Une équipe de l'Université de Berkeley et du Center for Materials Physics (CSIC-UPV/EHU) a géré, avec une précision atomique, pour créer des nanostructures combinant des rubans de graphène de différentes largeurs. L'ouvrage est publié dans la prestigieuse revue Nature Nanotechnologie .

Peu de matériaux ont reçu autant d'attention de la part du monde scientifique ou ont suscité autant d'espoirs en vue de leur déploiement potentiel dans de nouvelles applications que le graphène. Ceci est largement dû à ses propriétés superlatives :c'est le matériau le plus fin existant, presque transparent, le plus fort, le plus rigide et en même temps le plus extensible, le meilleur conducteur thermique, celui dont la mobilité intrinsèque des porteurs de charge est la plus élevée, ainsi que de nombreuses autres fonctionnalités fascinantes. Spécifiquement, ses propriétés électroniques peuvent varier énormément par son confinement à l'intérieur de systèmes nanostructurés, par exemple. C'est pourquoi des rubans ou des rangées de graphène de largeur nanométrique apparaissent comme des composants électroniques extrêmement intéressants. D'autre part, en raison de la grande variabilité des propriétés électroniques lors de changements minimes dans la structure de ces nanorubans, un contrôle précis au niveau atomique est une condition indispensable pour tirer le meilleur parti de tout leur potentiel.

Les techniques lithographiques utilisées en nanotechnologie conventionnelle n'ont pas encore une telle résolution et précision. En l'an 2010, cependant, un moyen a été trouvé pour synthétiser des nanorubans avec une précision atomique au moyen de ce qu'on appelle l'auto-assemblage moléculaire. Des molécules conçues à cet effet sont déposées sur une surface de telle sorte qu'elles réagissent entre elles et donnent naissance à des nanorubans de graphène parfaitement spécifiés par un procédé hautement reproductible et sans aucune autre médiation externe que le chauffage à la température requise. En 2013, une équipe de scientifiques de l'Université de Berkeley et du Center for Materials Physics (CFM), un centre mixte CSIC (Conseil National Espagnol de la Recherche) et UPV/EHU (Université du Pays Basque), étendu ce concept même à de nouvelles molécules qui formaient des nanorubans de graphène plus larges et donc avec de nouvelles propriétés électroniques. Ce même groupe est aujourd'hui parvenu à aller plus loin en créant, grâce à cet auto-assemblage, hétérostructures qui mélangent des segments de nanorubans de graphène de deux largeurs différentes.

La formation d'hétérostructures avec différents matériaux a été un concept largement utilisé en ingénierie électronique et a permis de faire d'énormes progrès dans l'électronique conventionnelle. « Nous sommes maintenant parvenus pour la première fois à former des hétérostructures de nanorubans de graphène modulant leur largeur au niveau moléculaire avec une précision atomique. De plus, leur caractérisation ultérieure par microscopie à effet tunnel et spectroscopie, complété par les premiers calculs théoriques des principes, a montré qu'il donne naissance à un système aux propriétés électroniques très intéressantes qui comprennent, par exemple, la création de ce que l'on appelle les puits quantiques, " a souligné le scientifique Dimas de Oteyza, qui a participé à ce projet. Ce travail, dont les résultats sont publiés cette semaine même dans la prestigieuse revue Nature Nanotechnologie , constitue donc un succès significatif vers le déploiement souhaité du graphène dans les applications électroniques commerciales.

Dr Dimas G. de Oteyza, qui était auparavant à Berkeley et au CFM, travaille actuellement au Centre International de Physique de Donostia (DIPC) en tant que Fellow Gipuzkoa. Le programme Fellows Gipuzkoa, financé par le Conseil provincial agréé de Gipuzkoa, se consacre en effet au retour de jeunes chercheurs ayant une solide formation post-doctorale dans des groupes et centres de renommée internationale, en leur offrant une plateforme de réintégration par le biais de contrats d'une durée pouvant aller jusqu'à cinq ans, ce qui leur permet de concourir dans les meilleures conditions pour obtenir des postes permanents de chercheurs dans notre pays.