Les chercheurs du Département des matériaux de l’Université d’Oxford ont mis au point une technique pour manipuler et placer avec précision des nanofils avec une précision inférieure au micron. Cette découverte pourrait accélérer le développement de puces informatiques encore plus petites et plus puissantes.
Et exemple de composants électroniques montés en surface, notamment des micropuces. Crédit image : Lenharth Systems via Espace négatifCC0 Domaine public
Dans une étude récemment publiée, une équipe de chercheurs du Département des matériaux de l’Université d’Oxford dirigée par Harish Bhaskaranprofesseur de nanomatériaux appliqués, décrivent une approche révolutionnaire pour prélever des nanofils uniques du substrat de croissance et les placer sur pratiquement n’importe quelle plate-forme avec une précision inférieure au micron.
La méthode innovante utilise de nouveaux outils, y compris des filaments de polyéthylène téréphtalate (PET) ultra-minces avec des pointes nanométriques effilées qui sont utilisées pour ramasser des nanofils individuels. À cette échelle fine, les forces adhésives de van der Walls (minuscules forces d’attraction qui se produisent entre les atomes et les molécules) font «sauter» les nanofils au contact des pointes. Les nanofils sont ensuite transférés sur un tampon élastique transparent en forme de dôme monté sur une lame de verre. Ce tampon est ensuite retourné et aligné avec la puce de l’appareil, le nanofil étant ensuite imprimé doucement sur la surface.
Les nanofils déposés ont montré de fortes qualités adhésives, restant en place même lorsque le dispositif était immergé dans un liquide. L’équipe de recherche a également pu placer des nanofils sur des substrats fragiles, tels que des membranes ultra-minces de 50 nanomètres, démontrant la délicatesse et la polyvalence de la technique d’estampage.
De plus, les chercheurs ont utilisé la méthode pour construire un capteur optomécanique (un instrument qui utilise la lumière laser pour mesurer les vibrations) qui était 20 fois plus sensible que les dispositifs à base de nanofils existants.
Les nanofils, des matériaux aux diamètres 1000 fois plus petits qu’un cheveu humain et aux propriétés physiques fascinantes, pourraient permettre des avancées majeures dans de nombreux domaines différents, des capteurs d’énergie et des capteurs aux technologies de l’information et quantiques. En particulier, leur taille minuscule pourrait permettre le développement de transistors plus petits et de puces informatiques miniaturisées. Un obstacle majeur, cependant, à la réalisation du plein potentiel des nanofils a été l’incapacité de les positionner avec précision dans les dispositifs.
La plupart des techniques de fabrication de dispositifs électroniques ne peuvent tolérer les conditions nécessaires à la production de nanofils. Par conséquent, les nanofils sont généralement développés sur un substrat séparé, puis transférés mécaniquement ou chimiquement sur le dispositif. Dans toutes les techniques de transfert de nanofils existantes, cependant, les nanofils sont placés de manière aléatoire sur la surface de la puce, ce qui limite leur application dans les dispositifs commerciaux.
Étudiant en doctorat Utku Emre Ali (Department of Materials), qui a développé la technique, a déclaré: «Ce nouveau processus d’assemblage pick-and-place nous a permis de créer des dispositifs uniques en leur genre dans le domaine des nanofils. Nous pensons que cela fera progresser à peu de frais la recherche sur les nanofils en permettant aux utilisateurs d’incorporer des nanofils aux plates-formes sur puce existantes, qu’elles soient électroniques ou photoniques, débloquant des propriétés physiques qui n’ont pas été réalisables jusqu’à présent. De plus, cette technique pourrait être entièrement automatisée, ce qui rendrait possible la fabrication à grande échelle de puces intégrées à nanofils de haute qualité.
La source: Université d’Oxford
