La fabrication de nombreux objets, Machines, et les appareils qui nous entourent reposent sur la déformation contrôlée des métaux par des procédés industriels tels que le pliage, tonte, et estampage. Cette technologie est-elle transférable à l'échelle nanométrique ? Pouvons-nous construire des appareils et des machines aussi complexes avec de très petites dimensions ?

Des scientifiques de l'Université Aalto en Finlande et de l'Université de Washington aux États-Unis viennent de démontrer que cela est possible. En combinant le traitement ionique et la nanolithographie, ils ont réussi à créer des structures tridimensionnelles complexes à l'échelle nanométrique.

La découverte découle d'une quête pour comprendre le pliage irrégulier de films minces métalliques après avoir été traités par gravure ionique réactive.

"Nous avons été intrigués par les fortes courbures dépendantes de la largeur dans les bandes métalliques. Habituellement, les métaux bicouches initialement tendus ne s'enroulent pas de cette façon, " explique Khattiya Chalapat de l'université d'Aalto.

Le puzzle a commencé à s'éclaircir lorsque Chalapat a remarqué, avec le Dr Hua Jiang, que le pic Ti était absent des spectres EDX des bicouches Ti/Al repliées.

D'autres expériences à l'O.V. Le laboratoire Lounasmaa a confirmé que les bandes se plient vers le haut avec de fortes courbures dépendant de la largeur si la couche inférieure des bandes est rendue plus réactive aux ions que la surface supérieure.

Dans la nature, des effets géométriques similaires se produisent dans l'auto-organisation directement observable à l'œil humain. Quand les fleurs de pissenlit fleurissent, on peut essayer de couper la tige de la fleur en petites lanières; les mettre dans l'eau, et les bandes se plieront avec des courbures observables en fonction de la largeur en raison des différences d'absorption d'eau entre les parties intérieure et extérieure de la tige.

"Notre idée était de trouver un moyen d'adapter ces processus naturels à la nanofabrication. Cela nous a conduit à la découverte fortuite qu'un faisceau d'ions focalisé peut induire localement une flexion avec une résolution à l'échelle nanométrique."

La technologie a diverses applications dans la fabrication de dispositifs nanométriques. Les structures sont étonnamment résistantes :l'équipe les a trouvées assez solides et robustes dans diverses conditions défavorables, telles que les décharges électrostatiques et le chauffage.

"Parce que les structures sont si petites, le couplage et l'ampleur des forces nanométriques typiques agissant sur eux seraient proportionnellement faibles, " rappelle le docent Sorin Paraoanu, le chef du groupe de recherche Kvantti, Université Aalto.

« Quant aux candidatures, nous avons démontré jusqu'à présent que ces structures peuvent capter et retenir des particules de dimensions de l'ordre du micromètre. Cependant, nous pensons que nous ne faisons qu'effleurer la pointe de l'iceberg :une théorie complète des processus d'auto-assemblage assistés par ions n'a pas encore été atteinte, " note Paraoanu.

La recherche a été récemment publiée dans l'édition Early View de Matériaux avancés .