Positionner avec précision des milliers de nanofils sur un substrat grâce à une technique reproductible à grande échelle et à faible coût. C’est le résultat obtenu par des chercheurs du LAAS-CNRS. Publié dans la revue Advanced Materials, il ouvre de nouvelles perspectives pour l’introduction des nanofils dans l’industrie des semi-conducteurs.
© Florent Seichepine, Maéva Collet, Guilhem Larrieu © LAAS-CNRS
Technique innovante, combinant phénomène de diélectrophorèse et assemblage capillaire, permettant d'aligner avec succès des milliers de nanofils uniques à des endroits spécifiques d'un substrat. Les nanofils sont piégés sélectivement en tirant profit de la dépendance en fréquence spécifique à chaque matériau.
Les nanostructures unidimensionnelles (nanofils) sont considérées comme la brique de base idéale pour la fabrication de nombreux nanodispositifs. En nanotechnologies, le domaine de recherche qui les concerne est l’un des plus féconds de la dernière décennie. Des progrès impressionnants ont notamment été réalisés au niveau de la croissance de ces nanostructures ainsi que dans la fabrication des démonstrateurs les intégrant, dans des domaines aussi variés que la nanoélectronique, la photonique, la récupération d’énergie ou la biodétection. Toutefois, l'assemblage contrôlé de nanofils à grande échelle reste l’un des principaux verrous entravant leur introduction massive dans l'industrie des semi-conducteurs.
Des chercheurs du LAAS-CNRS de Toulouse ont démontré une technique innovante pour la mise en place précise à grande échelle de nanostructures unidimensionnelles à un faible coût. L’originalité de cette technique ? Combiner assemblage capillaire et diélectrophorèse (1) pour une localisation contrôlée des nanofils. L’assemblage capillaire permet de balayer une grande surface avec une goutte de liquide contenant les nanofils alors que des électrodes attirent ces fils dans des zones précises du substrat par force diélectrophorèse. Cette technique permet ainsi d'aligner avec succès des milliers de nanofils uniques à des endroits précis, à l'échelle d’un substrat entier. De plus, cette approche ouvre de multiples perspectives puisqu’elle permet de trier les nanofils suivant leur composition chimique, de co-intégrer plusieurs types de nanofils côte à côte ou de créer des structures plus complexes à base de nanofils comme des croix.
Enfin, la versatilité de cette approche (possibilité d’intégration sur un substrat alternatif tel que du verre, du papier, des substrats organiques flexibles ou encore dans le volume d’interconnexion d’un circuit intégré), la rend particulièrement prometteuse pour un traitement à grande échelle des circuits électroniques à base de nanofils.
Note:
(1) La diélectrophorèse est un phénomène dans lequel une force est exercée sur une particule diélectrique lorsqu'elle est soumise à un champ électrique non uniforme.
Référence :Large-scale assembly of single nanowires through capillary-assisted dielectrophoresis.
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que ce soit en technologie CMOS (Complementary Metal Oxide Silicon/Substrat) ou bipolaire
