Une nouvelle phase stable d'or avec des propriétés physiques et optiques différentes de celles de l'or conventionnel a été synthétisée par les chercheurs d'A*STAR, et promet d'être utile pour un large éventail d'applications, y compris la plasmonique et la catalyse.

De nombreux matériaux existent dans une variété de structures cristallines, appelés phases ou polymorphes. Ces différentes phases ont la même composition chimique mais des structures physiques différentes, qui donnent lieu à des propriétés différentes. Par exemple, deux polymorphes bien connus du carbone, graphite et diamant, disposé différemment, ont des propriétés physiques radicalement différentes, bien qu'il s'agisse du même élément.

L'or a été utilisé à de nombreuses fins à travers l'histoire, y compris les bijoux, électronique et catalyse. Jusqu'à présent, il a toujours été produit en une seule phase une structure cubique à faces centrées dans laquelle les atomes sont situés aux coins et au centre de chaque face des cubes constitutifs.

Maintenant, Lin Wu et ses collègues de l'Institute of the A*STAR Institute of High Performance Computing ont modélisé les propriétés optiques et plasmoniques de rubans à l'échelle nanométrique d'une nouvelle phase d'or, la phase hexagonale 4H (voir image) - produite et caractérisée par des collaborateurs d'autres instituts à Singapour, La Chine et les États-Unis. L'équipe a synthétisé des nanorubans de la nouvelle phase en chauffant simplement l'hydrate de chlorure d'or (III) (HAuCl4) avec un mélange de trois solvants organiques, puis en centrifugant et en lavant le produit. Cela a donné un rendement élevé d'environ 60 pour cent.

Les chercheurs ont également produit des phases hexagonales 4H des métaux précieux argent, platine et palladium en les faisant croître au-dessus de la phase hexagonale d'or 4H.

La phase cubique semble identique lorsqu'elle est vue de face, d'un côté ou d'en haut. En revanche, la nouvelle phase hexagonale 4H n'a pas cette symétrie cubique et varie donc davantage avec la direction, une propriété connue sous le nom d'anisotropie. Cette symétrie plus faible lui confère des propriétés optiques variant plus directionnellement, ce qui peut le rendre utile pour des applications plasmoniques. "Notre découverte n'est pas seulement d'un intérêt fondamental, mais il offre également une nouvelle voie pour les applications non conventionnelles des dispositifs plasmoniques, " dit Wu.

L'équipe est impatiente d'explorer le potentiel de sa nouvelle phase. "À l'avenir, nous espérons tirer parti des propriétés anisotropes non conventionnelles de la nouvelle phase d'or et concevoir de nouveaux dispositifs avec d'excellentes performances non réalisables avec de l'or cubique à faces centrées conventionnel, " dit Wu. La méthode de synthèse donne également lieu à de nouvelles stratégies pour contrôler la phase cristalline des nanomatériaux fabriqués à partir de métaux nobles.