Fabricants de puces informatiques de plus en plus minuscules, transistors et autres produits devront prendre une note particulière des résultats de la recherche à l'Université de Huddersfield. Les implications sont qu'un processus clé utilisé pour transformer les propriétés des matériaux à l'échelle nanométrique peut causer des dommages beaucoup plus importants qu'on ne le pensait auparavant.

L'Université abrite le groupe de recherche en microscopie électronique et analyse des matériaux (EMMA), dirigé par le professeur Stephen Donnelly. Il dispose d'une installation de pointe nommée MIAMI, qui signifie Microscope and Ion Accelerators for Materials Investigation. Il est utilisé pour bombarder des matériaux avec des faisceaux d'ions et pour examiner les effets à l'échelle nanométrique.

Lors d'une récente expérience menée par l'équipe, dont le chercheur Dr Graeme Greaves, un certain nombre de nanotiges d'or – mille fois plus petites qu'un cheveu humain – ont été irradiées avec des atomes de xénon. Ils étaient un bon sujet pour l'expérience car les nanofils ou les tiges ont une grande surface.

Les conclusions ont été dramatiques. "Nous espérions générer des bulles. Nous avons en fait découvert que nous érodions les nanofils, " a déclaré le Dr Greaves.

Et le taux d'érosion - mesuré en termes de "rendement de pulvérisation", ou combien d'atomes sortent de la matière pour chaque atome entrant - était bien en avance sur les attentes.

Le rendement de pulvérisation d'un morceau normal d'or plat devrait être de l'ordre de 50 atomes par ion, " a déclaré le Dr Greaves. " Dans le cas des tiges, nous nous attendions à ce qu'il soit plus grand, car la géométrie est très réduite. Nous avons calculé qu'il devrait être plus élevé d'un facteur quatre, ou quelque chose de cet ordre. Mais nous avons en fait constaté que la plus grande valeur mesurée était un rendement de pulvérisation de mille – un facteur de 20. »

Les résultats ont été si spectaculaires que l'équipe de Huddersfield a demandé confirmation. Ils ont demandé au professeur Kai Nordlund (photo de droite) de l'Université d'Helsinki d'exécuter une simulation de dynamique moléculaire, créer une nanotige d'or virtuelle. Les Finlandais ont pu reproduire les découvertes de Huddersfield.

Maintenant, l'expérience fait l'objet d'un article dans la principale revue Physical Letters Review, du Dr Greaves est l'auteur principal.

« La recherche a des implications considérables, notamment pour la médecine, " a déclaré le Dr Greaves.

"De plus en plus de personnes travaillent sur des nanostructures pour des applications pratiques. Les nanoparticules d'or peuvent être utilisées pour la détection de tumeurs, l'optimisation de la biodistribution des médicaments aux organes malades et un amplificateur de dose de radiothérapie.

"Les composants des puces informatiques sont très petits de nos jours - de l'ordre de 20 nanomètres et de plus en plus petits - et les faisceaux d'ions sont utilisés pour modifier les propriétés de ces matériaux. Nos recherches montrent que vous devez être très prudent quant à la quantité de dommages qui peuvent être terminé."