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Dès le début des années 70, le LAAS a développé une forte activité de recherche sur les composants électroniques : transistors bipolaires et MOS, composants de puissance, composants optoélectroniques. L’importance de la physique et de la technologie des semiconducteurs est apparue dès les premières études sur la modélisation de ces composants. Cette connaissance était nécessaire à la description physique du fonctionnement des composants en vue de leur modélisation, mais aussi de leur optimisation et de la conception de structures innovantes.

Ces compétences ont été développées dans les domaines de l’intégration en électronique de puissance, de la photonique, des hyperfréquences, des capteurs et plus récemment des micro et nanosystèmes. A la fin des années 80, le LAAS a orienté une partie de ces travaux vers les micro et nanosystèmes. L’introduction des microsystèmes ainsi que la tendance à une très forte intégration ont permis d’élargir l’approche centrée sur le composant en adoptant une démarche plus globale qui a influencé l’ensemble de nos travaux. La conception d’un dispositif, élémentaire ou intégré, monolithique ou hybride, est associée le plus souvent aujourd’hui à une exigence de performance globale d’un système. Ainsi, s’est opéré progressivement ces dernières années un changement de paradigme : d’une approche ascendante du composant vers l’application, la problématique a évolué vers une approche descendante où les innovations du composant sont guidées par les performances désirées du système. Cette nouvelle approche génère des problèmes de compréhension et de modélisation, de conception, et de réalisation qui mettent en jeu toutes les ressources de notre culture scientifique évoquée auparavant.

Eléments de dimensions nanométriques
Le développement des micro et nanosystèmes se caractérise aujourd’hui par trois évolutions fondamentales. La première est l’introduction progressive d’éléments de dimensions nanométriques, afin d’exploiter les propriétés intimes de la matière qui sont susceptibles de changer radicalement en deçà d’une certaine taille. La deuxième évolution est la complexification, à travers l’intégration conjointe de fonctions pluridisciplinaires de détection, d’actionnement, de communication, etc … Enfin, on observe la pénétration de nombreux secteurs applicatifs dont en premier lieu les domaines de la biologie et de la santé, mais également ceux des communications et de la gestion de l’énergie. Les évolutions de ces domaines qui impliquent des mutations importantes ont contribué à fédérer des travaux de recherche pluridisciplinaires. Ceux-ci portent sur les aspects technologiques, avec l’utilisation grandissante des matériaux électroactifs, matériaux organiques (polymères structurels ou fonctionnels, molécules greffées), des technologies de nanostructuration (physique ou chimique) top down et bottom-up (autoassemblage, assemblage dirigé), des technologies d’intégration compactes et 3D. Ils portent également sur les méthodes de modélisation, de simulation et de conception qui doivent prendre en compte les aspects multi-échelles et multiphysiques ainsi que sur la diversification des mécanismes fondamentaux à maîtriser, exploiter et intégrer.

Micro-nanofabrication, intégration et conception/modélisation/simulation
Aujourd’hui, les activités du LAAS dans le domaine des nanosystèmes s'organisent autour de trois problématiques scientifiques : la micro/nanofabrication, l’intégration, et la conception/modélisation/simulation. Les deux premiers axes s’appuient sur la plateforme de micro et nanotechnologie qui compte parmi les cinq plateformes nationales soutenues dans le cadre du plan RTB et sur la plateforme de caractérisation, le dernier axe sera prochainement renforcé par la plateforme de conception de micro et nano systèmes qui sera déployée dans le cadre du projet ADREAM lié au contrat de plan Etat-Région.

Jean-Louis Sanchez
Directeur de recherche au CNRS, directeur adjoint du LAAS