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Posté par Adrien le Mercredi 07/11/2007 à 00:00
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 (Au sens littéral, l'orientation désigne ou matérialise la direction de l'Orient (lever du soleil à l'équinoxe) et des points cardinaux (nord de la boussole) ;). Il faut ensuite utiliser un microscope à sonde (Une sonde spatiale est un vaisseau non habité envoyé par l'Homme pour explorer de plus près des objets du système solaire et, pour certaines, l'espace qui est au-delà. Cela couvre à la fois les mesures in...) locale pour chercher sur la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement...) 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 (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force de gravitation (la masse grave). Ces...).


Image optique représentant des électrodes en métal attachées aux nanofils d'oxyde (Un oxyde est un composé de l'oxygène avec un élément moins électronégatif, c'est-à-dire tous sauf le fluor. Oxyde désigne également l'ion oxyde O2-.) de zinc (Le zinc (prononciation /zɛ̃k/ ou /zɛ̃ɡ/) est un élément chimique, de symbole Zn et de numéro atomique 30.).
Les taches foncées près du centre sont les gouttelettes d'or où commence la croissance des nanofils,
la flèche rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.) montre la direction de la croissance.
La barre en bas à droite représente une longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme ou en forme de lacet, sa longueur est celle...) de 50 micromètres.


Image prise au microscope électronique à balayage représentant
des électrodes reliées à un groupe de nanofils.
La barre en bas à droite représente une longueur de 5 micromètres.

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 (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) 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 (Le saphir est une variété gemme de corindon pouvant présenter de multiples couleurs, sauf la couleur rouge qui désigne alors uniquement...). La croissance des nanofils d'oxyde de zinc se fait à partir des gouttelettes d'or qui se forment suite à la fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état liquide. Pour un corps pur, c’est-à-dire pour une substance...) des nanoparticules déposées et qui servent (Servent est la contraction du mot serveur et client.) de germe (En botanique, un germe est un embryon de plante contenu dans une graine. Le terme désigne également une excroissance qui se développe depuis un tubercule. Germe est un synonyme de plicitatus. La germination...), et la direction de croissance est déterminée par le léger désaccord de maille entre le substrat et le cristal (Cristal est un terme usuel pour désigner un solide aux formes régulières, bien que cet usage diffère quelque peu de la...) 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.

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Source: BE Etats-Unis numéro 97 (29/10/2007) - Ambassade de France aux Etats-Unis / ADIT
Illustrations: NIST