Alignement de grandes quantités de nanofils à l'aide de bulles

Une équipe composée de scientifiques de Harvard University (Cambridge, MA) et de University of Hawaii at Manoa (Honolulu, HI) a développé une méthode qui permet de répandre et d'aligner uniformément des nanofils ou des nanotubes sur des surfaces qui sont cent fois plus importantes que ce qui est réalisable avec les méthodes actuelles.


Leur technique exploite une méthode d'extrusion-gonflage utilisée dans la fabrication de sacs plastique qui consiste à verser un mélange composé d'un polymère et de nanofils ou de nanotubes sur une surface circulaire percée d'un petit trou. L'injection d'azote dans ce trou permet de former et de gonfler une bulle ovale qui s'étire progressivement jusqu'à former un film d'une épaisseur de 200 à 500 nanomètres et atteindre une hauteur de 50 centimètres et une largeur de 25 centimètres. Les nanotubes ou nanofils contenus dans ce film sont répartis uniformément sur toute la surface de la bulle et sont globalement tous alignés verticalement du fait que la bulle se développe principalement dans le sens vertical. Le film résultant de cette opération peut être transféré sur une plaquette de silicium ou sur un autre matériau en le mettant en contact avec la bulle, les éléments ainsi transférés conservant leur orientation.


Pour démontrer l'efficacité de leur méthode et la qualité des films obtenus, les chercheurs ont réalisé des transistors en déposant des contacts électriques de grille, source et drain sur des nanofils de silicium transférés sur un substrat plastique de Kapton à partir de cette technique. Les résultats sont très satisfaisants et montrent que les nanofils alignés jouent bien le rôle de canaux semiconducteurs pour les transistors réalisés. Un tel procédé pourrait avoir un impact important dans la fabrication de dispositifs à base de nanotubes/nanofils, comme des capteurs, des écrans ou même des mémoires car il permet d'obtenir des surfaces importantes d'éléments alignés pour un coût relativement faible.