Ce que les chercheurs pourraient appeler le « graphène blanc » pourrait être le parfait acolyte de la réalité alors qu'une nouvelle ère se déroule dans l'électronique à l'échelle nanométrique.

Mais des couches d'un seul atome d'épaisseur de nitrure de bore hexagonal (h-BN), le matériau faisant l'objet d'études approfondies au département de génie mécanique et de science des matériaux de l'Université Rice, sont susceptibles de trouver également des applications de macro.

Des chercheurs du laboratoire de Pulickel Ajayan, Benjamin M. et Mary Greenwood Anderson de Rice, professeur en génie mécanique et science des matériaux et en chimie, ont compris comment faire des feuilles de h-BN, qui pourrait s'avérer être la pomme complémentaire de l'orange du graphène.

Les résultats ont été publiés la semaine dernière dans le journal en ligne Lettres nano .

Graphène, présenté comme un successeur possible du silicium dans les applications microélectroniques, est le nouveau chouchou des laboratoires de recherche qui espèrent profiter de ses superbes propriétés électroniques.

Nitrure de bore hexagonal, d'autre part, est un isolant. Plus tôt cette année, Les chercheurs postdoctoraux de Rice dans le groupe d'Ajayan ont trouvé un moyen d'implanter des îlots de h-BN dans des feuilles de graphène, une manière unique d'exercer un niveau de contrôle sur le caractère électronique de la feuille.

Maintenant l'équipe, dirigé par l'auteur principal Li Song, a compris comment déposer des feuilles de h-BN pur, qui est naturellement blanc en vrac, n'importe où d'un à cinq atomes d'épaisseur sur un substrat de cuivre. Le matériau peut ensuite être transféré sur d'autres substrats.

Ils ont utilisé un procédé de dépôt chimique en phase vapeur pour faire croître les feuilles de h-BN sur un support en cuivre de 5 cm sur 5 cm à des températures d'environ 1, 000 degrés Celsius. Les feuilles pourraient ensuite être retirées du cuivre et placées sur une variété de substrats.

Finalement, Song voit les feuilles h-BN largement utilisées en tant qu'isolant très efficace dans l'électronique à base de graphène, un autre pas sur la marche rapide vers le remplacement du silicium par des matériaux qui pourraient dépasser les limites de la loi de Moore, qui précise que le nombre de transistors pouvant être placés sur un circuit intégré double tous les deux ans environ.

Il a dit qu'il devrait également être possible de dessiner des motifs microscopiques de graphène et de h-BN, qui pourrait être utile pour créer des transistors à effet de champ à l'échelle nanométrique, condensateurs quantiques ou biocapteurs.

Des tests de résistance utilisant la pointe d'un microscope à force atomique pour pousser le h-BN dans des trous dans un substrat de silicium ont montré qu'il était très élastique et presque aussi résistant que le graphène, la forme à un seul atome du carbone pur.

Song a déclaré que la taille des feuilles de h-BN n'est limitée que par la taille de la feuille de cuivre et du four utilisé pour la faire pousser. Le processus devrait être adaptable au même type de technique roll-to-roll récemment utilisé pour former des feuilles de graphène de 30 pouces. « Si vous avez une énorme fournaise, vous pouvez aller grand, " il a dit.