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L’intérêt croissant pour la nanotechnologie et les investissements qu’elle suscite, représente à la fois d’immenses opportunités et d’énormes risques. Les recherches en nanosciences entraîneront vraisemblablement des retombées sur de nouveaux emplois et conduiront au développement de nouveaux outils pour accompagner les percées qui, elles-mêmes, déboucheront sur de nouvelles opportunités de création de richesses. Ces recherches auront aussi potentiellement des conséquences sur la mobilité de l’emploi dans ces nouvelles technologies en même temps qu’elles entraîneront des risques pour l’environnement, la santé et la sécurité. Malgré la récession, les grands groupes industriels et les laboratoires publics poursuivent des investissements massifs dans la recherche sur la nanotechnologie. Cependant, à moins que les secteurs publics et privés ne coopèrent ensemble pour développer des méthodes de test standardisées, le passage du laboratoire à la commercialisation pourrait devenir une réelle problématique.

La création de normes internationales relatives à la terminologie, aux matériaux, composants, systèmes et traitements permettra de mettre de l’ordre sur le marché de la nanotechnologie. En effet, ces nomes fourniraient des avantages très importants pour les technologies nouvelles  :

 Elles établiraient des valeurs de base identiques pour tous et apporteraient une plate-forme permettant de vérifier si elles sont satisfaites.

 Elles offriraient également l’avantage d’un langage commun pour la communication sur certaines problématiques telles que la qualité et la sécurité.

 Elles permettraient de renforcer la compatibilité des produits et leur interfonctionnalité.

 Elles pourraient aider à surmonter les barrières commerciales sur les marchés mondiaux.

 Elles pourraient enfin faciliter la diffusion et l’adoption des nouvelles technologies. Avant la mise sur le marché des nanotubes de carbone (CNT), il n’y avait aucune procédure ou spécification pour s’assurer de la reproductibilité des traitements d’un fabriquant donné. Ne disposant d’aucunes normes, le fabricant ne peut assurer ses clients potentiels de la qualité de ses produits et le client lui-même ne peut effectuer un choix sûr parmi les différents produits proposés. Les services contrôle d’entrée ne peuvent pas vérifier que le produit qui leur est livré correspond à celui qui a été commandé. Ils ne sont même pas en mesure de dire si la livraison contient ou non des tubes à simple paroi ou à parois multiples. Aujourd’hui, grâce aux normes en place (IEEE std. 1650™-2005, dites "Normes des méthodes de test pour mesurer les propriétés électriques des nanotubes de carbone"), les acheteurs possèdent l’outil qui leur permet de contrôler ce qu’ils achètent.

Figure 1 : 4200-SCS

La participation de Keithley au développement des normes IEEE 1650 illustre bien la manière dont le secteur privé peut tirer parti de la participation au développement des normes de test. Au titre de représentant de Keithley, j’ai été amené à participer au développement des normes de caractérisation électriques relatives à l’instrumentation utilisée pour le test et la mesure. J’ai également participé à la définition des spécifications des équipements pour les lignes directrices de ce test. Ces normes incluent aussi des méthodes de test à respecter pour la mesure des résistances ohmiques de contact ainsi que pour des mesures de basses résistances (< 100 kΩ) et fortes résistances (>100kΩ). Du fait que notre système de caractérisation de semi-conducteurs, modèle 4200-SCS (Figure 1) satisfait à ces normes, nous l’avons spécifié dans notre littérature, ce qui a contribué à l’augmentation de nos ventes et à une plus grande confiance du client pour l’utilisation de ce produit.

L’un des obstacles potentiels à l’élargissement de ces normes aux CNT est le manque de définition des normes de caractérisation. Chaque chercheur a développé ses techniques de mesure qui peuvent ou ne peuvent pas être définitivement comparables à celles des autres. Par exemple, on utilise couramment des capteurs de force pour connaître les propriétés d’un matériau nouveau : certains matériaux très minces peuvent présenter des phases de transformation locales, ce qui en modifie leurs caractéristiques électriques. La Nanoindentation est un moyen très répandu pour caractériser les propriétés mécaniques d’un matériau avec une sonde de géométrie connue qui est enfoncée puis retirée de la surface du matériau alors que la force et le déplacement sont enregistrés en continu. Les techniques de Nanoindentation conductrices nécessitent une sonde et une instrumentation de type générateur/mesure pour produire une corrélation temporelle de la force, du déplacement, de la tension et du courant.

En se basant sur l’éventualité de normes, la question qui se pose est de savoir si la communauté des ingénieurs qui travaillent sur les nanomatériaux accepterait ces méthodes de test. L’association des normes IEEE (IEEESA) a créé un groupe de travail IEEE P1690™ et lui a assigné de développer des "Normes sur les méthodes de caractérisation des nanotubes de carbone. Celles-ci suggèreront des procédures pour la caractérisation et l’enregistrement des données sur un domaine allant de la recherche à la production.

Figure 2 : nanotubes de carbone

Aujourd’hui, les concepteurs de semi-conducteurs développent de nouvelles méthodes pour l’exploration des propriétés mécaniques, électromécaniques et des quantum, des nanotubes, nanofils et des nanoparticules en technologie VLSI. Pour tirer un plein parti de ces propriétés, les industries qui utilisent des nanomatériaux complexes doivent englober un nouvel ensemble des meilleures pratiques pour une production à grande échelle. Pour répondre à ce besoin, IEEE-SA a créé un groupe de travail pour étudier ces normes en 2008. L’objectif de ces normes était "La caractérisation des nanomatériaux et leur utilisation en production sur une large échelle"

Le développement de ces normes doit devenir un objectif international. Certains pays les considèrent comme le pivot central de leurs stratégies de recherche ; le ministre chinois des sciences et technologies a présenté un projet de ce que devraient être ces normes pour la recherche dans le domaine de la nanotechnologie et en a fait une partie de son plan national de recherches fondamentales. D’autres pays s’efforcent d’occuper des positions de leadership à l’intérieur d’organisations, de cette façon ils peuvent aider à la formulation de ces normes auxquelles chacun se doit d’adhérer Bien que les barrières nationales ne doivent pas être négligées, la création d’un groupe de travail international collectif conduira à une simplification du développement de ces normes à partir d’un consensus plus large et aidera à leur développement de façon à rester en harmonie avec les technologies elles-mêmes.

Jonathan Tucker (jtucker@keithley.com) est Directeur Marketing pour la nanotechnologie, la recherche et l’enseignement ainsi que de la ligne des produits pour les mesures bas niveau chez Keithley.Instruments à Cleveland, Ohio. Il préside le comité des normes IEEE en nanotechnologie. Il est aussi le vice-président du comité de suivi des normes IEEE en nanoélectronique.