Une méthode industrielle de fabrication de nanofils

Les applications prometteuses des nanofils semiconducteurs démontrées au niveau du laboratoire ne pourront être développées dans des produits commerciaux que si des procédés de fabrication industrialisables sont mis au point.

La technique couramment utilisée en laboratoire consiste à faire pousser par une méthode CVD les nanofils sur un substrat adapté, de les retirer ensuite de ce substrat pour les mettre en solution, afin de pouvoir les déposer ensuite sur l'échantillon sur lequel ils seront exploités, en essayant de contrôler leur orientation. Il faut ensuite utiliser un microscope à sonde locale pour chercher sur la surface les nanofils isolés afin de pouvoir les étudier ou déposer des contacts électriques. Il est clair que ces opérations ne sont pas compatibles avec une production de masse.



Des chercheurs du National Institute of Standards and Technology (NIST) viennent de proposer une méthode de croissance qui permet d'obtenir directement sans manipulation des réseaux de nanofils de ZnO (oxyde de zinc) alignés et parallèles. Le procédé de croissance est traditionnel et consiste tout d'abord à déposer par des procédés conventionnels de lithographie des nanoparticules d'or sur des sites prédéfinis par gravure de la surface du substrat de saphir. La croissance des nanofils d'oxyde de zinc se fait à partir des gouttelettes d'or qui se forment suite à la fusion des nanoparticules déposées et qui servent de germe, et la direction de croissance est déterminée par le léger désaccord de maille entre le substrat et le cristal de ZnO, de sorte que les nanofils poussent tous dans la même direction à la surface du saphir. Puisque la localisation des germes et la direction de croissance sont bien déterminées, il est ensuite beaucoup plus facile d'implanter des contacts et les autres éléments nécessaires à la réalisation du dispositif par lithographie.

Pour démontrer l'efficacité de leur procédé, les chercheurs ont fabriqué simultanément plus de 600 transistors à base de nanofils. Ils ont observé que les nanofils avaient poussé en petits paquets pouvant compter jusqu'à huit nanofils, mais il semble que ce problème pourrait être surmonté par un meilleur contrôle de la taille des nanoparticules d'or.