La fabrication des circuits intégrés et des puces de nos appareils électroniques quotidiens pourrait-elle être simplifiée, plus sûr et moins cher simplement en pouvant allumer et éteindre la lumière colorée ?

Des chercheurs de l'Université de technologie du Queensland (QUT), L'Institut de technologie de Karlsruhe (KIT) et l'Université de Gand se sont engagés dans cette voie en mettant au point un système qui module le visible, lumière colorée pour modifier les réactions d'un puissant agent de couplage chimique.

Leurs conclusions ont été publiées dans Communication Nature .

• Les chercheurs ont utilisé la lumière laser verte pour contrôler la réactivité des triazolinediones (TAD), des agents de couplage qui créent rapidement des liaisons avec d'autres produits chimiques, nécessaire pour fabriquer des matériaux
• Au feu vert, les TAD ont cessé de réagir; quand la lumière était éteinte, les TAD sont redevenus très réactifs
• Le processus de commutation de lumière peut être répété plusieurs fois
• L'expérience a montré que deux produits différents peuvent être créés à partir de la même configuration simplement en allumant et en éteignant la lumière colorée

Professeur Barner-Kowollik, de la Faculté des sciences et de l'ingénierie de QUT, et le professeur Filip Du Prez de l'Université de Gand ont co-supervisé le projet de recherche internationale collaborative. L'auteur principal Hannes Houck mène des études de doctorat dans les trois institutions partenaires, soutenu par la Fondation pour la Recherche-Flandre (FWO).

Le professeur Barner-Kowollik a déclaré que la possibilité d'utiliser la lumière visible comme interrupteur de réaction chimique marche/arrêt télécommandé ouvrait des possibilités pour de futures applications industrielles dans la fabrication chimique et avancée, y compris la fabrication de puces informatiques.

"À l'heure actuelle, lumière ultraviolette (UV), qui a des longueurs d'onde plus courtes que la lumière dans le spectre visible, est utilisé dans l'industrie pour piloter des procédés chimiques, " il a dit.

"Les procédés industriels utilisant une lumière visible moins nocive sont rares - un contraste frappant avec ce qui se passe dans la nature.

"Pour les plantes, la lumière visible joue un rôle essentiel dans les processus chimiques. Les arbres récoltent la lumière pendant la journée et l'utilisent comme source d'énergie pour pousser, libérant de l'oxygène dans le processus. La nuit, cependant, quand la lumière n'est plus disponible, le processus chimique est altéré et les plantes libèrent du dioxyde de carbone.

« Nous nous sommes inspirés de ces processus naturels et avons conçu pour la première fois un système de réaction chimique entièrement commutable par la lumière. »

L'équipe de recherche a déclaré que leur système pourrait être appliqué pour créer des matériaux photosensibles pour la lithographie laser 3D, permettant l'impression de très petites structures qui pourraient être utilisées dans des choses telles que la fabrication de puces informatiques. La lithographie laser 3D est un type d'impression 3D avec lumière laser directe, et utilisé pour créer des structures très précises dans la gamme micro, tels que les échafaudages pour les cellules.

QUT explore les applications de la lithographie laser 3D avec le professeur Martin Wegener, physicien renommé du KIT.

« La fabrication de puces contemporaines est une tâche complexe, et cher, système de procédés chimiques, " dit le professeur Barner-Kowollik. " Tiens, en raison de la limite dite de diffraction de la lumière, un rayonnement à courtes longueurs d'onde - qui est une lumière UV très dure - est utilisé.

"Mais et si nous pouvions utiliser la lumière visible pour inverser certains processus chimiques et contourner la limite de diffraction de la lumière et imprimer très, de très petites structures, par exemple cinq nanomètres de large ?

"Être capable de changer de réactivité chimique au sein de la lithographie laser 3D pourrait révolutionner l'impression de puces, et le rendre moins cher, plus simple et plus sûr.

« Il y a des obstacles importants à surmonter, mais potentiellement, le système que nous avons conçu avec la lumière visible comme mécanisme de désactivation chimique pourrait fournir un moyen d'y parvenir. »