Un prix Nobel 2009 pour la physique quantique : BOYLE & SMITH

 

(note de Michel Royer)  

Le prix Nobel de physique 2009 a ŽtŽ attribuŽ, mardi 6 octobre  ˆ Stockholm,ˆ trois Çma”tres de la lumireÈ : d'un c™tŽ le pionnier de la fibre optique, Charles Kao, de l'autre le duo George Smith et Willard Boyle, qui ont mis au point, en 1970, le premier dispositif  de lecture optique entirement Ç solid state È constituŽ dĠun simple circuit intŽgrŽ en silicium appelŽ CCD pour Ç charged-coupled device È et ˆ lĠorigine de tous les appareils ˆ photos et camŽras numŽriques.

LĠarticle publiŽ dans le Bell Syst.Tech de 1970 dŽcrit lĠinvention du CCD qui Žtait au dŽpart une simple mŽmoire numŽrique. BasŽ sur la technologie  MOS MŽtal-oxyde-semiconducteur qui constitue une capacitŽ qui stocke les charges Žlectriques crŽes dans le silicium lors de lĠabsorption intrinsque dĠun photon de lumire visible. Elles sont ensuite Ç lues Ç  par un circuit dĠadressage constituŽ dĠune matrice X-Y dĠŽlectrodes semi-transparentes de polarisation.

LĠensemble entirement rŽalisŽ avec les technologies des circuits intŽgrŽs a bŽnŽficiŽ des procŽdŽs de miniaturisation des Ç puces È silicium et aujourdĠhui ces capteurs ont des millions de Ç pixels È, chacun ne faisant que quelques microns de surface sensible en longueur et en largeur.

LĠindustrialisation de masse facilitŽe par la technologie silicium a profitŽ au capteur CCD qui est devenu un produit grand public tout comme lĠordinateur individuel avec son processeur. De plus cette technologie supporte bien lĠhybridation, procŽdŽ qui consiste ˆ mettre en face ˆ face 2 semiconducteurs reliŽs par des plots de contact Žlectrique pour chaque pixel. LĠun est le circuit de lecture en silicium lĠautre est un autre semiconducteur (alliage binaire ou ternaire Insb, GaAs ou HgCdTe) qui capte la lumire ˆ une autre longueur dĠonde, infrarouge  notamment. Ces produits sont montŽs dans les camŽras infrarouge couramment mises en Ïuvre dans les applications civiles de mŽtŽorologie (par satellite), de dŽtection (dŽpart de feux de forts) ou militaires de vision et guidage nocturnes (pour les fantassins et aŽronefs militaires).

On notera, ˆ titre philosophique, la rapiditŽ de diffusion de la science et des inventions qui en dŽcoulent auprs du grand public, pour ce produit qui est de 30 ans environ. Cela a ŽtŽ rendu possible gr‰ce ˆ lĠutilisation combinŽe dĠautres technologies, aussi ˆ production de masse, comme le circuit intŽgrŽ silicium, la mŽmoire de masse aussi en CI Si et ˆ la gŽnŽralisation des autres techniques numŽriques de communications, dont la fibre optique dont lĠinventeur est associŽ au prix Noble 2009.