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janv.
1

(English) X-ray sources based on carbon nanotube cold cathodes

Author Rémi Longtin    Category Publications     Tags ,

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nov.
29
oct.
17

La répartition géographique de la littérature sur la nanoscience et la nanotechnologie

Author Rémi Longtin    Category News, Publications     Tags ,

Un essai dans la revue Small (2011, 7, No. 20, 2836-C2839) discute de l’empreinte grandissante des nanosciences et des nanotechnologies dans le paysage scientifique mondial. Les auteurs ont utilisé les termes de requête tels que nano*, graphene* et polymer* dans Web of Science par Thomson Reuters pour générer des résultats de recherche en provenance de plusieurs journaux importants dans le domaine tels que l’ACS Nano et Nano Letters. Les résultats de recherche ont ensuite été analysés en termes de leur portée, leur répartition géographique et de leur empreinte sur la littérature scientifique. Les principaux points de l’essai sont décrits ci-dessous.

Au fil des ans, le pourcentage de résultats retournés par les termes de recherche a considérablement augmenté passant de 20% en 1991 à 80% en 2010. En outre, le terme nano* n’était pas suffisant pour saisir la pleine activité dans ces domaines et il a tendance à sous-estimer la littérature, surtout celle des années 1990. En termes de catégorie de sujet, l’augmentation dans les études de l’échelle nanométrique a été de plusieurs fois pour le top 5 des catégories Web des sciences, à savoir la physique, la science des matériaux, la chimie (physique), la chimie (multidisciplinaire) et la nanoscience et la nanotechnologie. Cette dernière catégorie a connu la plus forte augmentation passant de 18 à 70% entre 1997 et 2009.

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août
20

Circuits de diamant pour environnements extrêmes

Il y a une nouvelle façon de concevoir les puces d’ordinateur et de circuits électroniques pour les environnements extrêmes : les construire en diamant. Une équipe d’ingénieurs en électricité à l’Université Vanderbilt a développé tous les composants de base nécessaires pour créer des dispositifs microélectroniques sur des films minces de nanodiamants. Ils ont créé des transistors et, plus récemment, des portes logiques, qui sont un élément clé dans les ordinateurs.

« Les dispositifs à base de diamant ont le potentiel pour fonctionner à des vitesses plus élevées et nécessitent moins de puissance que les dispositifs à base de silicium », explique le professeur de recherche en ingénierie électrique Jimmy Davidson. « Le diamant est le matériau le plus inerte connu. Nos dispositifs électronique sont donc largement à l’abri des dégâts d’irradiation et peuvent fonctionner à des températures beaucoup plus élevées que les dispositifs équivalents à base de silicium. » Leur conception d’une porte logique est décrite dans la revue Electronics Letters.

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mars
27

RezQu : un ordinateur quantique évolutif

puce quantique RezQuRezQu est une famille de dispositifs et d’architectures pour un ordinateur quantique évolutif basée sur des qubits en phase supraconducteur. RezQu est développé par une équipe de l’Université de Californie, Santa Barbara dirigée par John Martinis et Andrew Cleland. L’équipe a décrit son travail lors d’une réunion de la American Physical Society tenue en mars 2011.

La puce de 6cm par 6cm comprend neuf dispositifs quantiques, dont quatre «bits quantiques» qui effectuent les calculs. L’équipe affirme qu’une évolution jusqu’à 10 qubits devrait être possible cette année. L’innovation centrale de l’équipe fût de trouver un moyen de déconnecter complètement – ou «découpler» – les interactions entre les éléments de leur circuit quantique. Les états quantiques délicats qu’ils créent doivent être manipulés, déplacés et stockés sans les détruire. «Il s’agit d’un problème auquel j’ai réfléchi depuis trois ou quatre ans maintenant, comment désactiver les interactions», dit John Martinis. «Maintenant, ce problème est résolu et c’est très bien – mais il y a beaucoup d’autres choses que nous devons faire. »

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nov.
16

Intégration de nanotubes de carbone sur plaquettes CMOS

nanotubes sur CMOSLes nanotubes de carbone – comme d’autres matériaux nanostructurés – ont une sensibilité élevée pour un grand nombre de gaz et de vapeurs. Cette propriété est recherchée dans des domaines aussi divers que la surveillance de processus dans l’industrie, la surveillance de l’environnement, l’agriculture, la sécurité personnelle, la médecine ou les équipements de sécurité. Les capteurs de gaz fonctionnent souvent en détectant les changements subtils de conduction électrique sur une surface où des molécules de gaz se déposent. Un avantage que les nanotubes de carbone offrent en tant que détecteur de gaz comparativement aux détecteurs à base de matériaux d’oxyde métallique est leur temps de réponse rapide et le fait qu’ils réagissent avec les gaz à de faibles températures, parfois même à température ambiante.

Dans une application prometteuse, des chercheurs ont démontré la détection de certaines molécules odorantes avec une haute résolution en utilisant un capteur basé sur un nanotube de carbone fonctionnalisé. Bien que les possibilités de capteurs de gaz à base de nanotubes de carbone soient énormes, le problème réside dans les technologies de fabrication, plus précisément le manque de technologie pour la fabrication par lots.

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sept.
6

Les origines subatomiques du ferromagnétisme

La découverte du lien entre l’électricité et le magnétisme il y a moins de deux siècles a eu un impact profond sur notre monde où les appareils électroniques et électriques sont partout présents. Mais tandis que les ingénieurs ont arnaché les forces électromagnétiques à grande échelle, les physiciens se battent encore pour décrire la danse entre les électrons qui crée les champs magnétiques.

Deux physiciens théoriciens de la Rice University rapportent un premier succès en ce domaine dans une publication de la revue Proceedings of the National Academy of Science. Leur nouveau modèle conceptuel, qui a été créé pour en savoir plus sur les bizarreries quantiques des supraconducteurs à haute température et d’autres matériaux de haute technologie, s’est également révélée utile pour décrire l’origine du ferromagnétisme – le « magnétisme » commun des aiguilles de boussole et des aimants pour réfrigérateur.

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juil.
29

Des nez électroniques nanométriques sont à l’horizon

nez électroniqueImaginez un appareil de la taille d’un grain de sable qui est capable d’analyser l’environnement autour de lui, de reconnaître sa composition chimique, et d’en faire rapport à un système de surveillance. C’est le concept des nez électroniques à l’échelle nanométrique – des dispositifs électroniques miniatures qui imitent le système olfactif des mammifères et des insectes.

Une équipe internationale de chercheurs a franchi une nouvelle étape vers cette vision et a démontré un nouveau type de capteur reproduisant notre système olfactif. La différence entre leur capteur et ceux existants est l’élément actif de ce nouveau dispositif : un nanofil individuel placé sur une nanoceinture à base de dioxyde d’étain. La diversité nécessaire des éléments sensibles est encodée dans la morphologie de la nanoceinture via des variations longitudinales de sa largeur réalisées au cours de sa croissance ainsi que par la fonctionnalisation de certains segments à l’aide d’un catalyseur au palladium. «Notre approche démontre le potentiel de combiner les protocoles de fabrication « bottom-up » des nanofils avec les méthodes de microfabrication simples des réseaux de détection. En principe, ce dispositif pourrait être réduit à la taille de quelques micromètres et devenir ainsi le plus petit instrument d’analyse», raconte Andrei Kolmakov, professeur agrégé au département de physique de laSouthern Illinois University à Carbondale.

Kolmakov et une équipe de chercheurs du Karlsruhe Institute of Technology, Rensselaer Polytechnic Institute, Sincrotrone Trieste ainsi que le premier auteur Victor V. Sysoev de Saratov State Technical University, ont publié leurs résultats dans ACS Nano. Probablement le nez électronique le plus simple mais pourtant pleinement opérationnel, ce dispositif est constitué d’un oxyde métallique monocristallin en forme de nanoceinture à géométrie quasi unidimensionnelle. La nanoceinture a été indexé avec un certain nombre d’électrodes de platine de manière à ce que chaque segment de la nanoceinture délimité par deux électrodes définisse un récepteur individuel pour la détection élémentaire des gaz.

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juil.
4

Stockage de l’hydrogène par chimie nanoconfinée

Le principal obstacle à bâtir une économie basée sur l’hydrogène – cette vision d’une société tant vantée où le transporteur principal de l’énergie est l’hydrogène – est le manque de systèmes de stockage de l’hydrogène efficaces. Les recherches menées par la communauté scientifique dans le stockage de l’hydrogène sont orientées vers les applications mobiles. L’hydrogène, dans les conditions ambiantes, est un gaz et prend beaucoup d’espace. Pour les installations de stockage fixes, alors que l’espace disponible n’est pas un problème, le gaz d’hydrogène peut être conservé dans de grands réservoirs à des pressions modérées en utilisant les technologies déjà connues. Toutefois, afin d’utiliser l’hydrogène pour des applications mobiles (la production et la vente de voitures fonctionnant à l’hydrogène à grande échelle par exemple), ce gaz doit être entreposé dans un format compact, sûr, efficace et bon marché.

En 2009, le Département de l’Energie des États-Unis d’Amérique (DOE) a proposé des objectifs pour le stockage de l’hydrogène dans les systèmes mobiles qui sont largement reconnus. Jusqu’à présent, les chercheurs n’ont pas été en mesure de démontrer avec succès un matériau capable de simultanément satisfaire à toutes les exigences et critères énoncés par le DOE.

Une équipe de chercheurs européens a mis au point un nouveau concept de stockage de l’hydrogène utilisant des réactions chimiques nanoconfinées et réversibles. Ils montrent que l’hydrure nanoconfiné a un potentiel important de stockage de l’hydrogène. Un groupe de recherche au Interdisciplinary Nanoscience Center (iNANO) à l’Université du Danemark, mené par Flemming Besenbacher et Torben R. Jensen, se concentre sur l’utilisation de matériaux nanoporeux comme des échafaudages pour la préparation et le confinement des hydrures métalliques de taille nanométrique. Cette approche « bottom-up » limite la taille des particules de l’hydrure à la taille moyenne des pores du matériau d’échafaudage, ce qui permet la production directe de particules plus petites que celles obtenues mécaniquement. En outre, la croissance des particules et leur agglomération peuvent être entravées par le cloisonnement des nanoparticules dans le matériel d’échafaudage. Le nanoconfinement peut également servir de médiateur des propriétés améliorées de re-hydrogénation des hydrures métalliques complexes.

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juin
14

Remplacement du silicium par le graphène pour les nanocircuits

nanocircuit de graphèneLes scientifiques ont fait une percée vers la création de nanocircuits de graphène, largement considérés comme le candidat le plus prometteur pour remplacer le silicium comme élément de base des transistors. Ils ont mis au point un processus simple et rapide basé sur la nanolithographie thermochimique (TCNL) pour créer des nanofils. Les propriétés électroniques de l’oxyde de graphène à l’échelle nanométrique sont modifiées par ce procédé et permet de passer d’un matériau isolant vers un matériau conducteur.

La technique fonctionne avec de multiples formes de graphène et est en passe de devenir une découverte importante pour le développement de l’électronique du graphène. La recherche est publiée dans la revue Science. Les scientifiques qui travaillent avec les nanocircuits sont enthousiastes par rapport au graphène parce que les électrons rencontrent moins de résistance quand ils voyagent le long de ce matériau comparativement au silicium. De plus, les transistors au silicium d’aujourd’hui sont presque aussi petits que permis par les lois de la physique. Le graphène présente aussi un avantage en raison de son épaisseur – c’est une feuille de carbone d’un seul atome d’épaisseur. Bien que la nanoélectronique basée sur le graphène pourrait être plus rapide et consommer moins de puissance que le silicium, on ne savait pas comment produire du graphène nanostructuré sur une méthode reproductible ou évolutive. C’était jusqu’à présent.

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