(PhysOrg.com) -- Une approche mise au point par des chercheurs de la North Carolina State University donne aux scientifiques un nouvel aperçu de la manière dont le silicium se lie à d'autres matériaux au niveau atomique. Cette technique pourrait conduire à une meilleure compréhension et un meilleur contrôle de la formation de liaisons au niveau atomique, et des opportunités pour la création de nouveaux dispositifs et de puces électroniques plus efficaces.

Les fabricants construisent des appareils à base de silicium à partir de couches de différents matériaux. Les liaisons – l'interaction chimique entre des atomes adjacents – sont ce qui confère aux matériaux leurs caractéristiques distinctives. « Essentiellement, une liaison est la colle qui maintient deux atomes ensemble, et c'est cette colle qui détermine les propriétés matérielles, comme la dureté et la transparence, " dit le Dr Kenan Gundogdu, professeur adjoint de physique à NC State et co-auteur de la recherche. « Des liens se forment au fur et à mesure que les matériaux s'assemblent. Nous avons influencé le processus d'assemblage des cristaux de silicium en appliquant une contrainte lors de la formation des liaisons. Les fabricants savent que la contrainte fait une différence dans la façon dont les liaisons se forment, mais jusqu'à présent, il n'y a pas eu beaucoup de compréhension de la façon dont cela fonctionne au niveau atomique.

Gundogdu, avec le Dr David Aspnes, Professeur des Universités Distingué de Physique, et doctorant Bilal Gokce, utilisé la spectroscopie optique ainsi qu'une méthode d'analyse mise au point par Aspnes et un ancien étudiant diplômé, le Dr Eric Adles, qui leur a permis d'examiner ce qui se passait à l'échelle atomique lorsqu'une contrainte était appliquée à un cristal de silicium.

« La souche a longtemps été utilisée pour affecter la chimie globale, », dit Aspnes. « Cependant, personne n'a auparavant observé de différences dans le comportement chimique des liaisons individuelles à la suite de l'application d'une contrainte dans une direction. Maintenant que nous pouvons voir ce qui se passe réellement, on comprendra beaucoup mieux son impact à l'échelle atomique, et idéalement pouvoir l'utiliser.

Selon Gundogdu, "L'application d'une même petite quantité de contrainte dans une direction augmente la réactivité chimique des liaisons dans une certaine direction, qui à son tour provoque des changements structurels. Jusqu'à maintenant, une contrainte a été appliquée lors de la fabrication des appareils. Mais en regardant l'effet sur les liaisons atomiques individuelles, nous savons maintenant que nous pouvons influencer les réactions chimiques dans une direction particulière, ce qui nous permet en principe d'être plus sélectifs dans le processus de fabrication.

La recherche apparaît en ligne dans le 27 septembre Actes de l'Académie nationale des sciences .

« Bien que nous soyons capables d'exercer un certain contrôle directionnel sur les taux de réaction, il reste beaucoup de choses que nous ne comprenons toujours pas, », ajoute Aspnes. « La poursuite des recherches nous permettra d'identifier les variables cachées pertinentes, et les appareils à base de silicium peuvent devenir plus efficaces en conséquence. »