En ce joli mercredi, on vous propose une interview de Nicolas Feltin diplômé de l’Ecole Nationale Supérieure de Chimie et Physique de Bordeaux et docteur en physique chimie de la matière condensée. Il dirige le projet du triangle métrologique qui a pour objectif d’exprimer les unités électriques par des constantes fondamentales. Il est aujourd’hui responsable de la plate-forme du LNE de nanocaractérisation métrologique CARMEN. Il est le co-fondateur du Club de nanoMétrologie.

Et pour les curieux qui veulent en savoir un peu plus, voici quelques explications :

Niveau nanométrique: Espace compris globalement entre 1 et 10 nanomètre soit 10^-9 mètres.

Une molécule possède des niveaux énergétiques bien définis. D’après nos amis chimistes, il faut imaginer ça comme un millefeuille !
La première feuille du bas est l’état fondamental, le niveau 0 dit stable.
Les feuilles supérieures sont les niveaux excités.

La crème au milieu correspond au niveau quantique mais est interdite ! Toutes ces bandes interdites et les parties feuilletées constituent la structure de bande. Les électrons ne peuvent passer que d’une bande à l’autre (selon des conditions particulières) et ont besoin d’une certaine énergie pour effectuer ce saut et passer sur la couche supérieure. C’est ce que l’on appel le band gap.
Le glaçage est la dernière bande.

Pour un isolant la valeur du gap est grande : gap >= 4.6eV, pour un semi-conducteur : 0 < gap < 4.6 eV pour un conducteur le gap est très proche voir égale à 0.
Quand on réduit notre élément, ici le mercure, à une échelle plus petite (nanométrique) les niveaux quantiques vont se déplacer légèrement. Etant donné que les propriétés isolantes ou conductrices sont liées à ces valeurs de gap, en changeant d’échelle, les propriétés vont également changer.
C’est pourquoi le mercure, au niveau nanométrique, devient isolant et non plus conducteur.

 Ps: Ce que vous voyez derrière Nicolas Feltin est la salle des collections d’instruments de physique de l’Institut de Botanique.