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UE PARCOURS MATERIAUX et NANOSCIENCES

Responsable : Philippe DUMAS

Présentation

Ce parcours est structuré en deux modules de 30h :

- le module "nanomatériaux" aborde prioritairement les méthodes d'élaboration,

- le module "nanosciences" discute plus des effets aujourd'hui observables dans des matériaux, naturels ou artificiels, qui ont une ou plusieurs de leurs dimensions de taille nanoscopique.

Chacun des deux modules est constitué de cours magistraux dispensés par un seul enseignant. A ces cours, s'adossent des interventions plus ponctuelles d'approfondissement. L'ensemble constitue un ensemble cohèrent.

Au travers de ces deux modules, le parcours aborde ainsi aussi bien l'élaboration que les méthodes de caractérisation ou les applications et ce dans une palette de domaines dépassant le cadre de la physico-chimie. Mais ce parcours aborde aussi les aspects sanitaires et sociétaux liés au développement et à l'utilisation des nanosciences et des nanotechnologies.

Programme

Module Nanomatériaux :

Approche Top-down (salles blanches, nanolithographie, FIB,...)

Approche Bottom - up (Manipulation d’atomes, croissance épitaxique, systèmes auto-assemblés,...)

Méthodes physiques et chimiques de production(broyage, synthèse par chimie colloïdale, nanotubes de carbone, agrégats, micelles, nanoporeux, structures cages-oignons,...)

Module Nanosciences :

Transport macroscopique (temps de relaxation, longueurs de diffusion, loi de Matthiensssen...)

Mécanique quantique (confinement des porteurs, dualité dimension/température, barrière tunnel,...)

Semiconductors reader's digest (le b.a.ba., inginérie des SC, évolution des tailles, les gas d'électrons 2D,..)

Transport mésoscopique et balistique ( différents types de diffusion, d'échelles de longueur/d'énergie, notion de cohèrence, anneau de Webb, effet AB, fluctuations universelles de conductance, notions de moyenne sur le temps et sur les échantillons, spintronique,...)

Quelques exemples des interventions d'approfondissement :

Electronique à un électron, électronique moléculaire, la magnétorésistance géante, bruits et fluctuations, la synthèse sol-gel, broyons nano, nano-optique, microfluidique, etc...

Objectif

Donner aux étudiants le bagage, nécessairement pluridisciplinaire, pour poursuivre dans le domaine des nanos, et, même s'il choisissent une autre voie, pour en avoir une culture suffisamment large pour en appréhender les enjeux.

Nombre d'heures : 60 heures

Références et liens de base... :

Physique des Matériaux, Yves Quéré, Ellipse

Electronic Transport in Mesoscopic Systems, Supriyo Datta, Cambridge

Les nanosciences (tomes 1 à 3), Belin (ed. 2004, 2006 et 2007)

...et pour approfondir :

Engins de création, K.Eric Drexler (1986), trad. Vuibert (2006)

Demain le nanomonde, J.L.Pautrat, Fayard 2002

Quand les technologies convergeront par J.P.Dupuy (www.cairn.info/load_pdf.php?ID_ARTICLE=RDM_023_0408) ou d'autres travaux du même auteur

le site de l'Agence Française de Sécurité Sanitaire et de l'Environnement de Travail  (http://www.afsset.fr/)

Le silence des nanos, DVD, Julien Colin, 2002, accessible en ligne