une classe un chercheur un enseignant Premire S

« une classe, un chercheur, un enseignant » Première S 4 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 nanoobjets/nanostructures dans notre quotidien, que peuvent ils apporter demain?

Sans nanotechnologie Avec 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.

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

Nano-usinage par faisceau d’ions E. Cadel

Energie du champ électrique • E=V/k. R • V est compris entre 5 et 15 k. V • R est compris entre 20 et 100 nm • K est compris entre 5 et 8

Nature des atomes • • • Énergie potentielle: E=ne. V Énergie cinétique: E=1/2(mv^2) Conservation d’énergie m/n=2 e. V/v^2 m/n=2 e. Vt^2/L^2

Position des atomes 10 nm P Détecteur de 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 Les rencontre avec le chercheur problèmes scientifiques de haut trop espacées ; niveau ; Le manque de pratique sur les L’intérêt de comprendre le instruments rencontrés par fonctionnement d’objets de la rapport aux nombreuses heures ; 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.

Remerciements: • Au rectorat et à la DAAC pour avoir permis cet échange. • 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. • Au Lycée Gustave Flaubert pour avoir accueilli Philippe Pareige et financé la sortie de l’IEMN.