Nanocomposants et nanomachines

Auteur(s) :

Observatoire français des techniques avancées Découvrir l'auteur

Éditeur(s)
- OFTA
Date
- 2001
Langues
- Français
Description matérielle
- 163 p. : ill. ; 23 cm
Collections
- Arago
Sujet(s)
- Nanotechnologie
ISBN
- 2-906028-12-6
Indice
- 62.5 Nanosciences, nanotechnologies
Quatrième de couverture
- Les nanosciences et les nanotechnologies sont maintenant reconnues par les grandes firmes des industries pharmaceutiques, spatiales et électroniques comme domaines d'importance stratégique et commencent à être prises en compte dans les programmes de recherche des institutions gouvernementales. Par delà ce constat, le groupe de travail «Nanocomposants et nanomachines» de l'Observatoire Français des Techniques Avancées (OFTA) a procédé à un examen approfondi des conséquences technologiques et industrielles à long terme de la révolution scientifique que constituent l'accès physique (mécanique, électrique, magnétique...) à un seul et même nano-objet, ainsi que son contrôle, notamment par la réalisation de nanomachines (pour le calcul, les mémoires, les mouvements, l'assemblage, le tri et la communication).
  Ce livre est le rapport de synthèse des travaux du groupe «Nanocomposants et nanomachines» de l'Observatoire Français des Techniques Avancées. Il offre un état de l'art approfondi du domaine et décrit les perspectives scientifiques et technologiques, notamment en nanoélectronique et en nanobiologie et nanomédecine. Il présente un ensemble de recommandations et propositions visant à assurer l'impact futur des nanocomposants et nanomachines sur notre développement technologique et industriel.
Tables des matières
- - Nanocomposants et nanomachines
  - Observatoire français des techniques avancées
  - Ofta
  - Conclusions et recommandations du Groupe15
  - Argumentaire I- Introduction: la miniaturisation des machines19
  - II- La miniaturisation top down: l'exemple de la microélectronique25
  - II.1- Les progrès de l'électronique25
  - II.1.1- Pourquoi miniaturiser les puces électroniques?25
  - II.1.2- Les lois d'échelle en microélectronique26
  - II.1.3- La demande en machines électroniques miniatures28
  - II.1.4- Les évolutions attendues de la microélectronique29
  - II.2- Les limites à la miniaturisation des transistors en technologie CMOS30
  - II.2.1- Les dispositifs actifs30
  - II.2.2- Les interconnexions32
  - II.2.3- La conception des circuits intégrés35
  - II.2.4- Les acquis de la production37
  - II.3- La miniaturisation top down post-CMOS39
  - II.3.1- La physique mésoscopique39
  - II.3.2- Un effet d'interférence électronique: l'effet Aharonov-Bohm41
  - II.3.3- Le transistor à blocage de Coulomb43
  - II.3.4- L'électronique de spin46
  - II.4- Un premier constat50
  - Références51
  - III- La miniaturisation bottom up: Les premiers nanocomposants moléculaires53
  - III.1- Les méthodes de manipulation de la matière en laboratoire54
  - III.1.1- Fabrication et synthèse55
  - III.1.1.1- Les manipulations à l'unité d'atomes et de molécules par STM55
  - III.1.1.2- La chimie à la molécule par STM57
  - III.1.1.3- La chimie de synthèse59
  - III.1.1.4- La biosynthèse intracellulaire62
  - III.1.1.5- La chimie supramoléculaire et l'autoassemblage moléculaire64
  - III.1.1.6- Le bioassemblage moléculaire69
  - III.1.2- La mise en forme des nanodispositifs en laboratoire70
  - III.1.2.1- La table de travail71
  - III.1.2.2- Les interconnexions mécaniques, optiques et électriques72
  - III.1.2.3- L'assemblage du nanodispositif avec ses interconnexions77
  - III.2- Exemples de nanocomposants moléculaires qui fonctionnent81
  - III.2.1- Les nanoexpériences scientifiques82
  - III.2.1.1- La manipulation des interactions quantiques82
  - III.2.1.2- La mécanique semi-classique de l'atome83
  - III.2.1.3- Le transport électronique83
  - III.2.1.4- La nanoanalyse molécule par molécule84
  - III.2.2- L'électronique moléculaire hybride85
  - III.2.2.1- La rectification du courant85
  - III.2.2.2- Les interrupteurs atomiques et moléculaires86
  - III.2.2.3- Les triodes moléculaires87
  - III.2.3- La mécanique moléculaire hybride89
  - III.2.4- Les transducteurs moléculaires92
  - Références93
  - IV- Les ressources des comportements quantiques?97
  - IV.1- Les spécificités des comportements quantiques98
  - IV.2- L'ingénierie quantique99
  - IV.2.1- La préparation d'une dynamique quantique100
  - IV.2.2- Mesurer, détecter, extraire un résultat ou une action101
  - IV.3- L'information quantique102
  - IV.3.1- L'expérience du mirage quantique102
  - IV.3.2- Les machines impossibles en manipulation de l'information quantique103
  - IV.3.3- La téléportation106
  - IV.4- Les calculateurs quantiques107
  - IV.4.1- Définition d'un qbit107
  - IV.4.2- Les portes logiques quantiques109
  - IV.4.3- Quelques démonstrations de calculateurs quantiques111
  - IV.4.4- La miniaturisation du calculateur quantique111
  - IV.5- Le contrôle d'un déplacement mécanique112
  - IV.6- Conclusion114
  - Références114
  - V- Du nanocomposant à la nanomachine: fabrication, architecture et production117
  - V.1- Vers des techniques de fabrication en grand nombre118
  - V.1.1- L'approche top down119
  - V.1.1.1- Nano-impression et lithographie douce119
  - V.1.1.2- Lithographie en parallèle, dérivée de la microscopie en champ proche121
  - V.1.2- L'approche bottom up126
  - V.1.2.1- Chimie de synthèse et chimie supramoléculaire126
  - V.1.2.2- Dépôt de molécules par mouillage et peignage127
  - V.2- Conception et architecture130
  - V.2.1- Un exemple d'architecture classique: un processeur utilisant des transistors à molécule de C60130
  - V.2.2- Le bactériophage: une mésomachine protéique autoassemblée132
  - V.2.3- Architecture et tolérance aux défauts135
  - V.3- Interconnexion et communication136
  - V.4- En route vers les nanomachines138
  - V.5- Conclusion141
  - Références142
  - VI- Deux exemples de domaine d'applications143
  - VI.1- Les applications spatiales143
  - VI.1.1- La miniaturisation dans les applications spatiales144
  - VI.1.1.1- Le bilan des 20 dernières années144
  - VI.1.1.2- Les éléments d'une nouvelle évolution144
  - VI.1.2- La limite actuelle des technologies utilisées146
  - VI.1.3- Perspectives et initiatives dans le domaine des nanotechnologies147
  - VI.1.4- Recommandations pour le domaine spatial149
  - VI.2- Les applications en nanomédecine149
  - VI.2.1- L'information en biologie150
  - VI.2.2- La nanomédecine151
  - VI.2.3- Les évènements moléculaires intercellulaires en ligne152
  - VI.2.4- Les évènements moléculaires intracellulaires en ligne155
  - VI.2.4.1- L'introduction d'un nanodispositif dans une cellule155
  - VI.2.4.2- L'inclusion de nanosondes et l'imagerie157
  - VI.2.4.3- Du transpondeur à l'émetteur-récepteur?160
  - VI.3- Conclusion161
  - Références162
Origine de la notice:
- BN