Des nanophysiciens danois ont mis au point une nouvelle méthode de fabrication de la pierre angulaire de la recherche en nanotechnologie :les nanofils. La découverte a un grand potentiel pour le développement de la nanoélectronique et des cellules solaires hautement efficaces.

C'est le doctorant Peter Krogstrup, Centre de nanosciences, l'Institut Niels Bohr de l'Université de Copenhague, qui a développé la méthode au cours de sa thèse.

"Nous avons changé la recette pour produire des nanofils. Cela signifie que nous pouvons produire des nanofils qui contiennent deux semi-conducteurs différents, à savoir l'arséniure de gallium-indium et l'arséniure d'indium. C'est une grande avancée, car pour la première fois à l'échelle nanométrique, nous pouvons combiner les bonnes caractéristiques des deux matériaux, gagnant ainsi de nouvelles possibilités pour l'électronique du futur, " explique Peter Krogstrup.

Nous pouvons capturer plus de lumière du soleil

Aujourd'hui, environ 1 % seulement de l'électricité mondiale provient de l'énergie solaire. C'est parce qu'il est difficile de convertir l'énergie solaire en électricité. C'est un grand avantage pour les chercheurs de pouvoir combiner différents semi-conducteurs dans un même nanofil.

"Différents matériaux captent l'énergie du soleil dans des zones d'absorption différentes et assez spécifiques. Lorsque nous fabriquons des nanofils d'arséniure de gallium indium et d'arséniure d'indium, qui ont chacun leur propre zone d'absorption, ils peuvent collectivement capter l'énergie d'une zone beaucoup plus large. Nous pouvons donc utiliser plus d'énergie solaire, si nous produisons des nanofils à partir des deux supraconducteurs et les utilisons pour des cellules solaires, " explique Peter Krogstrup

Les nanofils d'arséniure de gallium indium et d'arséniure d'indium ont également un grand potentiel en nanoélectronique. Ils peuvent, par exemple, être utilisé dans les nouveaux écrans OLED et LED. Mais cela nécessite des transitions nettes entre les deux matériaux du nanofil.

Pas de transitions douces

La culture des nanofils a lieu dans une chambre à vide. Les chercheurs déposent une goutte d'or sur un disque mince comprenant le semi-conducteur et le nanofil pousse par le bas. Dans la transition entre les deux matériaux semi-conducteurs dans la gouttelette d'or, il y avait auparavant un mélange entre les matériaux de la gouttelette d'or et il y avait une transition douce entre les matériaux. Avec la nouvelle méthode, les deux matériaux peuvent aller du haut de la goutte d'or ou du dessous de la goutte d'or. Lorsque le matériau vient du dessous, il n'y a pas de mélange des matériaux semi-conducteurs. Il y a donc une transition nette au niveau atomique entre l'arséniure de gallium indium et l'arséniure d'indium.

"Cette transition abrupte entre les deux semi-conducteurs est nécessaire pour le courant - sous forme d'électrons, pour pouvoir voyager avec une grande efficacité entre les deux matériaux. Si la transition est douce, les électrons peuvent facilement se coincer dans la zone frontalière. Le nouveau nanofil mixte peut être bénéfique pour de nombreux domaines de la recherche nano dans le monde, " dit Peter Krogstrup, qui a travaillé au Danois III-V Nanolab, exploité en collaboration entre l'Université de Copenhague et l'Université technique du Danemark.

La découverte des nanophysiciens vient d'être publiée dans la prestigieuse revue scientifique Lettres nano .

Plus d'information: Jonctions dans les nanofils d'hétérostructure axiale III−V obtenues via un échange d'éléments du groupe III, Lettres nano , pubs.acs.org/doi/full/10.1021/nl901348d

Fourni par l'Université de Copenhague