Des chercheurs de l'Université de Valence ont développé une technique pour déterminer les polarités individuelles de centaines de nanofils semi-conducteurs en un seul, processus de gain de temps. Dirigé par Ana Cros, directeur de l'Institut des sciences des matériaux (ICMUV) de l'Université de Valence (UV), l'étude constitue une avancée majeure à la fois dans notre compréhension et dans l'application de ces structures, puisque leur polarité définit les propriétés des appareils fabriqués à partir de.
Les nanofils semi-conducteurs sont des structures de quelques dizaines de nanomètres de diamètre avec un rapport longueur/largeur typique d'environ 1000 - comme un cheveu humain, seulement mille fois plus petit. À tel point qu'ils sont souvent appelés matériaux unidimensionnels, et en effet, ils ont de nombreuses propriétés intéressantes que l'on ne voit pas dans les matériaux 3D plus grands. Les nanofils semi-conducteurs font actuellement partie des structures nanométriques les plus étudiées et sont les éléments de base d'une gamme de dispositifs optoélectroniques qui génèrent, détecter et contrôler la lumière, tels que les détecteurs de lumière, émetteurs et nanocapteurs.
Jusqu'à maintenant, la détermination de leurs polarités a nécessité l'analyse des nanofils un par un dans le cadre d'un processus complexe et chronophage. Cette nouvelle technique utilise un microscope à force atomique et une sonde Kelvin pour détecter des forces minuscules et mesurer les caractéristiques électriques de la surface de l'échantillon. Lorsqu'il est combiné avec une analyse de données avancée, ces mesures révèlent les polarités de centaines de nanofils en même temps.
Ana Cros nous propose une analogie :« Notre microscope explore la surface de l'échantillon de la même manière qu'un aveugle explore son environnement :il utilise une sonde comme canne, se faire une idée des propriétés de surface en fonction des changements de vibrations. La différence entre le microscope et la canne est que sa pointe est extrêmement pointue. Si nous ajoutons ensuite la charge électrique, nous sommes capables de mesurer les caractéristiques électriques de la surface de très petits objets sans même avoir besoin de les toucher."
Connu sous le nom de microscopie à force de sonde Kelvin (KPFM), cette technique a permis de déterminer les polarités individuelles de plus de 100 nanofils en même temps. Núria Garro, chercheur à l'ICMUV, explique : « Ce qui prenait des jours - sélectionner les nanofils un par un et finalement détruire l'échantillon - prend maintenant quelques heures, sans endommager quoi que ce soit à l'échantillon".
L'étude a été publiée dans la revue Lettres nano et a été réalisée conjointement avec l'Université de Murcie, l'Université de Grenoble et le Commissariat à l'énergie atomique. Il constitue l'un des principaux résultats d'une nouvelle ligne de recherche ouverte à l'ICMUV pour l'étude des processus optoélectroniques dans les matériaux et surfaces avancés. Il a été réalisé dans le cadre du projet européen NANOWIRING (FP7-People) et a été dirigé à Valence par Núria Garro.
