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De nouveaux procédés de création d'hétérostructures reposant sur le graphène viennent d'être proposés par des chercheurs de l'Institut de physique Lebedev (FIAN) de l'Académie des sciences de Russie. Ils pourraient servir de base à des appareils fournissant de la lumière, et trouver également des applications dans l'électronique.
Le graphène se présente sous la forme d'une couche unique d'atomes de carbone, reliés entre eux par une structure de liaisons chimiques rappelant de par leur géométrie la structure des cellules de miel des abeilles. Il possède des propriétés physico-chimiques exceptionnelles, ce qui rend le graphène et ses dérivés très intéressants pour divers domaines des sciences et des techniques. Rappelons que le Prix Nobel 2010 de physique a été attribué à deux chercheurs originaires de Russie travaillent en Grande-Bretagne, Konstantin Novoselov et Andre Gueim pour leurs travaux novateurs sur le graphène.
Molécule de graphène
Deux chercheurs du FIAN, Andreï Siline et Pavel Ratnikov, proposent quant à eux de nouveaux procédés pour construire des hétérostructures planes sur la base du graphène, qui pourraient constituer la base d'instruments générateurs de lumière, par exemple des diodes ou des lasers. La particularité des hétérostructures qu'ils proposent est que, selon leurs calculs, elles devraient présenter les propriétés de ce que l'on appelle le trou quantique - une structure au sein de laquelle les électrons ne se déplacent que dans deux directions.
Selon les chercheurs, il existe deux moyens d'obtenir de telles hétérostructures. On peut apposer du graphène sur un aplat hétérogène fait de deux couches de nitrure de bore, entre lesquelles se trouve une bande de dioxyde de silicium. L'autre possibilité est liée à la déposition par pulvérisation sur le graphène de molécules de certaines substances, telles que l'hydrogène, l'oxygène ou l'ammoniac. "Les calculs que nous avons effectués permettent de choisir les paramètres des hétérostructures planes reposant sur le graphène, indispensables pour obtenir un rayonnement optique dans un domaine déterminé du spectre. Pour l'instant, cette théorie devance quelque peu l'expérimentation, précise toutefois Andreï Siline."
Les hétérostructures proposées peuvent également être utilisées dans l'électronique comme "clé" régulant la circulation des électrons dans les conducteurs