Le nano : nanosciences et nanotechnologies

« une classe, un chercheur, un enseignant »Première S4 Lycée Flaubert /

Philippe Pareige (GPM Rouen)/Christophe Lemonnier (Lycée g Flaubert)

Le nano : nanosciences et nanotechnologies

Les élèves à l’IEMN de Lille

I. Introduction.(Hanane Hounkponou)

• Que sont les nanosciences et les nanotechnologies, y a-t-il des nano-objets/nanostructures dans notre quotidien, que peuvent ils apporter demain?

Avec nanotechnologieSans nanotechnologie

II. Deux exemples de réalisation.a) En électronique: réalisation de

nanotransistor ou composants: principe et illustration (Olivier Carrière).

L’histoire du transistor

Le fonctionnement d’un transistor

Gate (Grille)

Substrat semi conducteur

Principe de fabrication

b) En photonique: La LED (Diode électroluminescente).(Marin Piganeau)

Quel est son principe de fonctionnement ?

La diode est un composant électronique qui émet de la lumière lorsqu’elle est parcourue par un courant électrique.

Schéma du courant traversant la Led

Les lampes de l’avenir

• Elles n'utilisent que peu d'énergie par rapport aux lampes actuelles, car leur rendement est supérieur (40 - 100 Lumen / Watt selon le modèle).

• Les LED ont une longue durée de vie de 50'000 heures• Les LED n'émettent que peu de chaleur. Contrairement

aux lampes «classiques», les LED n'émettent pas de radiation infrarouge. C'est un réel avantage lors de l'éclairage de denrées alimentaires par exemple.

• Les LED n'émettent pas de rayons ultraviolets.. Les LED permettent une meilleure précision du faisceau. Les LED sont ultra-résistantes aux chocs.

• Les LED émettent dès l'allumage à 100% de leur rendement.

La Sonde Atomique Tomographique (SAT)

III.Des techniques d’observations à l’échelle nanométrique (Felix Bastit): le STM et la Sonde Atomique.

E. Cadel

Nano-usinage par faisceau d’ions

Energie du champ électrique

• E=V/kR• V est compris entre 5 et 15kV• R est compris entre 20 et 100nm• K est compris entre 5 et 8

Nature des atomes

• Énergie potentielle: E=neV• Énergie cinétique: E=1/2(mv^2)• Conservation d’énergie• m/n=2eV/v^2• m/n=2eVt^2/L^2

Position des atomes

10nm

PDétecteurde position

t DOWN

La sonde sur les semi-conducteurs et les transistors

Surface de silicium au microscope à effet tunnel

Analyse d’un transistor par sonde atomique

IV.Conclusion.Points positifs Points négatifs

l’effort de vulgarisation de problèmes scientifiques de haut niveau ;

L’intérêt de comprendre le fonctionnement d’objets de la vie courante ;

Des visites intéressantes (GPM, IEMN) ;

Découverte du rayonnement scientifique de la ville de Rouen ;

Le lien entre les phénomènes physique rencontré et ceux du programme de première S.

Les rencontre avec le chercheur trop espacées ;

Le manque de pratique sur les instruments rencontrés par rapport aux nombreuses heures ;

Remerciements:

•Au rectorat et à la DAAC pour avoir permis cet échange.

•Au Lycée Gustave Flaubert pour avoir accueilli Philippe Pareige et financé la sortie de l’IEMN.

•A Philippe Pareige pour nous avoir accompagné durant cet échange et organisé la visite de l’IEMN.

• A L'Institut d'électronique, de microélectronique et de nanotechnologie ou IEMN pour nous avoir accueilli le 10 Mai .