Une équipe de recherche de l'Université Clarkson rapporte une conclusion intéressante qui pourrait avoir des impacts majeurs sur l'avenir de la nano-fabrication. Leur analyse pour un modèle du processus d'adsorption séquentielle aléatoire (RSA) montre que même une petite imprécision dans la position des sites d'atterrissage du réseau peut considérablement affecter la densité du dépôt formé de façon permanente.
Avec l'avènement des nanotechnologies, non seulement pouvons-nous déposer de minuscules particules, mais les surfaces ou substrats cibles peuvent être adaptés pour contrôler les structures résultantes.
Cet article traite de la précision qui doit exister dans le motif de la surface cible, afin d'atteindre une perfection élevée et une couverture élevée dans le motif des particules déposées. Pour faire ça, il compare RSA sur trois types de surfaces :un réseau continu (sans motif), une surface à motifs précis, et une surface avec de petites imprécisions dans le motif. Les chercheurs constatent que de très petites imprécisions peuvent faire en sorte que RSA se déroule comme si la surface était continue. La conséquence est que le processus de dépôt est moins efficace, et la couverture ultime est beaucoup plus faible. Dans le cadre du RSA, une surface continue est recouverte lentement d'une plus grande fraction de la surface restant à découvert qu'une surface à motif en treillis précis. Dans le passé, lorsque les surfaces sur lesquelles des particules microscopiques étaient déposées étaient naturellement planes (continues) ou avaient une structure en treillis, l'importance des petites imprécisions n'avait pas été reconnue.
Les chercheurs expliquent leur analyse cette semaine dans le Journal de physique chimique .
Vladimir Privman de l'Université Clarkson étudie les aspects de ces systèmes depuis 2007; cependant cette étude, menée avec l'étudiant diplômé Han Yan, a été le premier à considérer l'imprécision dans la localisation du site du réseau de surface, plutôt que dans l'uniformité de la taille des particules.
Initialement suggéré par la modélisation informatique, leurs résultats ont ensuite été dérivés de considérations de modèle analytique qui sont nouvelles pour le domaine de recherche de la RSA.
« La plus grande difficulté a été de comprendre et d'accepter le résultat numérique initial qui suggérait des résultats qui semblaient contre-intuitifs, " expliqua Privman. " Une fois accepté, nous avons pu confirmer les premiers résultats, ainsi que les généraliser et les systématiser par des arguments analytiques."
Des substrats pré-structurés ont été étudiés pour des applications allant de l'électronique à l'optique, aux capteurs, et à la croissance cristalline dirigée. Les résultats rapportés suggèrent que les efforts de positionnement fixe précis et de dimensionnement d'objets dans la nano-fabrication pourraient être contre-productifs s'ils étaient effectués dans le cadre de la formation de structures par RSA, dans des conditions pratiquement irréversibles. Un certain degré de détente, pour permettre aux objets de "se faufiler" dans des positions correspondantes, peut en fait être plus efficace pour améliorer à la fois la densité et la vitesse de formation des structures denses souhaitées, dit Privman.
Ce travail a des implications que l'équipe se prépare à explorer.
"Maintenant que nous avons réalisé que non seulement la non-uniformité des particules, mais aussi l'imprécision du motif du substrat ont des effets substantiels sur la dynamique du processus RSA, nous commencerons à étudier divers systèmes et géométries de motifs, étendre au-delà de notre modèle d'origine, " a déclaré Privman.
