Tout comme les photographies de paysages prises en contre-plongée accentuent considérablement les creux et les monticules subtils, le dépôt de vapeurs métalliques à des angles de vue transforme une surface rugueuse en nanostructures étonnantes avec une vaste gamme de propriétés potentielles.
Depuis des décennies, le dépôt en phase vapeur a été une technique standard pour créer des circuits microélectroniques modernes. Mais presque tous les efforts de l'industrie ont été consacrés à rendre les structures aussi plates et lisses que possible. Plutôt que de placer des sources métalliques dans la position de midi haut utilisée pour créer des structures sans particularité, Daniel Gall de l'Institut polytechnique Rensselaer est l'un des quelques dizaines de chefs de file de la recherche qui les placent à des angles très étroits semblables à l'éclairage du lever ou du coucher du soleil. Les atomes de métal frappent alors principalement les points hauts de la surface cible. Le dépôt continu crée une forêt de nanotiges, plutôt que des films plats, puisque chaque tige en croissance cache un volume derrière elle. En commençant par un substrat à motifs, on obtient un réseau régulier de colonnes à l'échelle nanométrique, comme les gratte-ciel du centre-ville de Manhattan.
Gall décrit ses recherches aujourd'hui au 57e Symposium international et exposition AVS, qui a lieu cette semaine au Albuquerque Convention Center au Nouveau-Mexique.
Dans son discours, Gall révèle une nouvelle théorie qui prédit comment la température de dépôt et la diffusion affectent les diamètres des nanotiges.
"Les atomes se déplaçant par diffusion de surface lissent généralement la surface, " Gall dit. " L'ombrage atomique provoque les effets inverses, rendre la surface rugueuse. Le dépôt à angle de vue étend les effets d'ombrage à des températures plus élevées, qui conduisent à des nanotiges de plus grand diamètre.
Il illustre également sa présentation avec des images d'une variété de nanostructures créées dans son laboratoire, y compris des demi-lunes curieusement formées lorsqu'il a commencé avec un motif de sphères auto-assemblées.
Les applications futures des structures de nanotiges telles que celles de Gall incluent les nanocapteurs, éléments optiques, cathodes de piles à combustible et contacts électriques pour amortir la dilatation thermique.
