Des chercheurs japonais ont mis au point une nouvelle façon de cultiver des nanofils ferromagnétiques de haute qualité dans et sur des gabarits de nanofils semi-conducteurs. La micrographie électronique (a) montre un réseau de modèles de nanofils InAs typique, et (b) un réseau de nanofils MnAs/InAs à hétérojonction. Les nanofils ferromagnétiques se développent soit à l'intérieur (au milieu) soit au-dessus des nanofils semi-conducteurs, fournissant des propriétés électroniques intéressantes pour des applications futures. Crédit :Société japonaise de physique appliquée (JSAP)
Des chercheurs de l'Université d'Hokkaido décrivent une nouvelle méthode de fabrication de nanofils verticaux de haute qualité avec un contrôle total sur leur taille, densité et distribution sur un substrat semi-conducteur. Les résultats sont rapportés dans le Journal japonais de physique appliquée .
Les nanofils possèdent des propriétés intéressantes que l'on ne trouve pas dans les matériaux en vrac, ce qui les rend utiles dans les composants de nouveaux dispositifs électroniques et photoniques. Il y a beaucoup d'intérêt pour le développement de la verticale, nanofils autoportants, car leur polyvalence est très prometteuse. Cependant, la plupart des conceptions actuelles utilisent des techniques de fabrication ascendantes qui entraînent une distribution aléatoire des nanofils verticaux sur des substrats semi-conducteurs, limitant leur utilisation.
Maintenant, Ryutaro Kodaira, Shinjiro Hara et ses collègues de l'Université d'Hokkaido ont démontré une nouvelle méthode de fabrication de nanofils verticaux de haute qualité avec un contrôle total sur leur taille, densité et distribution sur un substrat semi-conducteur.
L'équipe a créé un modèle de nanofil en arséniure d'indium (InAs) à partir duquel faire croître les nanofils à hétérojonction souhaités, composés d'arséniure de manganèse ferromagnétique (MnAs) et d'InAs semi-conducteurs. Dans le processus de fabrication, ils ont d'abord produit le gabarit de nanofil InAs en modelant avec précision des ouvertures circulaires dans des films minces de dioxyde de silicium, qui ont été déposés par pulvérisation plasma sur des plaquettes. Ensuite, les chercheurs ont fait pousser des nanofils d'InAs uniques dans chaque trou circulaire. Les nanofils de MnAs formés soit à l'intérieur (au milieu) soit au-dessus des nanofils d'InAs, par un processus appelé « endotaxie » – croissance cristalline orientée à l'intérieur d'un autre cristal.
Les nanofils de MnAs avaient une structure hexagonale, ne présentant aucun défaut ni luxation, et aucune contamination avec d'autres éléments. L'interface entre les nanofils semi-conducteurs d'InAs et les nanofils ferromagnétiques de MnAs offre des possibilités intéressantes pour de futurs dispositifs. En effet, L'équipe de Kodaira et Hara a déjà utilisé leurs nouveaux nanofils pour caractériser avec soin les propriétés de magnétotransport des nanofils pour la fabrication potentielle d'applications de dispositifs spintroniques verticaux.
Les nanofils pourraient s'avérer inestimables dans les dispositifs de détection de prochaine génération pour l'électronique, applications photoniques et biochimiques. Les nouveaux nanofils créés par l'équipe pourraient élargir la polyvalence des nanofils à même la spintronique à l'échelle nanométrique.
