Brevet FR2898730A1 — publié le 20070921

DISPOSITIF DE DETECTION/ MEMORISATION DE RAYONNEMENTS ELECTROMAGNETIQUES, PROCEDE DE FABRICATION, UTILISATION DE CE DISPOSITIF ET IMAGEUR L'INCORPORANT. La présente invention concerne un dispositif de détection et de mémorisation de rayonnements électromagnétiques, un imageur l'incorporant, un procédé pour la fabrication dudit dispositif et une utilisation de ce dernier. L'invention s'applique à un dispositif comprenant un phototransistor à effet de champ et adapté pour former au moins un pixel d'imagerie. Les capteurs de rayonnements électromagnétiques pour l'imagerie constituent un domaine de recherche en pleine croissance. De façon générale, pour réaliser un pixel d'un imageur, il faut disposer, d'une part, d'un capteur de rayonnement lumineux associé à un transducteur pour fournir un signal électrique proportionnel à la quantité de photons reçue pendant un temps d'exposition donné, et, d'autre part, d'un dispositif de remise à zéro destiné à réinitialiser ce pixel à son état antérieur à ce rayonnement lumineux. 2 0 Une solution communément employée jusqu'à la fin des années 1990 a consisté à utiliser la technique des matrices de dispositifs à couplage de charge ( CCD en anglais), qui nécessite un dispositif de mesure de la tension obtenue par conversion du courant de charges généré par le rayonnement lumineux. 25 On a cherché ces dernières années à miniaturiser les pixels obtenus, en vue de permettre l'association en matrice active avec une forte densité de pixels et ainsi d'autoriser l'obtention d'images de forte résolution. C'est dans ce contexte que l'on a développé récemment des capteurs d'images à base de CMOS (semi-conducteur à oxyde de métal 3 0 complémentaire). Chaque pixel d'un capteur d'image à matrice active de pixel CMOS contient typiquement un élément photodétecteur (photodiode ou phototransistor), ainsi qu'un circuit transistor destiné à la lecture du signal du pixel). Selon le photodétecteur choisi et son circuit de connexion au transistor de lecture, le signal électrique obtenu peut être proportionnel à la dose ou au flux de photons reçus. Ces capteurs CMOS présentent de nombreux avantages par 5 rapport aux capteurs CCD , parmi lesquels une consommation d'énergie moindre, ainsi qu'une fabrication plus aisée et à un coût inférieur. Un des enjeux principaux du développement actuels des imageurs est de conserver une bonne sensibilité aux rayonnements tout en réduisant encore la taille des pixels utilisés. 10 Une solution connue pour réduire de manière significative la taille des pixels est de maximiser le facteur de remplissage défini comme le rapport de la surface sensible du pixel sur sa surface totale. Une solution connue pour cela est de réduire la dimension des règles de dessin pour la réalisation des transistors d'adressage, d'amplification et de lecture du signal, 15 provenant du photodétecteur, et de leurs interconnexions. Une autre solution connue est de réduire le nombre de transistors utilisé pour l'adressage, l'amplification et la lecture du signal généré par le photodétecteur. Par exemple, le partage du circuit d'amplification entre plusieurs pixels voisins permet une telle réduction. 20 Il est également connu d'utiliser des nanotubes de carbone fonctionnalisés chimiquement ou des composites polymères photosensibles/ nanotubes de carbone, pour l'obtention de matériaux présentant des propriétés photovoltaïques (i.e. générant un courant ou une tension électrique sous éclairement). 25 Ainsi, Star et al. ont montré dans l'article Nanotube Optoelectronic Memory Devices, Alexander Star, Yu Lu, Keith Bradley, George Grüner - American Chemical Society, publié sur l'Interne' le 16/06/2004, que si l'on dépose une goutte d'un polymère photoconducteur sur un paquet ou tapis de nanotubes qui est formé d'un mélange indifférencié 30 de nanotubes métalliques et semi-conducteurs et qui est disposé entre deux électrodes de contact et au-dessus d'une électrode de grille dont il est isolé par un diélectrique, alors on obtient un phototransistor à effet de champ. Plus précisément, Star et al. ont montré que la conductivité de ce paquet de nanotubes augmentait sous un éclairement réalisé à une longueur d'onde à laquelle ce polymère absorbe les photons, et que cette augmentation de conductivité était maintenue partiellement après arrêt de cet éclairement. Star et al. ont également montré dans cet article que l'application d'une tension alternative sur l'électrode de grille de ce phototransistor permettait de diminuer la conductivité du tapis pour la ramener à sa vareur initiale au bout de plusieurs minutes, l'application de tensions de grille élevées permettant un réinitialisation plus rapide de la conductivité. Un inconvénient majeur de ce dispositif de détection/ mémorisation de lumière obtenu par Star et al. réside notamment dans l'utilisation de ce paquet composite de nanotubes métalliques et semi-conducteurs, qui ne permet pas d'obtenir réellement un état off (i.e. de non-conduction) du phototransistor et, par conséquent une sensibilité élevée de la conductivité du phototransistor à l'éclairement lumineux. D'autres inconvénients de ce dispositif à paquet de Star et al. résident dans la réinitialisation relativement lente du phototransistor ainsi formé. En outre, les dimensions relativement élevées des électrodes de contact, qui présentent chacune une largeur de 1 pm et sont séparées entre elles d'une distance de 50 pm, ne permettent pas d'associer plusieurs éléments en vue de créer une matrice de pixels. La présente invention vise à pallier les inconvénients des dispositifs précédents et à augmenter de façon significative le facteur de remplissage obtenu grâce à des pixels plus petits et juxtaposables. Le but principal de la présente invention est de proposer un dispositif de détection et de mémorisation de rayonnements électromagnétiques, comprenant un phototransistor à effet de champ qui comporte : - deux électrodes de contact de source et de drain, - une unité nanostructurée de conduction électrique qui est connectée auxdites électrodes de contact et qui est recouverte d'au moins une couche polymérique photosensible apte à absorber lesdits rayonnements à détecter, à générer en réponse des charges électriques détectées par ladite unité de conduction et à stocker ces charges, et - une électrode de grille adaptée pour contrôler le courant électrique dans l'unité ainsi que la répartition spatiale des charges dans ladite couche photosensible et qui est séparée de ladite unité par un diélectrique de grille, qui remédie à l'ensemble des inconvénients précités en étant adapté pour former au moins un pixel d'imagerie. A cet effet, ce dispositif selon l'invention est tel que ladite unité de conduction comporte au moins un nanotube ou nanofil de type semi-conducteur apte à fournir un signal électrique représentatif d'une modification de la conductivité dudit phototransistor ayant été exposé à un rayonnement, et que ledit diélectrique de grille présente une épaisseur e entre lesdites électrodes de contact et une permittivité relative Er qui satisfont à la condition Er/e 0,2 nm-1, de telle sorte que ladite conductivité après exposition au rayonnement puisse être réinitialisée électriquement en un temps minimisé en retrouvant sa valeur antérieure à cette exposition. La Demanderesse a établi que cette utilisation d'un diélectrique de grille satisfaisant à la condition cr/e 0,2 nm-' et, de préférence, à la condition t,r /e > 0,4 nm-1, permet un contrôle électrostatique très efficace de la charge électrique dans le(s) nanotube(s) ou nanofil(s) et dans la couche photosensible. II en résulte une réinitialisation du dispositif formant le pixel de l'invention qui est extrêmement performante et possible à tout instant, quelle que soit l'intensité des rayonnements reçus, par application d'une impulsion de tension négative appliquée à l'électrode de grille. De préférence, cette épaisseur e dudit diélectrique est inférieure ou égale à 20 nm et, à titre encore plus préférentiel, elle est comprise entre 2 nm et 12 nm. On notera que l'utilisation d'une épaisseur de diélectrique de 5 grille supérieure à 20 nm ne permettrait pas une recombinaison efficace des charges électriques piégées dans ladite couche polymérique photosensible. D'une manière générale, on notera que ladite unité de conduction selon l'invention peut ainsi comprendre : 10 - un unique nanotube ou nanofil qui est connecté auxdites électrodes de contact par ses extrémités respectives, ou bien - plusieurs nanotubes ou nanofils (typiquement de deux à dix, par exemple) dont au moins deux sont respectivement connectés à l'électrode de source et à l'électrode de drain et par lesquels la conduction électrique 15 entre ces deux électrodes est exclusivement réalisée par ces nanotubes ou nanofils et, préférentiellement dans ce second cas, chaque nanotube ou nanofil est connecté en parallèle par ses extrémités auxdites électrodes de source et de drain. Avantageusement dans l'un ou l'autre cas, ledit ou chaque 20 nanotube ou nanofil que comporte ladite unité est spécifiquement choisi de type semi-conducteur, ce qui permet d'obtenir un état off satisfaisant pour le phototransistor et donc de maximiser la différence de conductivité dudit phototransistor en réponse aux rayonnements. A titre indicatif, on notera que le dispositif selon l'invention 25 permet ainsi d'obtenir des modifications de conductivité pouvant atteindre un facteur d'environ 10000, en comparaison des facteurs obtenus avec les phototransistors à effet de champ de l'art antérieur, tels que celui décrit dans l'article précité de Star et al. qui sont seulement de l'ordre de 5. 30 De préférence, ledit ou chaque nanotube est un nanotube de carbone pouvant être de type monoparoi ou multiparoi ( SWNT ou MWNT en abrégé, respectivement) et, à titre encore plus préférentiel, on utilise pour ledit ou chaque nanotube un nanotube de carbone monoparoi. En effet, le diamètre réduit que présente ce dernier permet de minimiser la distance entre les charges électriques localisées dans le ou chaque nanotube et l'interface entre ledit diélectrique de grille et ladite couche photosensible. Le ou chaque nanotube de carbone monoparoi peut présenter un diamètre avantageusement inférieur ou égal à 3,5 nm, alors que ce diamètre peut aller jusqu'à 50 nm dans le cas d'un nanotube multiparoi. A titre de nanofil(s) utilisable(s) dans ladite unité de conduction, on peut avantageusement utiliser un ou des nanofil(s) de silicium, de diamètre avantageusement inférieur ou égal à 15 nm. Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite unité de conduction est adaptée pour détecter les rayonnements à partir de leurs effets sur la charge électrique de ladite couche photosensible (i.e. à partir des charges photo-induites dans celle-ci) en produisant, pendant toute la durée de chaque exposition aux rayonnements et suite à celle-ci, un signal électrique dont l'intensité est représentative de cette exposition. En fait, quand ladite couche photosensible absorbe un photon, celui-ci est converti en une paire électron-trou. Le trou (charge positive) diffuse vers le(s) nanotube(s) et l'électron reste piégé dans cette couche. Il en résulte que la couche photosensible se retrouve chargée négativement, cette charge négative induisant une charge positive dans le(s) nanotube(s) de la même façon qu'une tension négative sur l'électrode de grille induit une charge positive dans ce(s) nanotube(s). On notera que ces fonctions de détection et de mémorisation ou lecture des rayonnements confèrent au pixel correspondant une capacité satisfaisante d'intégration de la dose de rayonnement absorbée et transmise par la couche photosensible, avec un temps de réponse inférieur à la seconde. On notera également que l'effet photoélectrique inhérent au fonctionnement du dispositif selon l'invention se traduit par une dynamique basée sur des transferts de charges photo-induits au sein de ladite couche photosensible, et que le signal électrique précité qui est fourni par ladite unité de conduction perdure au moins aussi longtemps que l'exposition à l'éclairement. Avantageusement, l'intensité de ce signal électrique obtenu avec le dispositif de l'invention augmente avec le temps aussi longtemps que dure cette exposition. Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite couche photosensible est avantageusement formée d'un film d'épaisseur moyenne comprise entre 3 nm et 10 nm, qui recouvre à la fois lesdites électrodes de contact, ledit diélectrique de grille et ladite unité de conduction en fonctionnalisant la paroi dudit ou de chaque nanotube ou nanofil. En effet, la Demanderesse a établi que cette épaisseur réduite pour ladite couche photosensible permet un contrôle optimal de la localisation de l'effet des charges électriques piégées dans cette couche et contribue également à la sensibilité nettement améliorée du dispositif de l'invention, laquelle sensibilité peut être caractérisée par un facteur de modification de conductivité d'environ 10000, comme indiqué ci-dessus. Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite couche photosensible est à base d'au moins un polymère photoconducteur, notamment dans les domaines visible et ultraviolet proche, qui est apte à générer et à séparer lesdites charges lors de chaque exposition audit rayonnement dans ses bandes d'absorption, sans être altéré par cette exposition. Avantageusement, ledit polymère est choisi dans le groupe constitué par les polythiophènes, les dérivés de polythiophènes tels que les polyalkylthiophènes, les poly(N-vinylcarbazole), les polyvinylpyrènes et les polyparaphénylène-vinylène ou dérivés et, encore plus avantageusement, il est choisi dans le groupe constitué par les poly(3-octylthiophène-2,5-diyl), les poly{(m-phénylène-vinylène)-co-[(2,5-dioctyloxy-p-phénylène)vinylène)} et les poly-(3-hexylthiophène). On notera que d'autres polymères photoconducteurs que ceux mentionnés ci-dessus sont utilisables dans le dispositif de l'invention et que, d'une manière générale, chaque polymère utilisé dans ladite couche photosensible est prévu pour absorber des rayonnements dans une région du spectre qui lui est propre. Dans l'optique de réaliser un imageur de type "couleurs", on peut ainsi utiliser plusieurs dispositifs selon l'invention incorporant chacun une couche photosensible à base d'un polymère spécifiquement sensible à une région déterminée du spectre, notamment dans les domaines visible et proche ultraviolet. On notera également que le polymère photoconducteur utilisé dans la ou chaque couche photosensible peut être dopé par un composé 10 décalant les longueurs d'onde de la bande d'absorption de cette couche. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de l'invention peut comporter en outre au moins une pastille de positionnement qui est adaptée pour positionner ladite unité de conduction sur ledit 15 diélectrique de grille, et qui est formée d'une monocouche recouvrant localement ledit diélectrique de grille, ledit ou chaque nanotube ou nanofil adhérant à ladite ou chaque pastille correspondante. Avantageusement, ladite ou chaque pastille peut être à base d'un aminosilane. 20 Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, lesdites électrodes de contact présentent chacune une largeur inférieure à 0,5 pm, encore plus avantageusement inférieure ou égale à 0, 3 pm, et sont séparées entre elles d'une distance inférieure à 1 pm, encore plus 25 avantageusement inférieure ou égale à 0,4 pm. On notera que ces deux dimensions caractérisant lesdites électrodes de contact sont très inférieures aux dimensions correspondantes de 1 pm et 50 pm utilisées pour le phototransistor décrit dans l'article précité de Star et al, et que la miniaturisation obtenue pour les pixels délimités par 30 ces électrodes de taille extrêmement réduite permet d'utiliser plusieurs dispositifs selon l'invention pour former des matrices denses de pixels. A titre de matériaux utilisables pour former lesdites électrodes de contact, on peut citer tout matériau métallique, tel que, à titre non limitatif, un métal choisi dans le groupe constitué par Au, Pd, Ti, Al, Cr, Cu, Pt et Co, et des alliages de ces métaux. Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite électrode de grille peut être formée d'un matériau métallique ou semi-conducteur, tel que le silicium, à titre non limitatif. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit diélectrique de grille peut être à base de tout matériau électriquement isolant utilisable dans une grille d'un transistor à effet de champ comportant un ou plusieurs nanotube(s) de carbone. Avantageusement, ce diélectrique est à base d'au moins un oxyde métallique dont la permittivité relative Er est égale ou supérieure à 4 tel que, à titre non limitatif, AI2O3, ZrO2 ou HfO2. Un imageur selon l'invention est tel qu'il comporte au moins deux dispositifs selon l'invention tels que définis ci-dessus, formant respectivement des pixels d'imagerie adjacents qui sont chacun à base dudit phototransistor, de telle sorte que les couches photosensibles des phototransistors correspondant auxdits pixels soient respectivement aptes à absorber des bandes de longueurs d'onde différentes du spectre électromagnétique. Selon une autre caractéristique de cet imageur de l'invention, chacun desdits pixels présente une superficie inférieure à 1 pm2, par exemple 2 5 sensiblement égale à 0,5 pm2 ou à 0,1 pm2, cette miniaturisation permettant la formation de matrices denses de pixels. On notera que l'arrangement selon l'invention du ou des nanotubes tous semi-conducteurs (selon un nombre réduit dans le cas d'une pluralité de nanotubes, de préférence inférieur ou égal à 10) combiné à la 30 géométrie particulière de la ou chaque couche photosensible (d'épaisseur réduite et recouvrant un ou un petit nombre de nanotube(s)) permettent d'obtenir des superficies de pixels maîtrisées, i.e conformes à celles 2898730 lo souhaitées. La combinaison de ces deux caractéristiques essentielles de l'invention permet ainsi d'obtenir des pixels qui présentent tous sensiblement les mêmes dimensions et qui sont donc aptes à être assemblés en matrice de pixels. 5 Selon un mode de réalisation de cet imageur de l'invention, ladite électrode de grille pourvue dudit diélectrique est commune à l'ensemble desdits pixels. Selon une variante de réalisation de cet imageur de l'invention, ladite électrode de grille est relative à chacun desdits pixels, avec 10 autant d'électrodes de grille correspondantes que de pixels. Un procédé de fabrication d'un dispositif de détection et de mémorisation de rayonnements selon l'invention tel que défini ci-dessus comprend essentiellement : a) un dépôt localisé, sur ledit diélectrique de grille d'un substrat, d'au moins une pastille de positionnement formée d'une monocouche par exemple à base d'un aminosilane, b) un dépôt sélectif, sur ladite ou chaque pastille, dudit ou chaque nanotube ou nanofil en solution, c) la formation desdites électrodes de contact sur le(s) nanotube(s) par masquage de la zone dudit ou de chaque nanotube apte à être fonctionnalisée selon l'étape d) ci-dessous, suivie d'un dépôt métallique et d'un lift-off (i.e. un nettoyage du masque et des résidus métalliques ne formant pas ces électrodes de contact), puis d) un dépôt de ladite couche polymérique photosensible, par exemple réalisé à la tournette, à la fois sur le(s)dit(s) nanotube(s) ou nanofil(s) pour le(s) fonctionnaliser, sur ledit diélectrique de grille et sur lesdites électrodes de contact qui sont connectées au(x)dit(s) nanotube(s) ou nanofil(s). On notera toutefois qu'il est possible d'obtenir via d'autres procédés l'agencement de l'unité de conduction à nanotube(s) ou nanofil(s) fonctionnalisé(s) selon l'invention sur le substrat, par exemple via une 15 20 25 30 technique de C\/D (dépôt chimique en phase vapeur) directement mise en oeuvre sur ce substrat, avant dépôt de la couche photosensible. On notera toutefois qu'il est possible d'obtenir via d'autres procédés (sans les pastilles précitées) le positionnement sur le substrat d'une ou plusieurs unités de conduction à nanotube(s) ou nanofil(s) fonctionnalisé(s) selon l'invention. On peut citer à titre d'exemples les techniques de CVD et les procédés de croissance directement mis en oeuvre sur ce substrat, avant dépôt de la couche photosensible. Dans le cas des procédés de croissance, le dispositif selon l'invention pourra comporter des particules de catalyseurs qui sont adaptées en taille, position et composition pour permettre la croissance dudit ou de chaque nanotube sur ledit diélectrique de grille, de façon à former ladite unité de conduction. On notera également qu'il est possible de former les électrodes de contacts (étape c) du procédé ci-dessus) préalablement au dépôt des unités de conduction (étape b) du procédé ci-dessus). Dans ce cas, la formation des électrodes de contact s'effectue non pas sur les extrémités du ou des nanotube(s), mais aux endroits précis qu'elles doivent occuper. Dans ce cas, le procédé de fabrication d'un dispositif de détection et de mémorisation de rayonnements selon l'invention tel que défini ci-dessus comprend essentiellement : a) la formation d'électrodes de contact par un procédé classique de nanofabrication ; avantageusement, ces électrodes sont incluses dans le diélectrique de grille, de manière que leur surface affleure la 25 surface de ce dernier ; b) un dépôt localisé, sur les électrodes de contact ou sur ledit diélectrique de grille d'un substrat, d'au moins une pastille de positionnement formée d'une monocouche, par exemple à base d'un aminosilane déposé sur ledit diélectrique ou encore à base 30 d'aminoalkylthiol déposé sur les électrodes ; c) un dépôt sélectif, sur ladite ou chaque pastille, dudit ou chaque nanotube ou nanofil en solution ; puis d) un dépôt de ladite couche polymérique photosensible, par exemple réalisé à la tournette, à la fois sur le(s)dit(s) nanotube(s) ou nanofil(s) pour le(s) fonctionnaliser, sur ledit diélectrique de grille et sur lesdites électrodes de contact qui sont connectées au(x)dit(s) nanotube(s) ou nanofil(s). On notera également que chaque pixel formé par le dispositif selon l'invention peut être fabriqué sur un circuit électronique préexistant, par exemple sur un circuit d'adressage des pixels, pourvu que celui-ci présente une surface diélectrique apte à constituer le diélectrique de grille. C'est notamment le cas du procédé de positionnement sélectif selon l'invention décrit ci-dessus, qui permet de rapporter des nanotubes ou nanofils à des endroits souhaités sur une surface diélectrique (e.g. à base d'oxyde de silicium) et ce sans altérer la surface ou le circuit électronique existant (on ne procède pas à un recuit à haute température, notamment). On notera en outre que l'ensemble du dispositif selon l'invention peut être fabriqué sur un film souple et/ou transparent au rayonnement visible, par exemple. Dans ce cas, en partant de ce film souple, on fabrique d'abord une grille puis on dépose le(s) nanotube(s) ou nanofil(s), les électrodes de contact et enfin la couche polymérique photosensible. Le substrat souple et/ou transparent obtenu remplace alors simplement le substrat en silicium usuellement employé. Une utilisation selon l'invention d'un dispositif tel que défini précédemment se rapporte à la formation d'au moins un pixel d'imagerie détectant et mémorisant des rayonnements électromagnétiques de commande, tels que des rayonnements dans les domaines visible ultraviolet proche, rayons X et rayons gamma, de telle manière que ledit ou chaque pixel puisse être réinitialisé électriquement en un temps minimisé, via une 3o impulsion de tension appliquée à ladite électrode de grille. Selon une autre caractéristique de l'invention, cette utilisation dudit dispositif se rapporte à la formation d'une matrice de pixels d'un imageur, dans laquelle seul le pixel contenant la couche photosensible qui est spécifiquement apte à absorber la bande de longueurs d'onde du rayonnement de commande détecte et mémorise ce rayonnement, et génère en réponse lesdites charges électriques pour l'obtention de signaux électriques représentatifs dudit rayonnement. Les caractéristiques précitées de la présente invention, ainsi que d'autres, seront mieux comprises à la lecture de la description suivante de plusieurs exemples de réalisation de l'invention, donnés à titre illustratif et non limitatif, ladite description étant réalisée en relation avec les dessins joints, parmi lesquels : la figure 1 est une vue schématique en perspective et en transparence d'un dispositif de détection/ mémorisation de rayonnements selon un exemple de réalisation de l'invention à un unique nanotube, la figure 2(a) est un schéma illustrant la connexion de l'unique nanotube selon la figure 1 à deux électrodes de contact dudit dispositif, la figure 2(b) est un schéma illustrant la connexion de plusieurs nanotubes en parallèle à ces électrodes de contact selon une variante de la figure 2(a), la figure 2(c) est un schéma illustrant la connexion de plusieurs nanotubes à ces électrodes de contact selon une variante de la figure 2(b), la figure 3 est un graphique courant/tension illustrant l'effet mesuré d'un rayonnement laser visible sur le dispositif de la figure 1, avant et après le dépôt d'une couche polymérique photosensible sur ledit nanotube, la figure 4 est un graphique courant/tension illustrant l'effet de la puissance de ce même rayonnement sur ce même dispositif de la figure 1, la figure 5 est un graphique courant/tension illustrant l'effet de la localisation de l'impact de ce rayonnement sur le dispositif de la figure 1, la figure 6 est un graphique courant/temps illustrant l'effet d'intégration de ce rayonnement par le dispositif de la figure 1, d'une part, pour un éclairage sous forme continue et, d'autre part, pour un éclairage sous forme d'impulsion. et la figure 7 est un graphique courant/temps illustrant la réinitialisation électrique du dispositif de la figure 1 via une impulsion de 5 tension de grille, suite à un éclairement continu via le rayonnement précité. Le dispositif 1 selon un exemple de réalisation de l'invention qui est illustré aux figures 1 et 2(a) est de type phototransistor à effet de champ, et il comporte essentiellement : 10 - cieux électrodes de contact S et D respectivement de source et de drain, qui sont par exemple réalisées en palladium, - une unité nanostructurée de conduction électrique, constituée dans cet exemple d'un nanotube de carbone 2 monoparoi qui est connecté aux électrodes S et D via ses extrémités et qui est fonctionnalisé par 15 une couche polymérique photosensible 3 le recouvrant, et - une électrode de grille G par exemple en silicium qui est adaptée pour contrôler le courant électrique dans le nanotube 2 et qui en est séparée par un diélectrique de grille 4 (par exemple réalisé en dioxyde de silicium) sur lequel est disposé le nanotube 2. 20 La couche photosensible 3, par exemple constitué d'un poly(3-octylthiophène-2,5-diyl) connu sous la dénomination P3OT , est apte à absorber des rayonnements déterminés, à générer en réponse des charges électriques et à les transmettre au nanotube 2 pour leur stockage, ce dernier étant apte à fournir un signal électrique représentatif de la conductivité 25 du dispositif 1 ayant été exposé à ces rayonnements. Est en outre visible à la figure 1 une pastille de positionnement 5 optionnelle qui permet de positionner le nanotube 2 à un emplacementdéterminé du diélectrique de grille 4, et qui est formée d'une monocouche réalisée dans cet exemple en aminopropyltriéthoxysilane 30 ( APTS ) et adaptée pour y faire adhérer le nanotube 2. Plus précisément : - le nanotube 2 présente un diamètre inférieur à 3,5 nm et une longueur pouvant aller de 100 nm à 1 pm ; - la couche photosensible 3 présente une épaisseur comprise entre 3 nm et 10 nm ; - le diélectrique 4 présente une épaisseur de 10 nm ; et - l'es électrodes de contact S et D présentent une épaisseur d'environ 30 nm et une largeur (définissant la dimension latérale du pixel obtenu) d'environ 100 nm. Le dispositif 101 selon l'invention illustré à la figure 2(b) se différencie uniquement de celui des figures 1 et 2(a), en ce que l'unité de conduction est constituée de plusieurs nanotubes 102 connectés en parallèle aux électrodes de contact S et D, i.e. ayant chacun leurs extrémités respectives reliées à ces électrodes S et D. Le dispositif 201 selon l'invention illustré à la figure 2(c) se différencie uniquement de celui de la figure 2(b), en ce que les nanotubes 202 constituant l'unité de conduction sont disposés de manière enchevêtrée, de sorte à former des canaux de conduction entre les deux électrodes S et D qui sont exclusivement constitués par ces nanotubes 202. 20 Les dispositifs de détection/ mémorisation 1, 101, 201 selon les figures 2(a) à 2(c) sont par exemple fabriqués de la manière suivante. a) On prépare dans un premier temps un substrat de silicium fortement dopé quai est pourvue d'une couche de SiO2 à deux parties : 25 - une sous-couche de SiO2 de 200 nm d'épaisseur située en dessous de plots de connexion macroscopiques et destinée à limiter les courants de fuite et capacitifs, et - une sous-couche de SiO2 thermique de haute qualité de 10 nm d'épaisseur qui est située au centre du substrat et qui sert de diélectrique 30 4 pour ce substrat. b) On dispose dans un second temps le ou les nanotube(s) de carbone 2 sur le diélectrique 4, en utilisant de préférence une technique de 10 15 positionnement sélectif du ou des nanotube(s) 2 sur le diélectrique 4 qui est mise en oeuvre comme suit : - on définit une ou des régions pour ce positionnement via une technique de lithographie par faisceau d'électrons, au moyen d'un masque en PMMA (polyméthacrylate de méthyle) sur le diélectrique 4, et l'on forme une monocouche en aminosilane dans ces régions, en traitant l'échantillon avec de l'éthylène diamine (EDA) puis, ultérieurement, avec de l'aminopropyltriéthoxysilane (APTS) à partir de la phase vapeur ; - après un lift-off , on plonge l'échantillon obtenu dans une 10 dispersion de(s) nanotube(s) de carbone 2 dans de la N-méthyl pyrrolidone (NMP) ; la monocouche précitée à groupe terminal amine agit comme une pastille adhésive à laquelle se lie(nt) sélectivement le(s) nanotube(s) dans la ou les régions prédéfinies ; et 15 - on connecte ensuite cette ou ces régions par les électrodes de contact S et D. c) On dépose à la tournette un film polymérique 3 de P3OT , d'environ 5 nm d'épaisseur et en solution à 0,1 % dans du toluène, sur le substrat ainsi obtenu : i.e. sur le diélectrique 4, partiellement sur les 20 électrodes S et D et sur le(s) nanotube(s) 2, 102, 202, comme illustré à la figure 1. On notera que l'épaisseur de ce film 3 a été par exemple mesurée par la technique AFM (i.e. microscopie à force atomique) et par la spectroscopie d'absorption sur du verre (d'autres méthodes de mesure sont 25 utilisables). On obtient ainsi le dispositif 1, 101, 201 de type phototransistor à effet de champ selon l'invention. Essais réalisés sur le dispositif 1 de la fiqure 1 : On a utilisé un rayonnement laser de longueur d'onde 457 nm et de dimension transversale de faisceau égale à 2 pm et, pour les mesures électriques, une tension drain source constante Vds = -400 mV. On a notamment mesuré les caractéristiques suivantes de ce dispositif 1 : - la dynamique de commutation optique (temps de charge et de rétention) ; - le lien entre dynamique et tension de grille (effets rapides à 10 Vgs 0) ; - le lien entre la magnitude de l'effet et la longueur d'onde de la lumière ; - le lien entre la magnitude de l'effet et le nombre de photons (puissance optique) ; et 15 - l'aspect local de l'effet, en montrant que si le spot laser est appliqué sur la couche photosensible mais à 10 pm du dispositif, aucun effet n'est observable, ce qui indique que les pixels voisins au sein d'une matrice de pixels d'un imageur ne détecteront pas les mêmes photons (la lumière arrivant sur un pixel n'entraînant pas de modification de la conductivité des 20 nanotubes constituant les pixels voisins, même si cette couche recouvre uniformément l'ensemble des pixels). 1) Magnitude de l'effet traduisant la sensibilité du pixel obtenu par le dispositif 1: 25 Pour qu'un pixel d'imageur soit performant, il faut notamment : (i) que la lumière entraîne des modifications électriques suffisamment significatives (afin d'assurer un bon rapport signal sur bruit), et (ii) que ces modifications électriques soient fonction de la 30 puissance optique et ce, pour des puissances couvrant plusieurs ordres de grandeur (i.e. possibilité de détecter des faibles puissances, couplée à une absence de saturation pour des puissances élevées). La validation du point (i) est illustrée à la figure 3, qui montre qu'un transistor couvert d'un film photosensible de quelques nanomètres de polymère P3OT voit sa conductivité augmenter de quatre ordres de grandeur (à Vgs = +2,5 V) lorsqu'il est soumis à un éclairement à une longueur d'onde pour laquelle ce polymère absorbe les photons. Le transistor polarisé à Vgs > 0 passe d'un état bloqué (I 2) Effet de la puissance optique du rayonnement sur la modification de conductivité du dispositif 1 : On a étudié la modification de conductivité du dispositif 1 en fonction de la puissance optique (nombre de photons incidents). La figure 4 montre que les modifications de conductance du nanotube (à Vg > 0, notamment) peuvent être ajustées sur plusieurs ordres de grandeur en fonction de la puissance optique. En particulier, on voit sur cette figure 4 qu'un pixel soumis à une puissance de 6.10-9 W (cf. courbe I) voit sa conductivité augmenter d'un facteur 10 tandis qu'un pixel soumis à une puissance de 6.10-6 W (seuil de saturation de l'effet, cf. courbe II) voit sa conductivité augmenter d'un facteur d'environ 10000. Ainsi un tel pixel permet de mesurer des différences de puissances optiques sur au moins 4 ordres de grandeur. 3) Caractère local de l'effet sur le dispositif 1, traduisant l'individualisation des pixels formés par des dispositifs 1 : Un autre paramètre très important pour évaluer la qualité d'un pixel d'imageur est le caractère local de l'effet, i.e. un impact lumineux n'excite30 pas les pixels voisins. Comme illustré à la figure 5, on a vérifié que la détection de photons n'a pas lieu lorsque le spot laser est positionné à 10 pm du pixel, et ce bien que le film de polymère couvre tout le dispositif (1 cm2). Les effets de charge du polymère sont très localisés au niveau de la zone d'absorption des photons. Il est probable que cette distance de 10 pm soit une surestimation de la distance minimale entre deux pixels, l'effet étant sans doute encore plus local. Au vu de la figure 5, il apparaît que les photons détectés par un pixel formé par le dispositif 1 n'auraient pas ou très peu d'effet sur les 10 pixels voisins. 4) Sensibilité du dispositif 1 à la dose plutôt qu'au flux de photons, traduisant son intéqration du nombre de ces photons : 15 Un autre critère important pour évaluer un pixel d'imageur est la dynamique de la réponse électrique à l'arrivée des photons. En effet, il est important que le pixel accumule (i.e. intègre) la dose de lumière (i.e. le nombre de photons) au cours du temps. Dans un appareil photo, par exemple, l'ensemble de la lumière collectée pendant le temps d'ouverture du 20 diaphragme doit être prise en compte, ce qui permet de prendre des clichés dans des conditions très sombres par augmentation du temps de pose. La figure 6 compare la dynamique de changement de conductivité du dispositif lors de l'arrivée continue de lumière (courbe I) et lors d'une impulsion de lumière de 100 ms (courbe II). 25 La courbe 1 montre que pendant la première seconde d'éclairement continu, le dispositif 1 a une réponse quasi linéaire en fonction du temps et qu'ensuite, la conductivité évolue plus lentement vers une saturation. Ainsi, pour des éclairements de faible durée (ceux qui ont un intérêt technologique), le pixel agit bien en intégrateur. 30 On a vérifié par la courbe II que si l'on éclaire le dispositif 1 pendant uniquement 100 ms, la conductivité du dispositif 1 s'établit à une valeur intermédiaire correspondant exactement à celle que la courbe I indique après 100 ms d'éclairement. 5) Mémorisation du changement de conductivité du dispositif 1, traduisant la lecture du pixel correspondant : Un autre paramètre indispensable au bon fonctionnement du pixel est de disposer d'un certain temps de rétention. En effet, après exposition à la lumière, la valeur du pixel (i.e. de sa conductivité) doit être lue par l'électronique de traitement du signal associée à l'imageur. On voit sur la courbe II de la figure 6 et à la figure 7 que la valeur de la conductivité est conservée lorsque la lumière est éteinte, et ce pendant des temps très longs, i.e. très supérieurs au temps minimum nécessaire à la lecture du pixel. 6) Réinitialisation de la conductivité du dispositif 1 et donc du pixel correspondant : Enfin, un paramètre critique pour l'utilisation du dispositif 1 comme pixel d'imageur concerne la possibilité de réinitialiser le pixel à sa valeur initiale (à l'obscurité). En effet, après avoir intégré le nombre de photons pendant un certain temps, la valeur de la conductivité est lue puis doit pouvoir être initialisée pour permettre une nouvelle détection. Cette réinitialisation doit être efficace (i.e. par un retour complet à la valeur initiale) et en outre rapide. La durée de réinitialisation est, avec la sensibilité déjà évoquée, ce qui fixe la rapidité globale du dispositif 1. La figure 7 montre, qu'après exposition à la lumière, une impulsion de tension sur l'électrode de grille de -4 V pendant une durée de 100 ms suffit à réinitialiser très efficacement le dispositif 1. On notera que cette figure 7 témoigne clairement du gain significatif en qualité et en rapidité de la réinitialisation du pixel qui est obtenu par le dispositif selon la présente invention, en comparaison de l'état de l'art. Cette qualité et rapidité de réinitialisation nettement accrues sont notamment dues à l'efficacité de la grille électrostatique, obtenue grâce à la faible épaisseur utilisée pour le diélectrique de grille (inférieure à 20 nm). En conclusion, ces résultats d'essais montrent que l'extension d'un pixel unique formé par le dispositif selon l'invention à une matrice dense de pixels est réalisable dans de bonnes conditions de miniaturisation (taille de pixel inférieure à 0,5 pm) et de fonctionnement. REVENDICATIONS 1) Dispositif (1, 101, 201) de détection et de mémorisation de rayonnements électromagnétiques comprenant un phototransistor à effet de 5 champ qui comporte : - deux électrodes de contact respectivement de source (S) et de drain (D), - une unité nanostructurée de conduction électrique qui est connectée auxdites électrodes de contact et qui est recouverte d'au moins 10 une couche polymérique photosensible (3) apte à absorber lesdits rayonnements à détecter, à générer en réponse des charges électriques détectées par ladite unité de conduction et à stocker ces charges, et - une électrode de grille (G) qui est adaptée pour contrôler le courant électrique dans ladite unité ainsi que la répartition spatiale des 15 charges dans ladite couche photosensible et qui est séparée de ladite unité par un diélectrique de grille (4), caractérisé en ce que ladite unité de conduction comporte au moins un nanotube ou nanofil (2, 102, 202) de type semi-conducteur apte à fournir un signal électrique représentatif d'une modification de la conductivité 20 dudit phototransistor ayant été exposé à un rayonnement, et en ce que ledit diélectrique de grille présente une épaisseur e entre lesdites électrodes de contact et une permittivité relative sr qui satisfont à la condition sr/e > 0,2 nm-1, de telle sorte que ladite conductivité après exposition audit rayonnement puisse être réinitialisée électriquement en un temps minimisé et que ledit 25 dispositif forme au moins un pixel d'imagerie. 2) Dispositif (1, 101, 201) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite unité de conduction est adaptée pour détecter lesdits rayonnements à partir desdites charges photo-induites dans ladite couche 30 photosensible (3) en produisant, pendant toute la durée de chaque exposition auxdits rayonnements et suite à celle-ci, un signal électrique dont l'intensité est représentative de cette exposition. 3) Dispositif (1, 101, 201) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite couche photosensible (3) est formée d'un film d'épaisseur moyenne comprise entre 3 nm et 10 nm, qui recouvre à la fois lesdites électrodes de contact (S et D), ledit diélectrique de grille (4) et ladite unité de conduction en fonctionnalisant la paroi dudit ou de chaque nanotube ou nanofil (2, 102, 202). 4) Dispositif (1, 101, 201) selon la revendication 3, caractérisé 10 en ce que ladite épaisseur e et ladite permittivité relative E, dudit diélectrique (4) satisfont à la condition Er/e 0,4 nm-l. 5) Dispositif (1, 101, 201) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite épaisseur e est inférieure ou égale 15 à 20 nm. 6) Dispositif (1, 101, 201) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit diélectrique de grille (4) est à base d'au moins un oxyde métallique dont la permittivité relative gr est égale ou 20 supérieure à 4. 7) Dispositif (1, 101, 201) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit ou chaque nanotube ou nanofil (2, 102, 202) de ladite unité est de type semi-conducteur. 25 8) Dispositif (1, 101, 201) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite couche photosensible (3) est à base d'au moins un polymère photoconducteur, notamment dans les domaines visible et ultraviolet proche, qui est apte à générer et à séparer lesdites 30 charges lors de chaque exposition audit rayonnement dans ses bandes d'absorption, sans être altéré par cette exposition. 9) Dispositif (1, 101, 201) selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit polymère est choisi dans le groupe constitué par les polythiophènes, les polyalkylthiophènes, les poly(N-vinylcarbazole), les polyvinylpyrènes et les polyparaphénylène-vinylène. 10) Dispositif (1, 101, 201) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins une pastille de positionnement (5) de ladite unité de conduction qui est formée d'une monocouche recouvrant localement ledit diélectrique de grille (4), ledit ou chaque nanotube ou nanofil (2, 102, 202) adhérant à ladite ou chaque pastille correspondante. 11) Dispositif (1, 101, 201) selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite ou chaque pastille (5) est à base d'un 15 aminosilane. 12) Dispositif (1, 101, 201) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit ou chaque nanotube ou nanofil (2, 102, 202) est un nanotube de carbone monoparoi ou un nanofil de silicium, 20 respectivement. 13) Dispositif (1, 101, 201) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites électrodes de contact (S et D) présentent chacune une largeur inférieure à 0,5 pm et sont séparées entre 25 elles d'une distance inférieure à 1 pm. 14) Dispositif (1) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite unité comporte un unique nanotube ou nanofil (2) qui est connecté auxdites électrodes de contact (S et D) par ses extrémités 30 respectives.1 5) Dispositif (101, 201) selon une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que ladite unité comporte plusieurs nanotubes ou nanofils (102, 202) dont au moins deux sont respectivement connectés à ladite électrode de source (S) et à ladite électrode de drain (D) et par lesquels la conduction électrique entre ces deux électrodes est exclusivement réalisée par ces nanotubes ou nanofils. 16) Dispositif (101) selon la revendication 15, caractérisé en ce que ladite unité comporte plusieurs nanotubes ou nanofils (102), chacun d'eux étant connecté par ses extrémités auxdites électrodes de source (S) et de drain (D). 17) Imageur, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux dispositifs (1, 101, 201) selon une des revendications précédentes formant respectivement des pixels d'imagerie adjacents qui sont chacun à base dudit phototransistor, de telle sorte que les couches photosensibles (3) des phototransistors correspondant auxdits pixels soient respectivement aptes à absorber des bandes de longueurs d'onde identiques ou différentes du spectre électromagnétique. 18) Imageur selon la revendication 17, caractérisé en ce que chacun desdits pixels présente une superficie inférieure à 1 pm2. 19) Imageur selon la revendication 17 ou 18, caractérisé en 25 ce que ladite électrode de grille (G) pourvue dudit diélectrique (4) est commune à l'ensemble desdits pixels. 20) Imageur selon la revendication 17 ou 18, caractérisé en ce que ladite électrode de grille (G) est relative à chacun desdits pixels, avec 30 autant d'électrodes de grille correspondantes que de pixels.21) Procédé de fabrication d'un dispositif (1, 101, 201) selon une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce qu'il comprend essentiellement : a) un dépôt localisé sur ledit diélectrique de grille (4) d'au 5 moins une pastille de positionnement (5) formée d'une monocouche par exemple à base d'un aminosilane, b) un dépôt sélectif, sur ladite ou chaque pastille, dudit ou chaque nanotube ou nanofil (2, 102, 202) en solution, c) la formation desdites électrodes de contact (S et D) sur 10 le(s)dit(s) nanotube(s) par masquage de la zone dudit ou de chaque nanotube apte à être fonctionnalisée selon l'étape d) ci-dessous, suivie d'un dépôt métallique et d'un lift-off , puis d) un dépôt de ladite couche polymérique photosensible (3), par exemple réalisé à la tournette, à la fois sur le(s)dit(s) nanotube(s) ou 15 nanofil(s) pour le(s) fonctionnaliser, sur ledit diélectrique de grille et sur lesdites électrodes de contact (S et D) qui sont connectées au(x)dit(s) nanotube(s) ou nanofil(s). 22) Procédé de fabrication d'un dispositif (1, 101, 201) selon 20 une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que le(s)dit(s) nanotube(s) ou nanofil(s) (2, 102, 202) sont déposés sur un circuit électronique préexistant à des endroits souhaités d'une surface diélectrique apte à constituer ledit diélectrique de grille (4). 25 23) Utilisation d'un dispositif (1, 101, 201) selon une des revendications 1 à 16 pour former au moins un pixel d'imagerie détectant et mémorisant des rayonnements électromagnétiques de commande, tels que des rayonnements dans les domaines visible, ultraviolet proche, les rayons X et les rayons gamma, de telle manière que ledit ou chaque pixel puisse être 30 réinitialisé électriquement en un temps minimisé, via une impulsion de tension appliquée à ladite électrode de grille (G).24) Utilisation d'un dispositif (1, 101, 201) selon la revendication 23 pour former une matrice de pixels d'un imageur, tels que des pixels de superficie inférieure à 1 pm ou des pixels pour télescope géant, dans laquelle seul le pixel contenant la couche photosensible (3) qui est spécifiquement apte à absorber la bande de longueurs d'onde du rayonnement de commande détecte et mémorise ce rayonnement, et génère en réponse lesdites charges électriques pour l'obtention de signaux électriques représentatifs dudit rayonnement.10