Les recherches menées par des scientifiques de l'Université de Swansea aident à relever le défi d'incorporer des structures à l'échelle nanométrique dans les futurs dispositifs à semi-conducteurs qui créeront de nouvelles technologies et auront un impact sur tous les aspects de la vie quotidienne.

Le Dr Alex Lord et le professeur Steve Wilks du Center for Nanohealth ont dirigé la recherche collaborative publiée dans Lettres nano . L'équipe de recherche a examiné des moyens de concevoir une technologie de contact électrique à des échelles minuscules avec des modifications simples et efficaces des nanofils qui peuvent être utilisées pour développer des dispositifs améliorés basés sur les nanomatériaux. Des contacts électriques bien définis sont essentiels pour tout circuit électrique et appareil électronique, car ils contrôlent le flux d'électricité qui est fondamental pour la capacité opérationnelle.

Les matériaux de tous les jours qui sont réduits à la taille du nanomètre (un million de fois plus petit qu'un millimètre sur une règle standard) par les scientifiques à l'échelle mondiale sont considérés comme l'avenir des appareils électroniques. Les progrès scientifiques et techniques conduisent à de nouvelles technologies telles que les vêtements produisant de l'énergie pour alimenter nos gadgets personnels et nos capteurs pour surveiller notre santé et l'environnement environnant.

Au cours des prochaines années, cela apportera une contribution massive à l'explosion de l'Internet des objets reliant tout, de nos maisons à nos voitures, dans un réseau de communication. Toutes ces nouvelles technologies nécessitent des avancées similaires dans les circuits électriques et notamment les contacts électriques qui permettent aux appareils de fonctionner correctement avec l'électricité.

Le professeur Steve Wilks a déclaré :« La nanotechnologie a fourni de nouveaux matériaux et de nouvelles technologies et les applications de la nanotechnologie continueront de se développer au cours des prochaines décennies, une grande partie de son utilité provenant des effets qui se produisent à l'échelle atomique ou nanométrique. Avec l'avènement de nanotechnologie, de nouvelles technologies sont apparues telles que les capteurs chimiques et biologiques, l'informatique quantique, récupération d'énergie, laser, et les détecteurs environnementaux et photoniques, mais il existe un besoin urgent de développer de nouvelles techniques de préparation des contacts électriques pour garantir que ces dispositifs deviennent une réalité quotidienne. »

« Les méthodes traditionnelles d'ingénierie des contacts électriques ont été appliquées aux nanomatériaux, mais négligent souvent les effets à l'échelle nanométrique que les nanoscientifiques ont travaillé si dur à découvrir. Actuellement, il n'y a pas de boîte à outils de conception pour établir des contacts électriques de propriétés choisies avec des nanomatériaux et, à certains égards, la recherche est à la traîne par rapport à notre application potentielle des matériaux améliorés. »

L'équipe de recherche de Swansea a utilisé un équipement expérimental spécialisé et a collaboré avec le professeur Quentin Ramasse du laboratoire SuperSTEM, Conseil de la science et de la technologie des installations. Les scientifiques ont pu interagir physiquement avec les nanostructures et mesurer comment les modifications à l'échelle nanométrique affectaient les performances électriques.

Leurs expériences ont trouvé pour la première fois, que de simples changements au bord du catalyseur peuvent activer ou désactiver la conduction électrique dominante et, surtout, révéler une technique puissante qui permettra aux nano-ingénieurs de sélectionner les propriétés des dispositifs à nanofils manufacturables.

Le Dr Lord a déclaré :« Les expériences reposaient sur un principe simple, mais étaient difficiles à optimiser et à permettre une imagerie à l'échelle atomique des interfaces. Cependant, il était essentiel à cette étude et permettra à beaucoup plus de matériaux d'être étudiés de la même manière."

« Ces recherches nous permettent aujourd'hui de comprendre ces nouveaux effets et permettront à l'avenir aux ingénieurs de réaliser de manière fiable des contacts électriques avec ces nanomatériaux, indispensables pour les matériaux à utiliser dans les technologies de demain.

"Dans un avenir proche, ce travail peut aider à améliorer les dispositifs nanotechnologiques actuels tels que les biocapteurs et également conduire à de nouvelles technologies telles que l'électronique transitoire qui sont des dispositifs qui diminuent et disparaissent sans laisser de trace, ce qui est une propriété essentielle lorsqu'ils sont appliqués comme outils de diagnostic à l'intérieur du corps humain."