Une toute nouvelle méthode de fabrication des plus petites structures en électronique pourrait rendre leur fabrication des milliers de fois plus rapide, permettant des semi-conducteurs moins chers. Les résultats ont été publiés dans le dernier numéro de La nature .

Au lieu de partir d'une plaquette de silicium ou d'un autre substrat, comme d'habitude aujourd'hui, les chercheurs ont permis aux structures de se développer à partir de nanoparticules d'or en suspension libre dans un gaz en circulation.

Derrière la découverte se trouve Lars Samuelson, Professeur de physique des semi-conducteurs à l'Université de Lund, Suède, et chef du Consortium de structure nanométrique de l'Université. Il pense que la technologie sera prête à être commercialisée dans deux à quatre ans. Un prototype de cellules solaires devrait être achevé dans deux ans.

« Quand j'ai suggéré pour la première fois l'idée de me débarrasser du substrat, les gens autour de moi disaient 'tu es fou, Lars ; ça ne marcherait jamais ». Lorsque nous avons testé le principe dans l'un de nos fours aménagés à 400°C, les résultats étaient meilleurs que ce que nous aurions pu rêver", il dit.

"L'idée de base était de laisser les nanoparticules d'or servir de substrat à partir duquel les semi-conducteurs se développent. Cela signifie que les concepts acceptés ont vraiment été bouleversés!"

Depuis, la technologie a été affinée, des brevets ont été obtenus et d'autres études ont été menées. Dans l'article de Nature, les chercheurs montrent comment la croissance peut être contrôlée en utilisant la température, le temps et la taille des nanoparticules d'or.

Récemment, ils ont également construit un prototype de machine avec un four spécialement construit. À l'aide d'une série de fours, les chercheurs s'attendent à pouvoir « cuire » les nanofils, comme les structures sont appelées, et ainsi développer de multiples variantes, comme les diodes p-n.

Un autre avantage de la technologie est d'éviter le coût de plaquettes semi-conductrices coûteuses.

"En outre, le processus est non seulement extrêmement rapide, il est aussi continu. La fabrication traditionnelle des substrats se fait par lots et prend donc beaucoup plus de temps", ajoute Lars Samuelson.

À l'heure actuelle, les chercheurs travaillent à développer une bonne méthode pour capturer les nanofils et les faire s'auto-assembler de manière ordonnée sur une surface spécifique. Cela peut être du verre, l'acier ou un autre matériau adapté à l'usage.

La raison pour laquelle personne n'a testé cette méthode auparavant, selon le professeur Samuelson, est que la méthode d'aujourd'hui est si basique et évidente. De telles choses ont tendance à être difficiles à remettre en question.

Cependant, les chercheurs de Lund ont une longueur d'avance grâce à leurs recherches parallèles basées sur une méthode innovante de fabrication de nanofils sur plaquettes semi-conductrices, connu sous le nom d'épitaxie - par conséquent, les chercheurs ont choisi d'appeler la nouvelle méthode aérotaxie. Au lieu de sculpter des structures à partir de silicium ou d'un autre matériau semi-conducteur, les structures sont au contraire autorisées à se développer, couche atomique par couche atomique, par une auto-organisation contrôlée.

Les structures sont appelées nanofils ou nanotiges. La percée de ces structures semi-conductrices a eu lieu en 2002 et les recherches les concernant sont principalement menées à Lund, Universités de Berkeley et Harvard. Les chercheurs de Lund se spécialisent dans le développement des propriétés physiques et électriques des fils, qui aide à créer des cellules solaires meilleures et plus économes en énergie, LED, batteries et autres équipements électriques qui font désormais partie intégrante de notre vie.