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Posté par Redbran le Mercredi 09/08/2017 à 00:00
Un substrat universel pour les semi-conducteurs
Malgré leurs propriétés attrayantes, de nombreux semi-conducteurs ne peuvent être utilisés par manque de substrats adaptés. Des chercheurs du Laboratoire nanotechnolgies et nanosystèmes et du laboratoire canadien Nanoelectronics-Nanophotonics ont proposé une méthode pouvant pallier ce problème avec un substrat universel capable de se conformer aux différentes mailles cristallines et de rester stable à de hautes températures. Ces travaux sont publiés dans la revue Small, dont ils font la couverture.


© Small

La fabrication des dispositifs semi-conducteurs passe par la croissance de films minces de haute qualité cristalline, on parle d'épitaxie, sur un substrat. Or la création de semi-conducteurs de haute qualité impose l'utilisation de substrats compatibles en paramètre (Un paramètre est au sens large un élément d'information à prendre en compte pour prendre une décision ou pour effectuer un calcul.) de maille cristallin. Cela restreint le choix de semi-conducteurs et leurs applications, et fait grimper les coûts. Ces procédés ont également souvent lieu à des températures entre 500 et 900 degrés.

Des chercheurs du Laboratoire Nanotechnologies et Nanosytèmes (LN2, CNRS/Université de Sherbrooke/INSA Lyon/École Centrale de Lyon/CPE Lyon/Université Grenoble Alpes/Comue Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au moment où les...) de Lyon) et du laboratoire Nanoelectronics-Nanophotonics ont mis au point (Graphie) un nanocomposite de graphène-silicium poreux qui répond à ces deux critères: son paramètre de maille est modulable en fonction des besoins et il résiste à des chaleurs allant jusqu'à 1050 °C. Ce matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base sélectionnée en raison de propriétés particulières...) dispose également d'une grande flexibilité.


© LN2
(Gauche) étapes principales du procédé de fabrication du substrat universel.
(Droite) Démonstration (En mathématiques, une démonstration permet d'établir une proposition à partir de propositions initiales, ou précédemment démontrées à partir de propositions initiales, en s'appuyant sur un...) de la flexibilité unique du substrat composite.

Le nanocomposite est fabriqué par un dépôt de graphène (Cet article ne doit pas être confondu avec l’article graphème.) sur la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois...) interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à l'hôpital ou en cabinet...) du silicium (Le silicium est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Si et de numéro atomique 14.) poreux. Des plaques de silicium sont traitées par un procédé électrochimique. En réaction, le silicium s'autoassemble pour former une sorte d'éponge (Les éponges constituent l’embranchement (vraisemblablement paraphylétique) des Spongiaires et sont des animaux sans système nerveux ni tube...) hautement flexible. Le graphène peut alors s'infiltrer dans les pores pour en tapisser tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) l'intérieur, ce qui assure la résistance à la chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !). Ces travaux devraient permettre la création de nouveaux alliages semi-conducteurs, pour des applications possibles dans le domaine de l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.), en électronique et en télécommunications (Les télécommunications sont aujourd’hui définies comme la transmission à distance d’information avec des moyens électroniques. Ce terme est plus utilisé que le terme synonyme officiel...). L'équipe cherche d'ailleurs des collaborateurs pour mieux exploiter ce potentiel.

Référence publication:
Graphene–Mesoporous Si Nanocomposite as a Compliant Substrate for Heteroepitaxy
Boucherif AR, Boucherif A, Kolhatkar G, Ruediger A, Arès R
Small, 13, 1603269 (2017)
DOI: 10.1002/smll.201603269

Contact chercheur:
Abderraouf Boucherif – LN2

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Source: CNRS-INSIS