R-SQTH_QuanTheory-114-133-UK.indd 130
07/02/2014 09:54
Théorie en 30 secondes
130 g Applications quantiques
Les points quantiques
pourraient être utilisés
pour produire des
affichages d’une
précision inégalée.
BIOGRAPHIE EN 3 SECONDES
WOLFGANG PAULI
1900–1958
Physicien théoricien autrichien
qui a inventé le principe
d’exclusion qui porte son nom.
TEXTE EN 30 SECONDES
Alexander Hellemans
THÉORIES LIÉES
Voir aussi
LE PRINCIPE D’EXCLUSION
DE PAULI
page 58
L’INFORMATIQUE QUANTIQUE
page 108
LE TRANSISTOR
page 120
RÉFLEXION EN 3 MINUTES
Les points quantiques ont
la capacité d’éjecter deux
électrons simultanément
quand ils sont frappés par
un seul photon ; ils
pourraient donc augmenter
le rendement des cellules
solaires. Ils peuvent être
calibrés pour produire
n’importe quelle couleur
du spectre, c’est pourquoi
les chercheurs veulent
maintenant savoir
comment les utiliser dans
les affichages et les diodes
électroluminescentes.
CONDENSÉ EN 3 SECONDES
Les points quantiques sont
des nanoparticules souvent
attachées à un substrat ou
une surface active et qui, vu
leur petite taille, acquièrent
des propriétés quantiques
potentiellement
intéressantes d’un point
de vue technologique.
LES POINTS
QUANTIQUES
Parmi les facteurs limitant la
miniaturisation des structures sur les puces
électroniques, on compte les effets quantiques
qui interfèrent avec le fonctionnement des
circuits. Quand des conducteurs se rapprochent
trop, les électrons se transmettent de l’un à
l’autre par effet tunnel. Mais les chercheurs
tâchent de tourner ces effets quantiques à
leur avantage. Les points quantiques sont
d’infimes nanoparticules faites de matériaux
semiconducteurs. Leur mission : se faire si petits
que les effets quantiques deviennent visibles.
D’une taille moyenne de 10 à 50 atomes (de 2 à
10 nanomètres), ils commencent à se comporter
euxmêmes comme des atomes. Les électrons
à l’intérieur des bandes de conduction commencent à peupler les niveaux quantiques discrets
imposés par le principe d’exclusion de Pauli.
C’est pourquoi les points quantiques sont parfois
appelés « atomes artificiels ». Comme les nanopoints sont faits de matériaux semiconducteurs,
il y a un vide entre la bande de conduction et la
bande la plus haute. Les photons peuvent exciter
les électrons dans la bande de valence et les faire
rebondir jusque dans la bande de conduction ;
ces électrons peuvent retourner, toujours par
bonds, vers la bande de valence en émettant un
photon. À ce moment, la différence d’énergie
entre la bande de conduction et la bande de
valence peut être calibrée en changeant la taille
des nanoparticules, là où la différence d’énergie
est la plus élevée pour les plus petites particules.
ThéorieQuantique-114-133.indd 130
14-05-06 13:05
07/02/2014 09:54
Théorie en 30 secondes
130 g Applications quantiques
Les points quantiques
pourraient être utilisés
pour produire des
affichages d’une
précision inégalée.
BIOGRAPHIE EN 3 SECONDES
WOLFGANG PAULI
1900–1958
Physicien théoricien autrichien
qui a inventé le principe
d’exclusion qui porte son nom.
TEXTE EN 30 SECONDES
Alexander Hellemans
THÉORIES LIÉES
Voir aussi
LE PRINCIPE D’EXCLUSION
DE PAULI
page 58
L’INFORMATIQUE QUANTIQUE
page 108
LE TRANSISTOR
page 120
RÉFLEXION EN 3 MINUTES
Les points quantiques ont
la capacité d’éjecter deux
électrons simultanément
quand ils sont frappés par
un seul photon ; ils
pourraient donc augmenter
le rendement des cellules
solaires. Ils peuvent être
calibrés pour produire
n’importe quelle couleur
du spectre, c’est pourquoi
les chercheurs veulent
maintenant savoir
comment les utiliser dans
les affichages et les diodes
électroluminescentes.
CONDENSÉ EN 3 SECONDES
Les points quantiques sont
des nanoparticules souvent
attachées à un substrat ou
une surface active et qui, vu
leur petite taille, acquièrent
des propriétés quantiques
potentiellement
intéressantes d’un point
de vue technologique.
LES POINTS
QUANTIQUES
Parmi les facteurs limitant la
miniaturisation des structures sur les puces
électroniques, on compte les effets quantiques
qui interfèrent avec le fonctionnement des
circuits. Quand des conducteurs se rapprochent
trop, les électrons se transmettent de l’un à
l’autre par effet tunnel. Mais les chercheurs
tâchent de tourner ces effets quantiques à
leur avantage. Les points quantiques sont
d’infimes nanoparticules faites de matériaux
semiconducteurs. Leur mission : se faire si petits
que les effets quantiques deviennent visibles.
D’une taille moyenne de 10 à 50 atomes (de 2 à
10 nanomètres), ils commencent à se comporter
euxmêmes comme des atomes. Les électrons
à l’intérieur des bandes de conduction commencent à peupler les niveaux quantiques discrets
imposés par le principe d’exclusion de Pauli.
C’est pourquoi les points quantiques sont parfois
appelés « atomes artificiels ». Comme les nanopoints sont faits de matériaux semiconducteurs,
il y a un vide entre la bande de conduction et la
bande la plus haute. Les photons peuvent exciter
les électrons dans la bande de valence et les faire
rebondir jusque dans la bande de conduction ;
ces électrons peuvent retourner, toujours par
bonds, vers la bande de valence en émettant un
photon. À ce moment, la différence d’énergie
entre la bande de conduction et la bande de
valence peut être calibrée en changeant la taille
des nanoparticules, là où la différence d’énergie
est la plus élevée pour les plus petites particules.
ThéorieQuantique-114-133.indd 130
14-05-06 13:05