Le "shish-kebab" est constitué de nanofeuillets bidimensionnels enfilés le long d'un nanofil. Crédit :Linyou Cao, Université d'État de Caroline du Nord
(Phys.org) - Des chercheurs de l'Université d'État de Caroline du Nord ont développé un nouveau type de structure à l'échelle nanométrique qui ressemble à un « nano-shish-kebab, " composé de plusieurs nanofeuillets bidimensionnels qui semblent être empalés sur un nanofil unidimensionnel. Mais les apparences peuvent être trompeuses, comme le nanofil et les nanofeuilles sont en fait un seul, structure tridimensionnelle constituée d'un seul, série homogène de cristaux de sulfure de germanium (GeS). La structure est prometteuse pour une utilisation dans la création de nouveaux, technologies tridimensionnelles (3-D).
Les chercheurs pensent qu'il s'agit du premier nanomatériau modifié à combiner des structures unidimensionnelles et bidimensionnelles dans lesquelles tous les composants ont une structure cristalline commune.
Le nanofil et les nanofeuilles sont en fait un seul, structure tridimensionnelle constituée d'un seul, série homogène de cristaux de sulfure de germanium (GeS). Cela crée un matériau avec une grande surface et - parce que GeS est un semi-conducteur - la capacité de transférer efficacement des charges électriques. Crédit :Linyou Cao, Université d'État de Caroline du Nord
La combinaison du nanofil et des nanofeuilles en une seule "hétérostructure" crée un matériau avec à la fois une grande surface et – parce que GeS est un semi-conducteur – la capacité de transférer efficacement des charges électriques. Les nanofeuillets offrent une très grande surface, et le nanofil agit comme un canal qui peut transmettre des charges entre les nanofeuillets ou depuis les nanofeuilles vers une autre surface. Cette combinaison de fonctionnalités signifie qu'il pourrait être utilisé pour développer des appareils 3D, tels que les capteurs de nouvelle génération, photodétecteurs ou cellules solaires. Cette structure 3-D pourrait également être utile pour développer de nouvelles technologies de stockage d'énergie, comme les supercondensateurs de nouvelle génération.
"Nous pensons que cette approche pourrait également être utilisée pour créer des hétérostructures comme celles-ci en utilisant d'autres matériaux dont les molécules forment des couches cristallines similaires, comme le sulfure de molybdène (MoS2), " dit le Dr Linyou Cao, professeur adjoint de science et d'ingénierie des matériaux à l'État de Caroline du Nord et co-auteur d'un article sur la recherche. "Et, tandis que le sulfure de germanium a d'excellentes propriétés photoniques, MoS2 est plus prometteur pour les applications électroniques."
Le processus, Cao dit, est également attrayant car « il est peu coûteux et pourrait être étendu aux processus industriels ».
Pour créer les nano-shish-kebabs, les chercheurs commencent par créer un nanofil GeS d'environ 100 nanomètres de largeur. Le nanofil est ensuite exposé à l'air, créant des sites de nucléation à la surface du fil par une faible oxydation. Le nanofil est ensuite exposé à de la vapeur de GeS, qui se forme en nanofeuillets bidimensionnels à chacun des sites de nucléation.
"Notre prochaine étape est de voir si nous pouvons créer ces hétérostructures dans d'autres matériaux, tels que MoS2, " Cao dit. " Nous pensons que nous pouvons, mais nous devons le prouver."
Le papier, « Hétérostructures épitaxiales Nanofeuille–Nanofils, " a été publié en ligne le 18 février dans Lettres nano .
