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Réalisation d’un nanocircuit à partir d’une unique nanoparticule - Par : Hanen Hattab,

Réalisation d’un nanocircuit à partir d’une unique nanoparticule


Hanen Hattab
Hanen Hattab est doctorante en sémiologie à l’UQAM. Ses recherches portent sur les pratiques d’art et de design subversifs et contre culturels comme le vandalisme artistique, le sabotage et les détournements culturels.

Nanoparticules utilisé en électronique

L’image d’en-tête a été achetée sur Istock.com et est protégée par des droits d’auteurs.

L’enjeu principal de la nanoélectronique est la miniaturisation des objets et l’augmentation de leur performance. Cette discipline s’intéresse à la conception des nanomatériaux et des composants électroniques microscopiques, voire nanoscopiques, tout en visant la réduction des coûts de fabrication. Une équipe du Département de chimie de la Curtin, University, en Australie, a étudié la méthode de conception d’un nanocircuit électronique qui, en plus d’optimiser la structure des objets intelligents, possède des caractéristiques physiques inédites.

Conception d’un nanocircuit à base d’une seule particule

Selon Yan Vogel, coauteur de l’étude, les résultats de cette recherche ouvriront de nouvelles perspectives dans la miniaturisation des objets électroniques. En effet, avec ses collègues chercheurs du Curtin Institute of Functional Molecules and Interfaces (CIFMI), il a créé un procédé de fabrication et de montage de circuit à l’échelle nanométrique. Le nanocircuit permettra d’augmenter la puissance de calcul des appareils intelligents tout en les dotant d’une structure plus compacte.

L’étude s’intitule « Switching of Current Rectification Ratios within a Single Nanocrystal by Facet-Resolved Electrical Wiring ». Elle a été publiée dans la revue ACS Nano en juillet 2018. Elle est coécrite par Yan B. Vogel , Jinyang Zhang , Nadim Darwish et Simone Ciampi. Ces travaux ont permis de visualiser le comportement du circuit fabriqué à partir d’une seule nanoparticule d’oxyde métallique polyédrique. C’est une avancée très importante, car il s’agit du premier circuit créé à partir d’une unique particule.

Ciampi, chercheur en électrochimie et en nanotechnologies et auteur principal de l’étude, avait entamé une étape importante du projet dans une recherche publiée en 2017. Cette dernière a été titrée « Single-molecule electrical contacts on silicon electrodes under ambient conditions ». Elle présente la fabrication de la première diode à partir d’une seule molécule qui mesure environ un nanomètre. Le composant réalisé récemment par l’équipe accomplit, quant à lui, les fonctions requérant normalement plusieurs diodes.

Fabrication de la technologie

Les diodes sont les éléments de base du circuit électronique. Leur fonction consiste à faire passer le courant électrique dans un sens tout en l’empêchant d’aller dans le sens contraire. Elles sont fabriquées à partir de semi-conducteurs. Le composant est fabriqué à partir d’un nanocristal d’oxyde de cuivre. Ce dernier est préparé sur des électrodes de silicium en utilisant une approche de microscopie à effet tunnel.

Comme l’explique la vidéo suivante, le microscope à effet tunnel n’est pas seulement utilisé pour visualiser la matière à l’échelle de l’infiniment petit.

Pour observer le comportement d’un échantillon, la pointe du microscope émet un courant électrique commandé par un ordinateur. Il n’est possible d’obtenir l’image du profil de l’échantillon que lorsqu’il se crée un courant électrique entre la pointe de l’appareil et chaque atome de la surface. Celui-ci est appelé courant tunnel. Dans le domaine de la nanoélectronique, ce type de technique est appelé l’approche bottom-up.

La manipulation de la nanoparticule de cuivre par cette technologie a permis d’observer qu’elle possède des signatures électroniques qui correspondent à celles de plusieurs éléments. Notons que chaque atome se caractérise par sa propre signature. Cette dernière représente les sauts que les électrons de l’atome peuvent effectuer. La nanoparticule se comporte ainsi comme un ensemble de diodes connectées les unes aux autres.

Ciampi souligne que les technologies actuelles ont atteint leurs limites. Pour le chercheur les diodes et transistors moléculaires ou à nanoparticules représentent l’ultime voie de l’informatique du futur.

Hanen Hattab

Profil de l'auteur(e)

Hanen Hattab est doctorante en sémiologie à l’UQAM. Ses recherches portent sur les pratiques d’art et de design subversifs et contre culturels comme le vandalisme artistique, le sabotage et les détournements culturels.

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