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Des nanotubes hybrides de carbone et d'or, clé pour l'électronique

ActualitéClassé sous :physique , nanotube , semi-conducteurs

Une équipe de chercheurs du Rensselaer Polytechnic Institute a réussi à associer les avantages des nanotubes en carbone et ceux des nanofils en métal. L'établissement de jonctions entre les deux matériaux doit permettre de surmonter les obstacles concernant l'emploi des nanotubes pour construire des puces et des capteurs électroniques en nanotechnologie

Au microscope électronique, une connexion nanotubes de carbone ( b ) / Or ( h ) : Crédit Rensselaer/Fung Suong OU

Au microscope électronique, une connexion nanotubes de carbone ( b ) / Or ( h ) : Crédit Rensselaer/Fung Suong OU

La conductibilité impressionnante des nanotubes de carbone en fait des matériaux prometteurs pour une grande variété d'applications électroniques, mais l'établissement de connexions individuelles avec des filaments en métal s'est révélé être beaucoup plus difficile que prévu. La nouvelle technique permet de surmonter l'obstacle, ce qui est la clé pour produire avec eux des puces d'ordinateurs. « Cela nous permet de mettre ensemble plusieurs pièces du difficile puzzle représenté par la nanoélectronique, ce qui nous rapproche un peu plus d'une électronique basée sur les nanotubes » affirme Fung Suong OU, l'un des auteurs de l'article relatant les résultats de l'équipe et thésard en sciences des matériaux et ingénierie électrique à Rensselaer.

Tous les concepteurs de micro-processeurs sont continuellement à la recherche de moyens pour réduire la dimension de leurs puces à l'échelle du nanomètre. La technologie des nanotubes en carbone et des nanofils, qui est devenue disponible au début des années 90, semble la solution pour y arriver. En effet, les nanotubes de carbone possèdent une résistance mécanique impressionnante et sont d'excellents conducteurs de l'électricité. Ils permettent d'en effectuer le transport plus vite que ceux basés sur le cuivre. Ce n'est pas tout, les filaments en or ont, eux aussi, d'intéressantes propriétés optiques et électriques et comme ils sont compatibles avec des systèmes biologiques, on imagine facilement les possibilités ainsi ouvertes, des interfaces circuits électroniques / neurones biologiques par exemple. Fung Suong OU ajoute « C'est pour combiner les avantages des deux matériaux que nous avons réalisé cet exploit, cela ouvre la porte à la nouvelle génération des nanomatériaux hybrides » .

On réalise les nanofils en métal à partir de blocs minces d'aluminium (le terme technique est charpente) déjà produits massivement pour la réalisation de filtres dans l'industrie et possédant des pores de taille nanométrique. Les filaments en cuivre et en or sont insérés dans les pores et l'ensemble est placé dans un fourneau à haute température avec une source de carbone. Dans cette situation, les atomes de carbone en phase gazeuse s'arrangent d'eux-mêmes pour se déposer dans les pores et former des nanotubes directement connectés au sommet des nanofils en métal !

« C'est vraiment une technique facile, et elle pourrait être appliquée à bien d'autres matériaux » toujours selon OU. « Ce qui est le plus excitant c'est qu'elle vous permet de manipuler et de contrôler des jonctions entre nanotubes et nanofils d'une taille de seulement quelques centaines de microns ! » .

Jusqu'à présent, l'équipe a réalisé des nanotubes hybrides en connectant des nanotubes de carbone avec du cuivre et de l'or, mais elle travaille sur la possibilité de le faire avec des semi-conducteurs, ce qui donnerait une diode.

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