Une équipe de scientifiques travaillant au Centre pour les matériaux à l'échelle nanométrique du Laboratoire national d'Argonne (ANL) a réussi à sculpter des couches minces de diamant ultrananocristallin (UNCD) en nanofils, renforcer la fonctionnalité du matériau et apporter des améliorations potentielles à la fabrication de biocapteurs.

Les couches minces UNCD sont une forme spéciale de diamant inventée à ANL, et le sujet d'un intérêt considérable en raison de la capacité hautement souhaitable du matériau à modifier ses propriétés électriques lorsque la liaison chimique entre les joints de grains est modifiée. "C'est un matériau à base de carbone très attractif avec un large éventail d'applications dans les communications, Médicament, et la défense, " note Sumant.

Un motif principal derrière leurs études, il explique, est de comprendre les propriétés de transport électrique de l'UNCH lorsqu'il est fabriqué dans une géométrie de nanofil. Ils veulent également voir comment ces propriétés peuvent être modifiées en modifiant la liaison chimique au joint de grain et en profitant en même temps d'un rapport surface/volume accru.

"Nous avons démontré une voie pour fabriquer des nanofils UNCD, avec des largeurs aussi petites que 30 nanomètres à une épaisseur de 40 nanomètres, en utilisant une approche de fabrication descendante qui combine la lithographie par faisceau d'électrons et [un] procédé de gravure ionique réactive, " dit Sumant.

Parmi les propriétés électriques exceptionnelles des nanofils UNCD, les chercheurs ont également découvert une résistance extrêmement sensible à l'adsorption des molécules de gaz aux joints de grains. Cette découverte ouvre de nouvelles possibilités pour la fabrication de capteurs nanométriques avancés à usage spécifique, selon l'équipe.

Le principal avantage de l'UNCD par rapport aux autres matériaux, il explique, est qu'il offre une fonctionnalisation stable, ce qui pourrait être très utile pour fabriquer une nouvelle génération de capteurs.

Les nanofils UNCD devraient initialement trouver des applications dans le domaine des biocapteurs, ou dans des capteurs de pression ou de gaz, qui pourraient être utilisés par les systèmes micro-électromécaniques (MEMS) et les industries des semi-conducteurs.