Des feuilles de matériaux très fines, connues sous le nom de matériaux bidimensionnels (2D), ont suscité un intérêt considérable en raison de leurs propriétés uniques et de leurs applications potentielles dans divers domaines. Cependant, contrôler la croissance et les propriétés de ces matériaux s’avère une tâche difficile.

Aujourd'hui, des chercheurs de l'Université de Manchester ont démontré une nouvelle méthode de croissance de matériaux 2D sur des substrats en forme de cône spécialement conçus, qui permet un contrôle précis de la formation et des propriétés des défauts du matériau.

L'équipe, dirigée par le professeur Sir Kostya Novoselov, a utilisé une technique de dépôt chimique en phase vapeur (CVD) pour faire croître du nitrure de bore hexagonal (h-BN) sur des substrats en forme de cône en dioxyde de silicium. En contrôlant soigneusement les conditions de croissance, ils ont pu obtenir une couverture uniforme et conforme de h-BN sur les cônes, avec la densité et la répartition des défauts souhaitées.

Les chercheurs ont découvert que le substrat en forme de cône favorise la formation de types spécifiques de défauts, tels que des trous triangulaires et hexagonaux, tout en supprimant la formation d'autres types de défauts. Ce contrôle de la formation de défauts est crucial pour optimiser les propriétés des matériaux 2D pour des applications spécifiques.

La capacité à contrôler les défauts des matériaux 2D est importante pour plusieurs raisons. Les défauts peuvent affecter les propriétés électriques, optiques et mécaniques du matériau et peuvent également servir de sites de nucléation pour d’autres défauts. En contrôlant la densité et la répartition des défauts, les chercheurs peuvent adapter les propriétés des matériaux 2D à des applications spécifiques.

Par exemple, dans le cas du h-BN, le contrôle des défauts est important pour améliorer ses propriétés isolantes, cruciales pour son utilisation dans les appareils électroniques. En réduisant la densité des défauts, les chercheurs ont pu améliorer considérablement les propriétés isolantes du h-BN cultivé sur des substrats en forme de cône.

La nouvelle méthode développée par les chercheurs de Manchester fournit un outil puissant pour contrôler la croissance et les propriétés des matériaux 2D, ce qui pourrait ouvrir de nouvelles possibilités pour le développement de dispositifs électroniques, optoélectroniques et mécaniques avancés.