Brevet FR2952930A1 — publié le 20110527

L'invention porte sur un procédé de fabrication d'une cage nanométrique d'un matériau apte à former un feuillet moléculaire, par exemple le carbure de silicium (SiC) et une cage associée. Par objet nanométrique on entend un objet dont au moins une dimension est d'un ordre de grandeur inférieur au micron. Par cage, on entend un agrégat d'atomes dont toutes les liaisons chimiques sont sur une surface dont au moins une direction est périodique et dont toutes les dimensions sont nanométriques. Les propriétés physiques et mécaniques exceptionnelles du carbure de silicium en font un matériau des plus prometteurs pour les domaines émergents de la micro-électronique et de la catalyse, notamment. En général, on estime que le carbure de silicium est plus résistant que le carbone face aux hautes températures et aux contraintes mécaniques. Le carbure de silicium a des propriétés de valence comparables à celles du carbone, du fait de la présence du silicium dans la même colonne du tableau périodique que le carbone, et la possibilité commune à ces deux atomes d'adopter une hybridation sp2 ou une hybridation spi et de former avec leurs voisins des liaisons correspondantes. En référence à la figure 1, on rappelle que le carbone existe sous les formes diamant et graphite à trois dimensions (3D, en bas à droite de la figure 1), graphène à deux dimensions (2D, partie supérieure de la figure 1), nanotube à une dimension (1 D, tube de dimension nanométrique, en bas au centre de la figure 1) et fullerène à zéro dimension (OD, cage nanométrique, en bas à gauche de la figure 1). Les structures de SiC en cage ou de formes tubulaires sont notamment d'un intérêt primordial du fait de leurs propriétés électroniques potentielles. Des nanotubes de SiC mufti-feuillets à fort espacement inter-feuillets ont été caractérisés. Le fort espacement inter-feuillets observé est caractéristique d'une liaison de type sp2 au sein de chaque feuillet, ce qui démontre la stabilité du SiC sous forme sp2 et donc ouvre la voie à la synthèse de nanotubes mono-feuillets (ou « single wall »). Comme pour les nanotubes de carbone, l'orientation du repliement des feuillets à mailles hexagonales mène soit à la forme de type « bateau » (ou « zigzag »), c'est-à-dire que l'axe du cylindre est parallèle à deux côtés opposés des hexagones, soit à la forme de type « chaise » (« armchair » en anglais), c'est-à-dire que l'axe du cylindre est perpendiculaire à deux côtés opposés des hexagones. Des essais ont également permis de substituer 5 % des atomes de carbone d'un fullerène par des atomes de silicium, mais pas plus, ce qui fait qu'on ne sait pas obtenir des cages nanométriques de carbure de silicium stoechiométrique ou de stoechiométrie proche d'un rapport 1 :1 (on entend par là par exemple entre 25 et 75 % de silicium ou entre 30 et 60 ou 45 et 55 %, les pourcentages étant exprimés en nombre d'atomes). On ne dispose notamment pas de structure équivalente au fullerène C60 de carbone, où la moitié des atomes seraient substitués par des atomes de silicium, comme représenté en figure 2 (où les atomes de carbone sont notés C et les atomes de silicium Si). Dans un matériau diatomique comme le carbure de silicium, les cycles à nombre de sommets pair sont favorisés. On ne dispose pas pour le moment de cages nanométriques de carbure de silicium stoechiométriques ou proches de la stoechiométrie sous une forme offrant des propriétés intéressantes dans des conditions exigeantes. Des cages d'autres matériaux aptes à former un feuillet moléculaire, notamment des matériaux diatomiques (on entend par matériau diatomique un matériau comprenant un maillage où deux espèces atomiques sont présentes dans une proportion qui peut être stoechiométrique ou non), sont également d'un intérêt industriel important. Il s'agit par exemple des cages de nitrure de bore BN, nitrure d'aluminium AIN, nitrure de gallium GaN et oxyde de zinc ZnO. Dans le cas particulier du nitrure d'aluminium, le document Hou et al., Physica E, 27, 2005, 45, s'intéresse au potentiel d'ionisation de l'extrémité de nanotubes semi-infinis. Des matériaux monoatomiques, comme le bore, aptes à former un feuillet moléculaire, sont également visés dans le contexte de l'invention. L'invention propose dans ce contexte un procédé de fabrication d'une cage nanométrique d'un matériau apte à former un feuillet moléculaire, comprenant une étape de formation et conditionnement d'un objet dont la forme générale est celle d'un cylindre de révolution, l'étape de formation et conditionnement étant adaptée en fonction de la position de la valeur du diamètre du cylindre de révolution par rapport à un seuil en dessous duquel un repliement des extrémités du cylindre est favorisé. Grâce à ce procédé, on dispose d'une méthode de fabrication de cages nanométriques sous une forme offrant des propriétés intéressantes dans des conditions exigeantes. Selon une caractéristique avantageuse, le procédé comprend une étape de formation d'un objet comprenant un feuillet, ledit objet étant adapté à former, éventuellement via un repliement topologique, un objet dont la forme générale est celle d'un cylindre de révolution possédant un diamètre inférieur, ou alternativement supérieur à un seuil en dessous duquel une réaction de repliement des extrémités du cylindre est favorisée. Selon une caractéristique avantageuse, ledit objet étant adapté à former un cylindre de révolution via un repliement topologique, le procédé le procédé comprend de plus une étape d'activation thermodynamique favorisant ledit repliement topologique. Selon une caractéristique avantageuse, l'objet comprenant un feuillet est un nanotube, préférentiellement de configuration « armchair » ou de configuration « zigzag », par exemple mono-feuillet ou multi-feuillet à espacement inter-feuillet large. Selon une caractéristique avantageuse, l'objet comportant un feuillet est un élément coupé issu d'une feuille. Selon une caractéristique avantageuse, ledit objet évolue par formation d'au moins un polygone aplani à partir de liaisons pendantes sur un de ses bords, par exemple par formation d'un polygone dont le nombre de sommets est pair, ou alternativement impair. Selon une caractéristique avantageuse, la formation de l'objet comprend une étape de coupe du feuillet en au moins un élément coupé et par exemple la coupe comprend une étape de bombardement ionique ou une étape de lithographie, éventuellement combinées. Selon une caractéristique avantageuse, l'étape de formation et conditionnement comprend de plus une étape de mise en place, sur un bord de l'objet, d'un élément adapté à provoquer un transfert de charge avec la cage. Cette caractéristique est avantageuse car elle permet de diminuer la réactivité de la cage, accroissant ainsi les possibilités d'utilisation. Selon une caractéristique avantageuse, l'étape de formation et conditionnement comprend de plus une étape de greffage, sur un bord de l'objet, d'un élément adapté à contraindre géométriquement ledit bord, par exemple une bride. Cette caractéristique est avantageuse car elle permet de diminuer la réactivité de la cage, accroissant ainsi les possibilités d'utilisation. Dans un mode de réalisation, le seuil est égal à 3 ± 2 nm pour du carbure de silicium stoechiométrique, le cylindre étant de configuration « armchair ». Selon une caractéristique avantageuse, le cylindre de révolution possède un diamètre et une longueur dans une relation adaptée à minimiser l'énergie par atome de la structure. Selon une caractéristique avantageuse, ledit cylindre de révolution possédant une stabilité dans une forme différente de la forme à minimum d'énergie, le procédé comprend de plus une étape ultérieure d'activation, par exemple une activation thermique, favorisant une évolution dudit cylindre de révolution vers la forme à minimum d'énergie. Par exemple, le matériau apte à former un feuillet moléculaire est du carbure de silicium, du nitrure de bore, du nitrure de gallium, du nitrure d'aluminium, de l'oxyde de zinc ou du bore, et par exemple du carbure de silicium stoechiométrique ou du nitrure de bore stoechiométrique ou proche de la stoechiométrie. Selon une caractéristique avantageuse, le matériau apte à former un feuillet moléculaire est du bore utilisé directement sous forme de nanotube. L'invention porte aussi sur les cages obtenues par le procédé ainsi défini. Selon une autre définition générale de l'invention celle-ci porte sur une cage nanométrique d'un matériau apte à former un feuillet moléculaire, comprenant un objet dont la forme générale est celle d'un cylindre de révolution, dont la forme et le conditionnement sont adaptés en fonction de la position de la valeur du diamètre du cylindre de révolution par rapport à un seuil en dessous duquel un repliement des extrémités du cylindre est favorisé. Selon une caractéristique avantageuse, la cage nanométrique est constituée d'un cylindre de révolution de diamètre inférieur, ou alternativement supérieur à un seuil en dessous duquel un repliement des extrémités du cylindre est favorisé. La cage nanométrique est dans un autre mode de réalisation constituée d'un cylindre de révolution de diamètre inférieur à un seuil au dessus duquel un repliement des extrémités du cylindre est favorisé. Son repliement est zigzag, armchair ou chiral. Ses deux extrémités sont identiques ou différentes. Selon une caractéristique avantageuse, la cage est composée d'un cylindre de révolution possédant un diamètre et une longueur dans une relation adaptée à minimiser l'énergie par atome de la structure. Selon une caractéristique avantageuse, le matériau est du carbure de silicium, du nitrure de bore, du nitrure de gallium, du nitrure d'aluminium, de l'oxyde de zinc ou du bore, par exemple du carbure de silicium ou du nitrure de bore stoechiométrique ou proche de la stoechiométrie. L'invention propose aussi un élément de feuillet moléculaire adapté à former, éventuellement via un repliement topologique, un cylindre de révolution possédant un diamètre inférieur à un seuil en dessous duquel un repliement des extrémités du cylindre est favorisé. L'invention va maintenant être décrite en détails, en référence aux figures annexées. La figure 1 représente des structures de carbone de différentes dimensions. La figure 2 représente une structure de carbure de silicium analogue de par sa géométrie à un fullerène de carbone. La figure 3 représente un mode de réalisation d'un procédé selon l'invention. Les figures 4 et 5 représentent des aspects de réalisation de modes de réalisation d'un procédé selon l'invention. La figure 6 représente une structure de carbure de silicium selon l'invention. Les figures 7 à 10 représentent des structures de carbure de silicium. La figure 11 représente des énergies en fonction du diamètre de différentes structures stoechiométriques de carbure de silicium, rapportées au nombre d'atomes de carbone (qui est aussi le nombre d'atomes de silicium), ainsi que des courbes relatives à la modélisation de ces énergies. Les figures 12 et 13 représentent des énergies de différentes structures stoechiométriques de carbure de silicium et de nitrure de bore, respectivement, ainsi que des courbes relatives à la modélisation de ces énergies. Les figures 14 et 15 représentent deux aspects mis en oeuvre dans certaines variantes d'un procédé selon l'invention. Les figures 16 et 17 représentent aussi deux autres aspects mis en oeuvre dans certaines variantes d'un procédé selon l'invention. Les figures 18 à 23 représentent trois cages de bore selon l'invention. Les figures 24 et 25 présentent deux cages de géométrie zigzag, selon un mode de réalisation de l'invention. En référence à la figure 3, on prépare tout d'abord un feuillet moléculaire, ici de carbure de silicium, pouvant être plan ou courbe, avec ou sans dimension périodique, au cours d'une étape E1. Au cours d'une étape E2, on coupe le feuillet moléculaire, ici de carbure de silicium, selon des dimensions adaptées en éléments coupés. Au cours d'une étape E3, les éléments coupés ayant évolué vers leurs minima d'énergie, sont employés industriellement. Selon une variante, on procède également à une étape E21 de stabilisation des éléments coupés, après l'étape de coupe, ou simultanément à celle-ci. L'ensemble des étapes El, E2, E3 et E21 constituent une étape de formation et conditionnement d'une cage nanométrique. On va maintenant présenter des détails de réalisation des étapes ainsi définies. Deux voies générales sont présentées, la première utilisant un nanotube cylindrique, et la deuxième une feuille sans dimension périodique. Concernant l'étape E2, selon un premier mode de réalisation, on utilise un ou des nanotubes de carbure de silicium, de préférence stoechiométrique, produits selon une étape préalable El. Les nanotubes peuvent être arrangés en fagots, et on aligne les fagots de nanotube. On effectue un découpage de ce ou ces nanotubes par bombardement ionique (« Focus lon Beam », en anglais) pour découper en tranches chaque nanotube. Selon une variante, en référence à la figure 4, on effectue un traitement lithographique de nanotubes de carbure de silicium, pour obtenir des nanotubes de diverses longueurs. Le procédé commence par l'épandage de nanotubes 410 sur la surface d'un substrat 420 solide, comme une tranche de silicium standard (étape F1). Les nanotubes 410 sont ensuite recouverts d'un polymère photosensible 430 (étape F2), déposé par exemple sous forme de lignes parallèles par « spin-coating » (enduction centrifuge) ou « dip-coating » (enduction par immersion), en utilisant un masque dans certaines variantes. Les lignes sont de préférence perpendiculaires à l'axe des nanotubes. Une lumière adaptée à la résine est appliquée et une réaction photochimique détruit la résine exposée. Une partie de la population de nanotubes est alors exposée sur le substrat (étape F3). Une gravure sèche, par exemple par plasma, par bombardement ionique ou par une autre technique, est appliquée sur les parties exposées de nanotubes provoquant leur coupe (étape F4). Les extrémités de nanotubes exposées au niveau des plans de coupe, c'est-à-dire les surfaces du mélange auquel a été appliqué la gravure mises à nu par la gravure sont soumises dans certaines variantes à des modifications chimiques de fonctionnalisation, c'est-à-dire des greffages par au moins une liaison covalente ou plus faible d'un groupement chimique ayant une fonction de stabilisation électrostatique ou d'écartement géométrique par exemple ou une réactivité particulière comme une molécule photosensible. Enfin, on lave le reste de la résine et on remet en suspension les éléments de nanotubes coupés 440 (étape F5). La fonctionnalisation, la formulation et la présentation finales, par exemple en solution ou en phase gazeuse constituent un processus de conditionnement de la structure nanométrique. Alternativement, à la place de la gravure sèche, on utilise une gravure humide. La voie lithographie inclut la gravure. Selon un deuxième mode de réalisation, on produit une feuille graphène de SiC. On entend par là un feuillet moléculaire de carbure de silicium de structure plane. Cet objet étant un feuillet, les atomes ont une hybridation de type sp2. La production de cette feuille peut être faite par exemple par un traitement d'un wafer (wafer étant le terme anglo-saxon consacré dans l'industrie, équivalent du terme français tranche, moins usité) de SiC à haute température ou par dépôt CVD (dépôt chimique en phase vapeur) à haute température de molécules carbonées et de molécules silylées comme de l'éthylène et du silane, respectivement, sur une surface de géométrie cristalline d'un métal (Iridium Ir, Nickel Ni, Ruthénium Ru, ou Platine Pt, par exemple). Avantageusement, on utilise une surface à motif hexagonal, par exemple celle d'une maille cristalline de géométrie - cubique à face centrée, compatible, notamment par son paramètre de maille, avec la croissance epitaxiale d'une feuille de graphène de SiC. Il est possible d'utiliser un gaz unique contenant Si et C ou un gaz carboné (par exemple de l'éthylène C2H4) et un gaz contenant du silicium (par exemple du silane SiH4), ce qui permet de faire varier les vitesses de dépôt des deux éléments indépendamment l'une de l'autre. En mettant en oeuvre ces techniques sur un substrat métallique, orienté pour favoriser le motif hexagonal, on réalise une monocouche de graphène de SiC. Alternativement, on utilise une feuille de graphène de carbone, dans laquelle on substitue des atomes de silicium. Selon une variante, on fait croitre par épitaxie des couches de Si sur une feuille de graphène ou bien en reportant une feuille de graphène sur du SiO2, puis on fait réagir le graphène avec le silicium pour obtenir du graphène de SiC. Eventuellement, on reporte au moins une partie de cette feuille de graphène de SiC sur un substrat souple pour une utilisation ultérieure. Dans certains exemples de réalisation le substrat souple est déformé en sorte de favoriser le transfert. Dans une variante, le substrat souple est déformé pour favoriser un repliement topologique de l'élément coupé. La feuille est ensuite découpée en patrons qui peuvent être des rectangles ou des parallélogrammes de taille adaptée, dont le repliement topologique mène à la formation, spontanée ou activée thermodynamiquement, d'une cage de SiC. On forme dans un premier temps une tranche de nanotube, qui dans un mode de réalisation est un nanotube de carbure de silicium stoechiométrique dont les atomes sont alternés et la maille hexagonale, et de configuration « armchair ». Pour cela, on favorise le recollage de deux des cotés opposés du rectangle. On précise que dans ces matériaux, la thermodynamique et la cinétique de réaction de collage sont favorables, notamment du fait de la présence de liaisons pendantes, si la géométrie permet aux atomes de s'approcher les uns des autres dans l'espace. Puis on laisse se produire la réaction E3 d'évolution vers le minimum d'énergie telle que mentionnée plus haut, celle-ci pouvant être très rapide, voire, dans les conditions d'observation, instantanée. Dans un mode de réalisation alternatif, les deux étapes se déroulent dans le sens inverse ou sont confondues. Dans un mode de réalisation, la réaction topologique de repliement peut être assistée par la température ou la pression pour passer une barrière d'énergie. Dans une variante, on utilise une courbure donnée au film une fois transféré sur le substrat souple pour favoriser le repliement des rectangles ou parallélogrammes. Dans une autre variante, on tire partie de la différence de coefficient de dilatation thermique entre la feuille de graphène de SiC et le métal qui mène à la création de plis, l'usinage de ces plis favorisant la réaction de repliement des rectangles de par leur courbure. Dans une autre variante, en référence à la figure 5, on utilise un substrat présentant des défauts de surfaces, par exemple des marches d'une surface vicinale 500, qui offre alors des sites favorables pour le repliement des rectangles ou parallélogrammes. On a représenté une telle surface vicinale 500, obtenue en coupant un cristal suivant une direction proche d'une orientation de haute symétrie, et comprenant une série de marches 510 reliant des terrasses 520 Selon une autre variante, on dépose une feuille de graphène de SiC sur un support métallique, puis on applique une source de chaleur et on met à profit la différence de coefficient de dilatation entre la feuille et le métal pour créer des plis que l'on usine à chaud ou auxquels on applique un processus de stabilisation. Selon une autre variante, le graphène de SiC est déposé grâce à un masque dont certains des dimensions pertinentes pour le masquage sont nanométriques et masquant un métal sur lequel se fait, dans les zones nues, le dépôt du Si et du C. Le SiC déposé est donc directement sous forme des rectangles ou parallélogrammes de taille voulue, ce qui permet d'obtenir une feuille de graphène de SiC directement « patternée », c'est-à-dire présentant un motif géométrique dans son plan dont certaines dimensions sont nanométriques. Dans le mode de réalisation présenté, une dimension nanométrique du masque est choisie en sorte d'obtenir l'effet technique de repliement présenté en référence aux figures 12 et 13. Pour cela, le motif du masque est choisi en sorte de permettre la formation de rectangles dont le côté, qui via un repliement donnant une configuration « chaise », défini le diamètre d'un tube, a une longueur inférieure au seuil visé aux figures 12 et 13. On retire alors le masque et on favorise ensuite le repliement alors que les rectangles sont sur le substrat métallique. Selon une variante, on favorise le repliement après le transfert des rectangles sur un substrat souple. Dans une autre voie de réalisation, en référence aux figures 14 et 15, on effectue un dépôt de SiC sur un substrat métallique 141 ou 151 comportant des plots 140 avec des faces présentant une géométrie de maille cristalline , ou des tronçons de nanofils 150 métalliques ou non métalliques, par exemple de section hexagonale. Cette caractéristique du support permet d'obtenir la bonne courbure pour le feuillet moléculaire 148 ou 158 de SiC dès son dépôt sur la surface. En figure 14, les tubes sont formés debout, alors qu'en figure 15, ils sont formés couchés. Par ailleurs, selon l'étape E21, on réduit la réactivité des terminaisons des cages obtenues, c'est-à-dire la partie de la cage, modélisée à 1, 3 ou 5 couches d'atomes, qui constitue les bords libres de la surface contenant les liaisons entre les atomes. Pour cela, on fonctionnalise les terminaisons, ce qui empêche les terminaisons de se rapprocher et d'éventuellement réagir pour former des liaisons. Dans un mode de réalisation, en référence à la figure 16, cela se fait en ajoutant des adatomes (atomes adsorbés), par exemple de platine 161, se plaçant à proximité de la terminaison 160 de la cage 162. Dans un mode de réalisation alternatif, on greffe des structures polyatomiques, telles que des molécules organiques, organométalliques, ou des clusters métalliques, en phase gaz, en phase liquide par CVD ou PVD (dépôt chimique en phase vapeur, ou dépôt physique en phase vapeur). Ces éléments sont rajoutés afin de créer un transfert de charge entre eux et la cage. Les terminaisons sont alors chargées, positivement ou négativement, et ne peuvent pas se rapprocher entre elles, du fait de la répulsion électrostatique. Ainsi, on obtient des cages stables, offrant des propriétés intéressantes dans des conditions exigeantes. Dans un autre mode de réalisation, en référence à la figure 17, on force une terminaison 170 d'une cage 172 à rester déformée. Cette opération est réalisée en ajoutant une molécule 175, liée de façon chimique à la terminaison 170 de la cage, qui empêche son ouverture, agissant comme un ressort, ou dans une variante comme une bride. De cette façon, les bords de la cage restent déformés, leur conformation est bloquée et leur réactivité est par conséquent diminuée. Ainsi, on obtient des cages stables, offrant des propriétés intéressantes dans des conditions exigeantes. Comme mentionné précédemment, la fonctionnalisation, la formulation (choix d'un solvant, de cosolutés, d'un conservateur ou d'un stabilisateur) et la présentation finale, par exemple en solution concentrée ou diluée ou en phase gazeuse constituent un processus de conditionnement de la structure nanométrique. Ce processus de conditionnement, en plus du processus de formation de la structure nanométrique, est adapté en fonction de la position d'une dimension linéaire de la structure par rapport à une valeur seuil, telle que précisé plus loin en référence aux figures 12 et 13. En référence à la figure 6, on a représenté une cage nanométrique 600 de carbure de silicium issue de la coupe d'un nanotube (m, m), c'est-à-dire un nanotube de configuration « armchair ». Celui-ci est représenté après qu'il ait évolué pour minimiser son énergie. On précise que de manière générale un nanotube est, selon les notations consacrées, similaire à une feuille de graphène enroulée sur elle- même, cette feuille de graphène étant caractérisée par deux vecteurs directeurs, a, et a2. Un vecteur Ch dit vecteur de chiralité est perpendiculaire à l'axe autour duquel lequel le graphène s'enroule pour former le nanotube. Le vecteur de chiralité est défini à un modulo prés, le modulo étant égal à la dimension du feuillet dans la direction orthogonale à l'axe du tube, et au diamètre du tube. Ce vecteur est décomposé sur la base des vecteurs a, et a2 selon l'égalité Ch = n a, + m a2. Quand n = m, le tube est de configuration « armchair », quand m = 0, le tube est de configuration « zigzag », et dans toutes les autres configurations de couple (n, m), on parle de tube chiral. La cage 600 comporte 6 couches (numérotées et indiquées par des flèches sur la figure 4) et a un diamètre défini par m = 5, m étant, comme on l'a vu plus haut, directement proportionnel au diamètre du nanotube. La structure, après la coupe du feuillet, évolue via une formation de m carrés et d'un polygone à 2m sommets sur le bord coupé du nanotube. Sur la figure 6, on voit deux décagones 610, dont les plans sont représentés par la notation P à chacune des extrémités de la structure. On a un repliement de l'extrémité du cylindre vers l'intérieur du cylindre. Ce repliement est caractérisé par une courbure dans la surface de la cage à l'approche de l'extrémité, et la formation de structures en carré de liaisons chimiques. En figure 7, on a représenté une cage 700 de diamètre m = 6 et de c= 18 couches (soit une structure de 216 atomes). Cette cage 700 ressemble à un nanotube de SiC avec une déformation induite par une terminaison dodécagonale, où la courbure et l'étirement affectent aussi quelques tranches de la partie interne. En figures 8 et 9 sont également représentées des cages 800 et 900 à 18 couches de diamètre m = 8 et 10 respectivement. Chacune de ces représentations est celle de la conformation de la structure à minimum local d'énergie et est donc représentative d'une structure stable d'intérêt industriel. On précise que la longueur des cages obtenues ainsi avec un matériau diatomique et un repliement armchair peut être variable, avec des nombres c de couches atomiques perpendiculaires à l'axe du cylindre pairs, au moins égaux à c = 4, 6 ou 8, et dont la valeur maximale est déterminée uniquement par le caractère nanométrique de la cage. Aux figures 6 à 9, les deux terminaisons de la structure sont identiques. A la figure 16, un adatome est présent sur une terminaison, et selon une variante, un autre adatome identique est présent de la même manière sur la deuxième terminaison. Selon une autre variante, la deuxième terminaison fait l'objet d'un greffage différent ou ne fait l'objet d'aucun greffage. Selon une variante, le greffage d'un adatome est caractérisé de manière statistique pour un grand nombre de structures. A la figure 17, une bride est présente sur une terminaison, et selon une variante, une autre bride identique est présente de la même manière sur la deuxième terminaison. Selon une autre variante, la deuxième terminaison fait l'objet d'une contrainte différente ou ne fait l'objet d'aucune contrainte. Selon une variante, la présence de brides est caractérisée de manière statistique pour un grand nombre de structures. En référence à la figure 10, l'évolution de la terminaison d'un nanotube SiC 1000 peut se faire d'une autre manière. On a représenté ici cette deuxième voie, qui implique une dimérisation des liaisons pendantes Si-C 101 et 102, par formation d'une liaison 130 entre les atomes extrêmes de ces liaisons. Sur cette figure partielle, seule l'extrémité supérieure du nanotube est représentée. En référence aux figures 11 à 13, une analyse comparative de la stabilité énergétique de différentes structures de carbure de silicium stoechiométrique (rapport Si sur C de 1:1) est effectuée, au moyen de la théorie de la fonctionnelle de densité (DFT). On a représenté, en ordonnées, les valeurs d'énergie des structures rapportées au nombre de couple d'atomes Si-C. L'énergie de référence est l'énergie par liaison Si-C d'une feuille de SiC. Les abscisses présentent le paramère m proportionnel au diamètre. Les calculs DFT sont réalisés avec le code BigDFT, disponible sur Internet. Le nombre de fonctions de base est choisi de telle sorte que les résultats d'énergie par liaison Si-C sont précis à 1 meV prés. Les géométries sont considérées optimisées lorsque les forces entre deux atomes sont inférieures à 0,1 mHa / bohr. La fonction d'échange et corrélation utilisée est la fonctionnelle PBE (fonctionnelle de J. Perdew, K. Burke et M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 77, 3865, 1996). Les pseudopotentiels sont de la forme HGH (Hartwigsen et al., Phys. Rev. B 58, 3641, 1998 et Genovese et al., J. Chem. Phys., 125, 074105, 2006), dans la variante Krack (Krack, Theor. Chem. Acc., 114, 145, 2005). Les calculs sont faits à o K. En référence aux figures 11 à 13, on exprime l'énergie d'une cage armchair de c couches atomiques perpendiculaires à l'axe et de diamètre m par la formule E (c, m) = (c - 6) Eb (m) + 2 Et (m), Eb étant l'énergie d'une tranche dans la partie interne de la structure (b pour body, ou corps en anglais) et Et l'énergie associée à une extrémité déformée (t pour terminaison), dont l'épaisseur modélisée est de trois couches, ce qui a pour conséquence que l'épaisseur de la partie interne de la structure est de c-6 couches. On choisit les modèles analytiques suivants pour respectivement l'énergie associée à une extrémité déformée et l'énergie d'une tranche de partie interne : Et (m) = Atm2 + Ct et Eb (m) = Ab / m. Ce choix de modèle s'explique pour le premier terme Et par le fait que l'énergie d'une extrémité comprend la contribution des énergies des liaisons chimiques formées, dont le nombre est proportionnel au diamètre, conjuguée au coût énergétique de la courbure de la terminaison, qui croit elle-même proportionnellement au diamètre. La conjugaison s'explique par le fait que les deux effets sont indépendants physiquement l'un de l'autre. Pour le deuxième terme Eb, le choix de modèle s'explique par le fait que l'énergie d'une tranche de cylindre est proportionnelle à sa courbure, elle-même inversement proportionnelle au diamètre. Les valeurs de Eb et Et sont déterminées en analysant les énergies des cages à c= 12 et 18 couches (repères 1110 et 1120), pour des valeurs de m entre 4 et 12. Les valeurs numériques déterminées sont : At = 208,52, Ct = 5888,37, Ab = 3974,74 (en meV). Le modèle ainsi obtenu est validé avec d'autres structures, notamment celles à 6, 8 et 24 couches (repères 1130, 1140 et 1145). Un diamètre optimal correct est reproduit pour chaque famille, comme le montrent les courbes 1150 représentant la fonction E (nombre de couches c, m), rapportée au nombre de liaisons de la structure étudiée. On analyse alors les énergies des terminaisons pour ces structures avec c = 6 et c = 12, et le modèle Et(m) = A't m + C't. Ce choix de modèle est justifié par le fait que l'énergie de la terminaison dans cette forme est proportionnelle au nombre de liaisons formées, proportionnel à la circonférence et donc proportionnel au diamètre. On obtient alors A't = 4064,81 et C't = 1473,43 (meV). Pour des faibles diamètres, la terminaison à carrés et polygone (figures 6 à 9) peut être plus favorable sur le plan énergétique que la terminaison suivant cette deuxième voie (figure 10), alors qu'à plus forte valeur de diamètre, l'inverse est vrai. En référence à la figure 12, où l'on a représenté en abscisse la valeur m proportionnelle au diamètre, et en ordonnées l'énergie Et des terminaisons des structures avec repliement de l'extrémité (repères 1210, similaires aux structures des figures 6 à 9) et des structures sans repliement (repères 1220, similaires à la structure de la figure 10), on compare l'énergie des structures présentant ces terminaisons 2x1 avec celles présentant les terminaisons polynogonales. On observe l'existence d'un rayon critique 1230 pour le carbure de silicium, dont une estimation est mo = 19 ou 20, ce qui équivaut à un diamètre de l'ordre de 3,1 nanomètres. En complément, on effectue cette comparaison en incluant dans les valeurs d'énergie les énergies du corps cylindrique pour un nombre de couche d'atomes donné et constant. Les valeurs de mo obtenues sont cohérentes avec celles obtenues pour les seules terminaisons. En fonction de la température, la valeur de mo varie de l'ordre de quelques % ou quelques dizaines de %, jusqu'à 20, 40, 60 ou 80 %. En référence à la figure 11, on a représenté en abscisse la valeur m proportionnelle au diamètre, et en ordonnées l'énergie totale (incluant le facteur Et et le facteur Eb) rapporté au nombre d'atomes de structures Si-C stoechiométriques. Quand le diamètre de la structure s'accroît, la courbure de la partie principale du tube (c'est-à-dire la partie en dehors des extrémités) diminue, et la conformation locale devient similaire à celle de la feuille plane de SiC, avec une évolution proportionnelle à l'inverse du diamètre, favorisant les cages de diamètre élevé. La baisse de l'énergie totale (incluant le facteur Et et le facteur Eb) par couple SiC de la structure est de plus proportionnelle à la longueur de celle-ci parallèlement à son axe. Ce mécanisme est en concurrence avec la déformation de l'extrémité repliée, qui est d'autant plus énergétiquement coûteuse que le diamètre 30 augmente. Un diamètre optimal, correspondant à un minimum d'énergie par couple SiC est atteint lorsque la stabilisation induite par la diminution de la courbure dans le corps contrebalance la déformation générée à l'extrémité (repères 1160 sur la figure 11). Le tableau suivant représente les minima d'énergie 1160 observés. On observe ainsi une relation entre le diamètre et la longueur des cages à 5 énergie minimale. Nombre 6 8 12 18 24 de couches c m 5 6 7 (6 étant 7 (8 étant 8 proche) proche) Nombre 60 96 168 252 384 d'atomes Des structures dont les valeurs de longueur et de diamètre ne s'éloignent que faiblement des valeurs correspondant à l'énergie minimale ont 10 également une énergie proche du minimal de la courbe représentée en figure 11. Il est bien précisé ici que les caractéristiques liées à l'effet technique de la relation entre le diamètre et la longueur sont avantageuses, mais non essentielles à l'invention. Pour ces cages la différence entre leur énergie et l'énergie de la structure à énergie minimale sur la courbe représentée en figure 15 11 est inférieure à préférentiellement 50, 20, 10, 5, 1 ou 0.1 % de la différence entre l'énergie de la structure minimale et l'énergie de la feuille de graphène de SiC, précédemment utilisée comme référence. En référence aux figures 24 et 25, selon un mode de réalisation alternatif, le repliement du nanotube est zigzag. La figure 24 présente une cage 20 avec l'extrémité ayant subi une constriction, et la figure 25 présente une cage avec les extrémités non repliées. En figure 24 on a un repliement de l'extrémité du cylindre vers l'intérieur du cylindre. Ce repliement est caractérisé par une courbure dans la surface de la cage à l'approche de l'extrémité. Les énergies des structures des figures 24 et 25 varient en fonction 25 du diamètre de la structure de telle sorte qu'il existe une valeur de diamètre pour laquelle les énergies se croisent, définissant ainsi deux zones de valeurs de diamètre, dans lesquelles on adapte le conditionnement des structures différemment. Selon un mode de réalisation alternatif, le matériau utilisé est du nitrure de bore BN, disponible sous forme de nanotube ou de feuillets. En référence à la figure 13, le diamètre critique 1330 est égal à m = 9 ou 10, c'est-à-dire environ 1 nm. On utilise comme matériau de base des nanotubes de nitrure de bore, par exemple multi-feuillets, ou du nitrure de bore graphitique. Selon d'autres modes de réalisation, le matériau utilisé est du bore, du nitrure d'aluminium ou de gallium, de l'oxyde de zinc, ou un autre matériau apte à former un feuillet moléculaire. On utilise par exemple du bore disponible sous forme de nanotubes. Les valeurs du diamètre critique (en nm) correspondant à mo sont supérieures pour le nitrure de gallium et l'oxyde de zinc à celles constatées pour le carbure de silicium. Pour le nitrure d'aluminium, on constate une valeur d'environ 5 nm, soit mo = 29. En référence aux figures 18 à 23, on a représenté trois structures de bore, vue de coté (figures 18, 20 et 22) et vue du haut (figures 19, 21 et 23). Les trois cages comprennent chacune 80 atomes de bore. La cage 180 des figures 18 et 19 est plus haute en énergie que la cage 200 des figures 20 et 21, elle-même plus haute en énergie que la cage 220 de la figure 22 et 23. La cage 180 comprend c = 6 couches, et est de géométrie zigzag. La cage 200 comprend c = 6 couches et est de géométrie armchair. Le nombre de sommet du polygone de terminaison peut être pair ou impair. Des cages sans repliement ou constriction (non représentées) analogues aux cages 180 et 200 constituent des conformations avec des énergies différentes, et il existe des valeurs de diamètre (une valeur pour la famille zigazg, une valeur pour la famille armchair) pour laquelle les énergies se croisent, définissant deux zones de valeurs de diamètre, dans lesquelles on adapte le conditionnement de manière différente. La cage 220 est analogue à un fullerène, comprend 12 pentagones, et constitue un minimum global. Les cages 180 et 200 sont obtenues par le procédé selon l'invention en utilisant des nanotubes zigzag ou armchair, respectivement. Dans le cas du bore, une activation thermique mène de la cage 180 ou de la cage 200 à la cage 220. De manière générale, l'invention est appliquée à la physique, la chimie et la biologie des nanostructures, dans des fonctions mécaniques, électroniques, optiques, catalytiques ou thérapeutiques. Pour le carbure de silicium, elle s'applique notamment à l'électronique de puissance, la catalyse hétérogène, les supports pour les matériaux et l'électronique. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits mais englobe toutes les variantes à la portée de l'homme du métier. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'une cage nanométrique d'un matériau apte à former un feuillet moléculaire, comprenant une étape de formation et conditionnement d'un objet dont la forme générale est celle d'un cylindre de révolution, l'étape de formation et conditionnement étant adaptée en fonction de la position de la valeur du diamètre du cylindre de révolution par rapport à un seuil en dessous duquel un repliement des extrémités du cylindre est favorisé. 2. Procédé de fabrication d'une cage nanométrique selon la revendication 1, comprenant une étape de formation d'un objet comprenant un feuillet, ledit objet étant adapté à former, éventuellement via un repliement topologique, un objet dont la forme générale est celle d'un cylindre de révolution possédant un diamètre inférieur à un seuil en dessous duquel une réaction de repliement des extrémités du cylindre est favorisée. 3. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, au cours duquel ledit objet est adapté à former un cylindre de révolution via un repliement topologique, le procédé comprenant de plus une étape d'activation thermodynamique favorisant ledit repliement topologique. 4. Procédé de fabrication l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'objet comprenant un feuillet est un nanotube, préférentiellement de configuration « armchair » ou de configuration « zigzag ». 5. Procédé de fabrication selon la revendication 4 caractérisé en ce que ledit nanotube est mono-feuillet. 6. Procédé de fabrication selon la revendication 4 caractérisé en ce que ledit nanotube est multi-feuillet à espacement inter-feuillet large.30 7. Procédé de fabrication selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que l'objet comportant un feuillet est un élément coupé issu d'une feuille. 8. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit objet évolue par formation d'au moins un polygone aplani à partir de liaisons pendantes sur un de ses bords. 10 9. Procédé de fabrication selon la revendication 8 caractérisé en ce que ledit polygone a un nombre de sommets pair. 10. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la formation de l'objet comprend une étape 15 de coupe du feuillet en au moins un élément coupé. 11. Procédé de fabrication selon la revendication 10 caractérisé en ce que la coupe comprend une étape de bombardement ionique. 20 12. Procédé de fabrication selon la revendication 10 ou 11 caractérisé en ce que la coupe comprend une étape de lithographie. 13. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'étape de formation et conditionnement 25 comprend de plus une étape de mise en place, sur un bord de l'objet, d'un élément adapté à provoquer un transfert de charge avec la cage. 14. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'étape de formation et conditionnement 30 comprend de plus une étape de greffage, sur un bord de l'objet, d'un élément adapté à contraindre géométriquement ledit bord, par exemple une bride.5 15. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le seuil est égal à 3 ± 2 nm pour du carbure de silicium stoechiométrique, le cylindre étant de configuration « armchair ». 16. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le cylindre de révolution possède un diamètre et une longueur dans une relation adaptée à minimiser l'énergie par atome de la structure. 17. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit cylindre de révolution possédant une stabilité dans une forme différente de la forme à minimum d'énergie, le procédé comprend de plus une étape ultérieure d'activation, par exemple une activation thermique, favorisant une évolution dudit cylindre de révolution vers la forme à minimum d'énergie. 18. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le matériau apte à former un feuillet moléculaire est du carbure de silicium, du nitrure de bore, du nitrure de gallium, du nitrure d'aluminium, de l'oxyde de zinc ou du bore, et par exemple du carbure de silicium stoechiométrique ou du nitrure de bore stoechiométrique ou proche de la stoechiométrie. 19. Procédé de fabrication selon l'une des revendications 25 précédentes caractérisé en ce que le matériau apte à former un feuillet moléculaire est du bore utilisé directement sous forme de nanotube. 20. Cage nanométrique (600 ; 700 ; 800 ; 900 ; 1000 ; 180, 200 ; 20, 30 fig 24 et 25) d'un matériau apte à former un feuillet moléculaire, comprenant un objet dont la forme générale est celle d'un cylindre de révolution, dont la forme et le conditionnement sont adaptés en fonction de la position de la valeur dudiamètre du cylindre de révolution par rapport à un seuil en dessous duquel un repliement des extrémités du cylindre est favorisé. 21. Cage nanométrique (600 ; 700 ; 800 ; 900 ; 180 ; 200 ; 220 ; fig 5 24) selon la revendication 20, constituée d'un cylindre de révolution de diamètre inférieur audit seuil. 22. Cage nanométrique (1000 ; fig 25) selon la revendication 20, constituée d'un cylindre de révolution de diamètre supérieur audit seuil. 23. Cage selon l'une des revendications de cage précédente, caractérisée en ce que son repliement est zigzag, armchair ou chiral. 24. Cage selon l'une des revendications de cage précédentes, 15 caractérisée en ce que ses deux extrémités sont par exemple identiques. 25. Cage selon l'une des revendications de cage précédentes, caractérisée qu'elle est composée d'un cylindre de révolution possédant un diamètre et une longueur dans une relation adaptée à minimiser l'énergie par 20 atome de la structure. 26. Cage selon l'une des revendications de cage précédentes, caractérisé en ce que le matériau est du carbure de silicium, du nitrure de bore, du nitrure de gallium, du nitrure d'aluminium, de l'oxyde de zinc ou du bore, par 25 exemple du carbure de silicium ou du nitrure de bore stoechiométrique ou proche de la stoechiométrie. 27. Elément de feuillet moléculaire adapté à former, éventuellement via un repliement topologique, un cylindre de révolution possédant un diamètre 30 inférieur à un seuil en dessous duquel un repliement des extrémités du cylindre est favorisé. 10 28. Cage obtenue par le procédé d'une des revendications 1 à 19.