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Une ampoule électrique de la taille d'un virus

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Sorte de serpentin invisible à l'œil nu, cette diode électroluminescente miniature nous promet des écrans souples et d'autres gadgets qui restent à inventer. En prime, elle est facile à fabriquer.

Avec ses 200 nanomètres de diamètre, cette drôle de diode électroluminescente cylindrique est plus mince que la longueur d'onde de la lumière orange qu'elle émet. Elle est faite d'un mélange de ruthénium (un métal) et de polyéthylène (un polymère organique) et se présente sous forme d'une longue fibre, un peu comme une coulée de pâte dentifrice que l'on aurait sortie de son tube.

Plus simple que l'électronique traditionnelle, la fabrication fait appel à une technique connue de réalisation de fibres microscopiques, utilisant ici un plateau tournant. Crédit : Craighead Research Group

Pour en expliquer la fabrication, les chercheurs de l'université de Cornell qui ont mis au point cette Led (l'autre appellation d'une diode électroluminescente) parlent de crêpes et de sirop. Suivons leur recette. Equipez-vous d'un tourne-disque, trouvé chez vos parents ou au grenier, et faites-en tourner le plateau préalablement recouvert d'une crêpe. Utilisez ensuite un de ces cornets dont les pâtissiers se servent pour disposer de la crème en filet et emplissez-le de sirop ou de crème Chantilly. D'un mouvement radial, faites couler ce contenu sur la crêpe tournante. Une fois obtenu un serpentin en spirale, arrêtez le mouvement du plateau et laissez sécher.

Bien sûr, les ingrédients ne sont pas les mêmes dans la véritable recette. La crème Chantilly est remplacée par le ruthénium, inclus dans un ligand de tris-bipyridine, et d'oxyde de polyéthylène. Son éjection et son accolement au substrat tournant sont assurés par une forte différence de potentiel électrique entre cette matière et le plateau. L'évaporation du solvant fera durcir ce fil microscopique. Cette technique n'est pas une nouveauté. Appelée electrospinning, elle est utilisée en nanotechnologie pour la fabrication de microfibres de polymères.

Soumise à un très faible voltage appliqué par de minuscules électrodes (les lignes jaunes), cette fibre devient une Led organique orange. La représentation est bien sûr schématique. Crédit : Craighead Research Group

Soumises à une petite différence de potentiel, cette diode organique émet un lumière orange, ténue mais qui enthousiaste les chercheurs. Les applications évoquées concerne l'électronique souple, un sujet actuellement à la mode, avec la perspective d'écrans imprimés sur une surface flexible. Mais les auteurs évoquent aussi des applications en microscopie ou dans le domaine des capteurs. Ils insistent sur la facilité de fabrication. Même si la réalité est un peu plus délicate que l'exemple de la crêpe à la crème Chantilly, le procédé est effectivement plus simple que les techniques de lithographie de l'électronique au silicium.

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