(Phys.org) - Un nouvel « atelier de nano-machines » qui façonne des nanofils et des films ultrafins pourrait représenter une future méthode de fabrication de structures minuscules aux propriétés potentiellement révolutionnaires.

Les structures peuvent être "réglées" pour des applications allant de l'électronique à grande vitesse aux cellules solaires et peuvent également avoir une plus grande résistance et des traits inhabituels tels que le magnétisme ultra-élevé et la "résonance plasmonique, " ce qui pourrait conduire à une amélioration de l'optique, informatique et électronique.

Les chercheurs ont utilisé leur technique pour estamper des nano- et micro-engrenages; former de minuscules formes circulaires à partir d'un matériau appelé graphène, une feuille de carbone ultrafine prometteuse pour les technologies de pointe ; et changer la forme des nanofils d'argent, dit Gary Cheng, professeur agrégé de génie industriel à l'Université Purdue.

"Nous réalisons cette mise en forme à température ambiante et pression atmosphérique, comme un atelier de nano-machines, " dit Cheng, travailler avec les doctorants Ji Li, Yiliang Liao, Ting-Fung Chung et Sergey Suslov et le professeur de physique Yong P. Chen.

Graphène et nanofils – filaments 1, 000 fois plus fin qu'un cheveu humain - ont de nombreuses applications potentielles. Cependant, des technologies sont nécessaires pour les adapter à des usages spécifiques. La nouvelle méthode, appelé mise en forme induite par un choc laser, permet de régler les nanofils en modifiant les propriétés électriques et optoélectriques critiques pour les composants et instruments électroniques.

Les chercheurs ont également montré comment la mise en forme induite par un choc laser peut être utilisée pour modifier les propriétés du graphène, une étape vers l'exploitation du matériel pour des applications électroniques.

Les résultats ont été détaillés dans des articles de recherche publiés dans la revue Lettres nano , et le travail a également été mis en évidence plus tôt ce mois-ci dans la section Nouvelles et opinions du journal Photonique de la nature .

La technique fonctionne en utilisant une structure sandwich multicouche qui a un petit moule au fond. Les nanofils étaient situés directement au-dessus du moule, et d'autres matériaux ont été superposés entre les nanofils et une feuille de protection en verre. L'exposition de cette "unité de formation" en couches à un laser pulsé ultra-rapide provoque la combustion de l'une des couches, générer une pression vers le bas qui force les nanofils dans le moule et changer leur forme.

« Le processus pourrait être étendu à un processus de fabrication industriel rouleau à rouleau en modifiant la taille du faisceau laser et la vitesse de balayage, " a déclaré Cheng. " L'approche de mise en forme induite par un choc laser est rapide et peu coûteuse. "

Une partie de la recherche, financé par la National Science Foundation, a été réalisée dans une salle blanche spécialisée du Birck Nanotechnology Center dans le Discovery Park de Purdue.