Ces deux nanotubes de carbone se croisent pour lier éléctriquement quatre électrodes en or. Quand la miniaturisation des composants électroniques atteindra des limites proches de l'échelle des atomes, et il faudra repenser leur architecture. La solution passera peut-être par les nanotubes de carbone.
© A.Bachtold, Bo Gao, C.Glattli/CNRS Photothèque

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Depuis peu, dans la dénomination des disciplines scientifiques, le préfixe nano est devenu presque aussi prestigieux que neuro, cyber ou astro. Cela fait pourtant plus de quarante ans que physiciens, chimistes et biologistes étudient le comportement de la matière à l’échelle du nanomètre (un milliardième de mètre), l’échelle à laquelle évoluent atomes et molécules.

Mais si les nanosciences sont longtemps restées un bon sujet de science-fiction, elles ont connu un essor considérable dès les années 80 à la suite de deux avancées fondamentales. L’invention du microscope à effet tunnel a d’abord permis aux chercheurs d’observer et de modifier le monde atomique en le "palpant" à l’aide d’une pointe de lecture. Ensuite, la découverte de nanomatériaux comme les fullerènes et les nanotubes de carbone - une nouvelle classe de molécules de carbone aux propriétés électriques et structurales remarquables - a poussé chercheurs et ingénieurs à découvrir des procédés de fabrication et de tri adaptés à l’échelle atomique.

"Le défi des nanosciences consiste à découvrir les composants moléculaires de demain, mais aussi à trouver les techniques physico-chimiques qui permettront de les assembler avec une précision nanométrique", explique Jean-Claude Mialocq, membre du comité de pilotage de C Nano, le réseau de compétence en nanoscience d’Ile-de-France. Pressée par la loi de Moore, qui prédit que le nombre de transistors par unité de surface de silicium double tous les 18 mois, l’industrie électronique a été la première à faire appel aux nanosciences. En effet, la taille des composants électroniques actuels se rapproche maintenant de celle de simples atomes et les fabricants de puces doivent déjà prendre en compte des phénomènes propres à l’échelle nanométrique. Et alors qu’on commence à peine à maîtriser la fabrication de transistors à nanotubes, de diodes et d’interrupteurs moléculaires, certains envisagent déjà le développement d’ordinateurs dont les composants électroniques seront des atomes ou des molécules individuels.