Le nanomètre est le milliardième du mètre. Il se forme en appliquant au mètre le préfixe SI nano, qui vaut 10-9, et s’écrit nm. Le préfixe vient du grec nanos, qui signifie nain.
C’est l’échelle de travail de l’optique et de l’électronique modernes. La lumière visible s’étend d’environ 380 nm du côté violet à 750 nm du côté rouge, ce qui fait du nanomètre l’unité usuelle pour décrire la couleur en termes physiques. Un pointeur laser émettant à 532 nm est vert ; à 650 nm, il est rouge. L’ultraviolet se situe en dessous de 380 nm et l’infrarouge au-dessus de 750 nm.
La biologie y recourt en permanence. La double hélice de l’ADN mesure environ 2 nm de large. Un virus courant fait entre 20 et 300 nm. Les membranes cellulaires ont une épaisseur d’environ 7 nm. Ces dimensions se situent sous la résolution des microscopes optiques classiques, limitée par la longueur d’onde de la lumière elle-même à quelque 200 nm.
La fabrication des semi-conducteurs a fait connaître le nanomètre en dehors des sciences. Les nœuds de gravure ont été désignés par 90 nm, 45 nm, 14 nm, 5 nm et moins encore. Ce chiffre ne correspond plus à aucune dimension mesurable précise sur la puce : il est devenu une appellation commerciale plutôt qu’une grandeur physique, même si les structures sous-jacentes se comptent bien en nanomètres. La grille d’un transistor moderne fait quelques dizaines d’atomes de large.
La nanotechnologie tire son nom de l’unité et couvre par convention les structures comprises entre 1 et 100 nm. Les matériaux s’y comportent souvent différemment, car les effets de surface l’emportent alors sur les propriétés de la masse.
Mesurer à cette échelle exige des instruments qui ne reposent pas sur la lumière visible. Les microscopes électroniques résolvent des détails inférieurs au nanomètre grâce à des électrons, dont la longueur d’onde effective est bien plus courte que celle de la lumière. Les microscopes à force atomique procèdent autrement : ils traînent une pointe fine sur la surface et enregistrent sa déflexion. Tous deux ont été déterminants pour l’essor des nanotechnologies, car un domaine progresse difficilement tant que son objet demeure invisible.
Un nanomètre équivaut à 10 ångströms, 1000 picomètres ou 0,001 micromètre. Une feuille de papier fait environ 100 000 nm d’épaisseur.
| Unité | Symbole | 1 Nanomètre équivaut à | 1 de ces unités équivaut à | Convertisseur |
|---|---|---|---|---|
| Ångström | Å | 10 Å | 0.1 nm | Nanomètres en Ångströms |
| Micromètre | μm | 0.001 μm | 1000 nm | Nanomètres en Micromètres |
| Millimètre | mm | 0.000001 mm | 1000000 nm | Nanomètres en Millimètres |
| Centimètre | cm | 0.0000001 cm | 10000000 nm | Nanomètres en Centimètres |
| Décimètre | dm | 0.00000001 dm | 100000000 nm | Nanomètres en Décimètres |
| Mètre | m | 0.000000001 m | 1000000000 nm | Nanomètres en Mètres |
| Décamètre | dam | 1 × 10-10 dam | 10000000000 nm | Nanomètres en Décamètres |
| Hectomètre | hm | 1 × 10-11 hm | 100000000000 nm | Nanomètres en Hectomètres |
| Kilomètre | km | 1 × 10-12 km | 1000000000000 nm | Nanomètres en Kilomètres |
| Pouce | in | 0.0000000393700787402 in | 25400000 nm | Nanomètres en Pouces |
| Main | hh | 0.00000000984251968504 hh | 101600000 nm | Nanomètres en Mains |
| Pied | ft | 0.00000000328083989501 ft | 304800000 nm | Nanomètres en Pieds |
| Yard | yd | 0.00000000109361329834 yd | 914400000 nm | Nanomètres en Yards |
| Chaîne | ch | 4.9709695379 × 10-11 ch | 20116800000 nm | Nanomètres en Chaînes |
| Furlong | fur | 4.9709695379 × 10-12 fur | 201168000000 nm | Nanomètres en Furlongs |
| Mille | mi | 6.21371192237 × 10-13 mi | 1609344000000 nm | Nanomètres en Milles |
| Mille marin | nmi | 5.39956803456 × 10-13 nmi | 1852000000000 nm | Nanomètres en Milles marins |
| Lieue | lea | 2.07123730746 × 10-13 lea | 4828032000000 nm | Nanomètres en Lieues |
| Lieue marine | nlea | 1.79985601152 × 10-13 nlea | 5556000000000 nm | Nanomètres en Lieues marines |
| Unité astronomique | au | 6.68458712227 × 10-21 au | 1.495978707 × 1020 nm | Nanomètres en Unités astronomiques |
| Année-lumière | ly | 1.05700083402 × 10-25 ly | 9.46073047258 × 1024 nm | Nanomètres en Années-lumière |
| Parsec | pc | 3.24077928944 × 10-26 pc | 3.08567758149 × 1025 nm | Nanomètres en Parsecs |