Des chercheurs de l'Institut polytechnique Rensselaer ont développé un nouveau méthode ultra-simple pour fabriquer des couches d'or qui ne mesurent que des milliardièmes de mètre d'épaisseur. Le processus, qui ne nécessite aucun équipement sophistiqué et fonctionne sur presque toutes les surfaces, y compris les plaquettes de silicium, pourrait avoir des implications importantes pour la nanoélectronique et la fabrication de semi-conducteurs.

Sang-Kee Eah, professeur adjoint au Département de physique, Physique appliquée, et l'Astronomie à Rensselaer, et l'étudiant diplômé Matthew N. Martin a infusé du toluène liquide - un solvant industriel courant - avec des nanoparticules d'or. Les nanoparticules forment un plat, couche d'or étroitement tassée à la surface du liquide où il rencontre l'air. En déposant une goutte de ce liquide infusé d'or sur une surface, et attendre que le toluène s'évapore, les chercheurs ont réussi à enduire de nombreuses surfaces différentes - y compris une plaquette de silicium de 3 pouces - avec une monocouche de nanoparticules d'or.

« Il y a eu d'énormes progrès ces dernières années dans les synthèses chimiques de nanoparticules colloïdales. la fabrication d'un film monocouche de nanoparticules spatialement uniforme à toutes les échelles de longueur - du nanomètre au millimètre - s'avère toujours un véritable défi, " Eah a déclaré. "Nous espérons que notre nouvelle méthode ultra-simple pour créer des monocouches inspirera l'imagination d'autres scientifiques et ingénieurs pour des applications toujours plus larges de nanoparticules d'or."

Regardez une démonstration vidéo de ce nouveau procédé de fabrication sur :

Résultats de l'étude, intitulé "Nanoparticules d'or chargées dans des solvants non polaires :synthèse en 10 min et auto-assemblage en 2D, " ont été publiés récemment dans la revue Langmuir .

Alors que d'autres méthodes de synthèse prennent plusieurs heures, cette nouvelle méthode synthétise chimiquement des nanoparticules d'or en seulement 10 minutes sans nécessiter de nettoyage post-synthèse, Euh dit. En outre, Les nanoparticules d'or ainsi créées ont la propriété particulière d'être chargées sur des solvants non polaires pour l'auto-assemblage 2D.

Précédemment, l'auto-assemblage 2-D de nanoparticules d'or dans une goutte de toluène a été rapporté avec des ligands en excès, ce qui ralentit et complique le processus d'auto-assemblage. Cela nécessitait que les ligands en excès non volatils soient éliminés sous vide. En revanche, La nouvelle méthode d'Eah garantit que les nanoparticules d'or flottent à la surface de la goutte de toluène en moins d'une seconde, sans avoir besoin d'un vide. Il ne faut alors que quelques minutes pour que la gouttelette de toluène s'évapore et laisse derrière elle la monocouche d'or.

"L'extension de cette méthode d'auto-assemblage de gouttelettes 2-D à d'autres types de nanoparticules, telles que les particules magnétiques et semi-conductrices, est difficile mais a beaucoup de potentiel, " Eah a dit. " Films monocouches de nanoparticules magnétiques, par exemple, sont importants pour les applications de stockage de données magnétiques. Notre nouvelle méthode pourra peut-être aider à éclairer de nouvelles applications passionnantes. »