Les scientifiques ont utilisé les capacités d'imagerie de la source synchrotron à haute énergie Cornell (CHESS) pour aider à développer des affichages améliorés à diodes électroluminescentes à l'aide de méthodes d'ingénierie ascendantes.
Des travaux de collaboration entre des chercheurs de l'Université de Floride et de CHESS ont abouti à une nouvelle façon de fabriquer des « superparticules » colloïdales à partir de nanotiges orientées de matériaux semi-conducteurs. Le travail a été publié dans la revue Science , 19 octobre.
L'équipe a synthétisé des nanotiges avec une coquille de séléniure de cadmium et de sulfure de cadmium. Tirant parti des interfaces de non-concordance de réseau des composés, ils ont assemblé ces tiges en structures colloïdales périodiques plus grandes, appelées superparticules.
Les superparticules présentent une émission lumineuse et une polarisation améliorées, caractéristiques qui sont importantes pour la fabrication de téléviseurs LED et d'écrans d'ordinateur. Les superparticules nucléées peuvent en outre être coulées dans des films polarisés macroscopiques. Les films pourraient augmenter l'efficacité des téléviseurs LED polarisés et des écrans d'ordinateur jusqu'à 50 pour cent, disent les chercheurs.
L'équipe, qui comprenait le scientifique CHESS Zhongwu Wang, a utilisé l'installation CHESS pour collecter des données de diffusion des rayons X aux petits angles à partir de spécimens à l'intérieur de minuscules cellules à enclume de diamant. Ils ont utilisé cette technique, en combinaison avec la microscopie électronique à transmission à haute résolution, pour analyser comment des nanotiges avec des composants organiques attachés pourraient être formées en structures bien ordonnées.
Les nanotiges s'alignent d'abord à l'intérieur d'une couche sous forme de réseaux ordonnés de manière hexagonale. Ensuite, les réseaux de nanotiges hautement ordonnés se comportent comme une série d'unités en couches, s'auto-assemblant en structures qui présentent un ordre à longue distance au fur et à mesure qu'elles se transforment en grosses superparticules. Les superparticules allongées peuvent être alignées dans une matrice polymère en films macroscopiques.
Le projet montre comment les scientifiques apprennent à reconnaître et à exploiter les interactions anisotropes entre les nanotiges, qui peut être ajusté au cours du processus de synthèse, créer un domaine unique, particules en forme d'aiguille. Les auteurs espèrent que leurs travaux pourront conduire à de nouveaux processus d'auto-assemblage pour créer des nano-objets avec d'autres formes anisotropes, peut-être même joindre deux ou plusieurs types d'objets pour former des architectures mésoscopiques et macroscopiques bien définies avec une complexité de plus en plus grande.
