(PhysOrg.com) -- Un chercheur en ingénierie de l'Université de l'Arkansas et ses collègues de l'Université de l'Utah ont découvert une nouvelle méthode de fabrication de nanoparticules et de nanofilms à utiliser pour développer de meilleurs appareils électroniques, les biocapteurs et certains types de microscopes très puissants et très spécifiques utilisés pour la recherche scientifique.
La quête sans fin pour construire plus vite, des appareils électroniques plus efficaces et plus fiables commencent bien en dessous du niveau moléculaire, où les nanoparticules – bien trop petites pour être détectées par l'œil humain – constituent les éléments constitutifs du matériel de traitement le plus récent. Dans la poursuite de cet objectif, les scientifiques et les ingénieurs étudient constamment de nouveaux matériaux et de meilleures méthodes de développement ou d'assemblage de ces matériaux.
Les nanoparticules des chercheurs, en or et déposé sur des substrats de silicium par un procédé chimique unique, sont non toxiques et peu coûteux à fabriquer et ont des dimensions supérieures, densités et distribution par rapport à d'autres nanoparticules et méthodes conventionnelles de production de nanoparticules. La technique de dépôt unique a en outre l'avantage de pouvoir rapidement enrober les fragiles, surfaces tridimensionnelles et internes à la température et à la pression de son environnement sans nécessiter de substrats conducteurs ou coûteux, équipements sophistiqués.
« Par des traitements thermiques successifs, nous avons caractérisé les caractéristiques optiques et structurelles d'un produit peu coûteux, molécule à molécule, approche ascendante pour créer thermiquement stable, ensembles or-nanoparticules sur silice, " a déclaré Keith Roper, professeur agrégé de génie chimique à l'Université de l'Arkansas. « Les images et l'analyse de la microscopie électronique à balayage et de la microscopie à force atomique ont révélé que les densités de particules sont les plus élevées signalées à ce jour. Notre méthode permet également une préparation plus rapide que l'auto-assemblage ou la lithographie et permet l'assemblage dirigé d'ensembles de nanoparticules sur des surfaces 3D.
L'approche unique des chercheurs améliore une méthode qui consiste à déposer des atomes d'une solution sur un substrat avec une surface sensibilisée à l'étain. Les chercheurs utilisent un nouveau processus de dépôt continu, puis chauffent ces atomes déposés pour transformer des « îlots » de nanoparticules en les formes souhaitées. Les nanoparticules sphériques résultantes peuvent avoir des diamètres compris entre 5 et environ 300 nanomètres. Un nanomètre est un milliardième de mètre. Un cheveu humain a généralement un diamètre de 70, 000 nanomètres.
Roper a déclaré que les images microscopiques et les données spectroscopiques suggèrent que les films ultraminces préparés par leur nouvelle approche sont plus lisses que les films d'or conventionnels « pulvérisés » ou évaporés et peuvent présenter de meilleures caractéristiques optiques, telles que la diffusion réduite de la rugosité de surface. Ces caractéristiques sont souhaitables dans des dispositifs tels que des cellules photovoltaïques dans lesquelles des couches métalliques étroites affectent de manière significative les champs électromagnétiques locaux. Des films minces plus lisses pourraient également améliorer les limites de détection, sensibilité et photocourant, respectivement, dans de telles applications.
Les études récentes des chercheurs dans ce domaine ont été publiées dans Langmuir et Journal de chimie physique C , revues de l'American Chemical Society. Les chercheurs ont reçu le brevet américain n° 8, 097, 295 le 17 janvier pour le développement.
