Un jour, votre smartphone peut être complètement conforme à votre poignet, et quand c'est le cas, il pourrait être recouvert d'or pur, grâce aux chercheurs de l'Université des sciences et technologies du Missouri.

Écrit dans le numéro du 17 mars de la revue Science , les chercheurs du Missouri S&T disent avoir mis au point un moyen de « faire pousser » de fines couches d'or sur des plaquettes monocristallines de silicium, retirer les feuilles d'or, et les utiliser comme substrats sur lesquels faire croître d'autres matériaux électroniques.

La découverte de l'équipe de recherche pourrait révolutionner la recherche sur les technologies portables ou « flexibles », améliorer considérablement la polyvalence d'une telle électronique à l'avenir.

Selon le chercheur principal, le Dr Jay A. Switzer, la majorité des recherches sur la technologie portable ont été effectuées à l'aide de substrats polymères, ou des substrats constitués de plusieurs cristaux. "Et puis ils y ont mis un semi-conducteur typiquement organique qui finit par être flexible, mais vous perdez l'ordre que (le silicium) a, " dit Switzer, Donald L. Castleman/FCR, professeur de découverte en chimie à S&T.

Parce que les substrats polymères sont constitués de plusieurs cristaux, ils ont ce qu'on appelle des joints de grains, dit Switzer. Ces joints de grains peuvent fortement limiter les performances d'un appareil électronique.

"Dites que vous fabriquez une cellule solaire ou une LED, " dit-il. " Dans un semi-conducteur, tu as des électrons et tu as des trous, qui sont le contraire des électrons. Ils peuvent se combiner aux joints de grains et dégager de la chaleur. Et puis vous finissez par perdre la lumière que vous obtenez d'une LED, ou le courant ou la tension que vous pourriez obtenir d'une cellule solaire."

La plupart des appareils électroniques sur le marché sont en silicium parce qu'ils sont « relativement bon marché, mais aussi très commandé, " dit Switzer.

« 99,99 % des appareils électroniques sont en silicium, et il y a une raison - ça marche très bien, " dit-il. " C'est un monocristal, et les atomes sont parfaitement alignés. Mais, quand tu as un seul cristal comme ça, typiquement, ce n'est pas flexible."

En commençant par du silicium monocristallin et en y faisant croître des feuilles d'or, Switzer est capable de maintenir l'ordre élevé du silicium sur la feuille. Mais parce que la feuille est d'or, il est également très résistant et flexible.

"Nous l'avons plié 4, 000 fois, et fondamentalement la résistance n'a pas changé, " il dit.

Les feuilles d'or sont également essentiellement transparentes car elles sont si minces. Selon Switzer, son équipe a pelé des feuilles aussi fines que sept nanomètres.

Switzer dit que le défi auquel son équipe de recherche a été confrontée n'était pas de faire pousser de l'or sur du silicium monocristallin, mais en le faisant décoller comme une mince couche de papier d'aluminium. L'or se lie généralement très bien au silicium.

"Nous avons donc trouvé cette astuce où nous pouvions oxyder photo-électrochimiquement le silicium, " Switzer dit. "Et l'or glisse tout simplement."

L'oxydation photoélectrochimique est le processus par lequel la lumière permet à un matériau semi-conducteur, dans ce cas du silicium, pour favoriser une réaction d'oxydation catalytique.

Switzer dit que des milliers de feuilles d'or - ou de feuilles d'un certain nombre d'autres métaux - peuvent être fabriquées à partir d'une plaquette monocristalline de silicium.

La découverte de l'équipe de recherche peut être considérée comme un "heureux accident". Switzer dit qu'ils cherchaient un moyen peu coûteux de fabriquer des monocristaux lorsqu'ils ont découvert ce processus.

"C'est quelque chose que je pense que beaucoup de gens qui sont intéressés à travailler avec des matériaux très ordonnés comme les monocristaux apprécieraient de le faire très facilement, " dit-il. " En plus de fabriquer des appareils flexibles, ça va juste ouvrir un champ pour quiconque veut travailler avec des monocristaux."