Les chercheurs de l'UCL aident à percer les secrets d'un matériau qui pourrait finalement être utilisé dans une nouvelle génération d'appareils électroniques.

Le graphène est une feuille de carbone d'à peine un atome d'épaisseur - le matériau connu le plus mince de l'univers et le plus résistant jamais mesuré.

Il est 200 fois plus résistant que l'acier et peut transporter un million de fois plus d'électricité que le cuivre.

Ces propriétés donnent au graphène un certain nombre de nouvelles applications potentielles, comme son utilisation dans les circuits d'ordinateurs plus rapides ou de téléphones mobiles plus puissants, mais les feuilles de graphène sont difficiles et coûteuses à produire.

Le professeur Dario Alfč et le Dr Monica Pozzo (UCL Sciences de la Terre) font partie d'un groupe essayant de comprendre et de caractériser les mécanismes de croissance du graphène pour une méthode de production particulière.

La méthode, connu sous le nom de décomposition chimique en phase vapeur, consiste à envoyer des molécules d'hydrocarbures sur une surface d'iridium chauffée entre la température ambiante et 1000 degrés.

Lorsqu'elles touchent la surface, ces molécules perdent leurs atomes d'hydrogène, qui volent dans l'espace, laisser les atomes de carbone restants coller à l'iridium, où ils commencent à s'auto-assembler dans de petites « nano-structures ». Les nanostructures finissent par se développer en feuilles de graphène entièrement formées.

Professeur Alfč, Dr Pozzo et leurs collègues dirigés par Dr Alessandro Baraldi et Dr Silvano Lizzit à ELETTRA, le laboratoire de lumière synchrotron à Trieste, Italie, ont commencé à comprendre comment ce processus se déroule, et donc comment il pourrait être contrôlé.

Le professeur Alfč a déclaré :« Cette méthode de culture du graphène est bien connue; cependant, le mécanisme qui nous amène d'une surface recouverte de carbone à la formation d'une feuille de graphène entièrement formée reste à comprendre.

« Nous avons découvert que la croissance du graphène commence par la formation de petits îlots de carbone avec une structure de dôme inhabituelle, dans laquelle seuls les atomes du périmètre sont liés au substrat d'iridium tandis que les atomes centraux s'en détachent, faisant bomber l'île vers le haut au centre.

« La structure ressemble à celle du bâtiment Eden Project à Cornwall. Nous avons également constaté que la taille de ces « nanodômes géodésiques » dépendait de la température du substrat d'iridium, et la procédure de manipulation, suggérant des voies possibles pour contrôler la taille des feuilles de graphène à l'échelle nanométrique.

« Ceux-ci pourraient être utilisés à l'avenir comme blocs de construction pour les circuits électroniques de nouvelle génération, par exemple pour faire des ordinateurs beaucoup plus rapides, ou les téléphones portables envoyant des données à des taux beaucoup plus élevés.

Fourni par University College London (actualité :web)