait "connaître". Reste que pour que les microprocesseurs du futur puissent fonc- Une ambition européenne pour les nanotechnologies tionner avec de tels composants "intelligents", il faudra aussi faire évoluer l'architecture de nos circuits électroniques. On n'en est pas encore là, même si les diverses recherches menées par l'équipe de Gérald Dujardin à Orsay ainsi que par ses partenaires ont considérablement avancé. Par exemple, le contrôle des lignes d'atomes est désormais bien mieux maîtrisé qu'il y a deux ans. De même, la réalisation de diamants synthétiques pour le substrat ne devrait plus être que l'affaire de quelques années. Tout va-t-il donc pour le mieux ? Non, car il reste encore une étape essentielle à franchir : "Si la fabrication des lignes d'atomes est maîtrisée, on ne peut pas y mesurer la circulation du courare avoue le chercheur. Il va donc falloir arriver à les connecter à un appareil de mesure." Gérald Dujardin reste cependant confiant dans l'avenir, surtout que ses travaux font des émules. Rien qu'en France, une demi-douzaine de laboratoires similaires travaillent sur des projets d'électronique moléculaire, et le groupe d'Orsay lui-même collabore avec des équipes d'autres pays européens. En Europe, les nanotechnologies ont d'ailleurs le vent en poupe et l'Union européenne participe activement à leur financement. Des recherches peut-être plus discrètes qu'outre-Atlantique, mais tout aussi importantes... SVM JUIN 2 0 0 1 HTTP://SVM.VNUNET.FP 131



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