(Phys.org)—L'une des innovations les plus prometteuses de la nanotechnologie a été la capacité d'effectuer une nanofabrication rapide à l'aide de pointes à l'échelle nanométrique. La vitesse de fabrication peut être considérablement augmentée en utilisant la chaleur. La vitesse élevée et la température élevée sont connues pour dégrader la pointe… jusqu'à présent.

"Le traitement thermique est largement utilisé dans la fabrication, " selon William King, professeur au College of Engineering Bliss de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign. "Nous avons travaillé pour réduire le traitement thermique à l'échelle nanométrique, où nous pouvons utiliser une source de chaleur à l'échelle nanométrique pour ajouter ou retirer de la matière, ou induire une réaction physique ou chimique.

L'un des principaux défis a été la fiabilité des pointes à l'échelle nanométrique, en particulier avec l'exécution de nano-écriture sur dur, surfaces semi-conductrices. Maintenant, chercheurs de l'Université de l'Illinois, Université de Pennsylvanie, et Advanced Diamond Technologies Inc., ont créé un nouveau type de nano-pointe pour le traitement thermique, qui est entièrement fait de diamant.

"L'extrémité de la pointe du diamant mesure 10 nm, " King a expliqué. " Non seulement la pointe peut être utilisée pour un traitement thermique à l'échelle nanométrique, mais il est extrêmement résistant à l'usure."

Les résultats de la recherche sont rapportés dans l'article, "Pointe de diamant ultra-anocristallin intégrée sur un porte-à-faux de microscope à force atomique chauffé, " qui apparaît dans le journal Nanotechnologie . L'étude montre comment la pointe de diamant de 10 nm scanne au contact d'une surface sur une distance de plus de 1,2 mètre, et ne subit pratiquement aucune usure sur cette distance.

"La distance de balayage est égale à 100 millions de fois la taille de la pointe, " dit King. " C'est l'équivalent d'une personne qui fait quatre fois le tour de la terre, et le faire sans usure mesurable."

"La robustesse de ces sondes à base de diamant dans des conditions aussi difficiles - températures élevées et contraintes dans un environnement oxydant - est assez remarquable et dépasse tout ce que j'ai vu avec d'autres sondes AFM, " dit Robert Carpick, professeur de génie mécanique et de mécanique appliquée à l'Université de Pennsylvanie et co-auteur de l'étude. "Ce niveau de durabilité combiné à la multifonctionnalité d'une sonde thermique ouvre vraiment de nouvelles applications pour l'AFM."

"Nous sommes satisfaits des résultats car ils prouvent une fois de plus la supériorité des pointes diamantées sur tout autre type de pointes de sonde en termes de faible usure et de résistance aux environnements difficiles, " a déclaré Nicolaie Moldovan, un scientifique à Advanced Diamond Technologies et co-auteur de l'étude.