Cette illustration montre comment l'électrodéposition de la couche atomique de films de platine ultrafins est réalisée grâce à un nouveau processus discuté par le professeur de Missouri S&T de Discovery Jay A. Switzer.
(Phys.org) - Une nouvelle méthode pour créer des couches très minces de matériaux à l'échelle atomique, rapporté dans le dernier numéro de la revue Science , pourrait « débloquer une nouvelle technologie importante » pour créer des nanomatériaux, selon l'expert en nanomatériaux Dr Jay A. Switzer de l'Université des sciences et technologies du Missouri dans le journal.
Switzer a été invité par les éditeurs de Science à discuter de la recherche, qui identifie une nouvelle méthode de dépôt par couche atomique (ALD), dans la section "Perspectives" de Science. La recherche et l'article de Switzer's Perspective paraissent tous deux dans le journal du 7 décembre. 2012, problème.
Les recherches du Dr Yun Liu et de ses collègues du Centre de recherche sur les neutrons de l'Institut national des normes et de la technologie décrivent une nouvelle méthode de dépôt de couches ultra-minces de platine sur une surface. Le procédé consiste à appliquer une « surtension élevée » d'électricité pour déposer une couche de métal sur une surface, puis basculer en sous-potentiel pour produire une couche d'hydrogène. L'hydrogène ne reste en place que brièvement, puis disparaît lorsque les scientifiques ajustent la tension pour ajouter de nouvelles couches de platine.
L'approche donne des résultats inattendus, dit Switzer.
Le schéma montre un dépôt de platine auto-trempé sur une surface d'or. Sous une tension de conduite élevée, le platine en solution (lié à quatre atomes de chlorure) peut éliminer le chlorure et se lier à un emplacement sur l'or. L'hydrogène s'adsorbe rapidement sur le platine, s'assurer que le platine forme une surface plane d'un seul atome d'épaisseur. Crédit :Gokcen/NIST
"La sagesse conventionnelle suggérerait que la meilleure façon d'électrodéposer des films métalliques ultra-minces serait d'appliquer soit un sous-potentiel, soit un très petit surpotentiel, " écrit Switzer, un expert des dépôts de couches atomiques. Liu et ses collègues « rapportent le résultat surprenant » qu'une seule couche de platine, placé en surface à une tension qui doit créer un dépôt épais du métal, crée en fait la couche d'hydrogène qui limite l'épaisseur de la couche de platine, "rendant ainsi le processus auto-limitatif."
"La beauté de cette nouvelle voie électrochimique vers l'ALD est qu'elle mélange l'électrochimie de base et la science des surfaces pour débloquer une nouvelle technologie importante, " dit Switzer, qui est le professeur Donald L. Castleman/Foundation for Chemical Research of Discovery au Missouri S&T.
L'électrodéposition par couche atomique est une méthode de "croissance" de matériaux dans une solution à l'échelle nanométrique. Un nanomètre - visible uniquement à l'aide d'un microscope électronique à haute puissance - est un milliardième de mètre, et certains nanomatériaux ne mesurent que quelques atomes.
La découverte de Liu pourrait déboucher sur une nouvelle méthode de croissance d'oxydes métalliques ou de semi-conducteurs à l'échelle atomique, dit Switzer. « Les perspectives de cette méthode de traitement général (pour le dépôt à l'échelle atomique) sont encourageantes, " il écrit.
