Créé avec le procédé DOLFIN en plusieurs matériaux, dont CdTe, ZnSe, etc. Images sous la colonne la plus à gauche d'environ 500 micromètres de diamètre ; deuxième à partir de la colonne de gauche 10 mm; dans la partie C, 15 millimètres. Crédit :Yuanyuan Wang, Université de Chicago
Des scientifiques de l'Université de Chicago et du Laboratoire national d'Argonne ont découvert une nouvelle façon de modéliser avec précision les nanomatériaux qui pourraient ouvrir une nouvelle voie à la prochaine génération d'appareils électroniques de tous les jours.
La nouvelle recherche, publié le 28 juillet dans Science , devrait rendre ces matériaux facilement disponibles pour une utilisation éventuelle dans tout, des écrans LED aux téléphones cellulaires en passant par les photodétecteurs et les cellules solaires. Bien que les nanomatériaux soient prometteurs pour les futurs appareils, les moyens de les intégrer dans des structures complexes ont été limités et à petite échelle.
« C'est une étape nécessaire pour faire passer les points quantiques et de nombreux autres nanomatériaux d'expériences de validation de concept à une technologie réelle que nous pouvons utiliser, " a déclaré le co-auteur Dmitri Talapin, professeur de chimie à UChicago et scientifique au Centre des matériaux à l'échelle nanométrique d'Argonne. "Cela élargit vraiment nos horizons."
La base de l'informatique moderne est un petit interrupteur appelé transistor, fait des milliards à la fois par une technique appelée photolithographie. Ce processus, qui a rendu les smartphones bon marché et omniprésents, sculpte un pochoir dans une couche de polymère organique en déposant un "masque" à motifs et en l'éclairant avec de la lumière ultraviolette. Une fois le nouveau matériau déposé sur le dessus, le pochoir en polymère est soulevé pour révéler le motif. Plusieurs tours de ce motif construisent un transistor miniature sur le matériau.
Un « masque » ou un pochoir utilisé pour modeler des nanomatériaux avec un nouveau processus qui promet de les rendre beaucoup plus faciles à transformer en LED, cellules solaires, transistors et autres appareils électroniques. Crédit :Université de Chicago
Mais la méthode a ses limites. Seuls quelques matériaux peuvent être modelés de cette façon; il a été développé à l'origine pour le silicium, et alors que le règne d'un demi-siècle du silicium sur l'électronique touche à sa fin, les scientifiques se tournent vers les prochains matériaux.
L'un de ces domaines d'intérêt est celui des nanomatériaux, de minuscules cristaux de métaux ou de semi-conducteurs. A cette échelle, ils peuvent avoir des propriétés uniques et utiles, mais fabriquer des appareils à partir d'eux a été difficile.
La nouvelle technique, appelé DOLFIN, transforme différents nanomatériaux directement en « encre » dans un processus qui évite d'avoir à poser un pochoir en polymère. Talapin et son équipe ont soigneusement conçu des revêtements chimiques pour des particules individuelles. Ces revêtements réagissent à la lumière, donc si vous faites briller la lumière à travers un masque à motifs, la lumière transférera le motif directement dans la couche de nanoparticules ci-dessous, les câblant dans des dispositifs utiles.
"Nous avons trouvé que la qualité des motifs était comparable à ceux réalisés avec des techniques de pointe, " a déclaré l'auteur principal Yuanyuan Wang, chercheur postdoctoral à UChicago. "Il peut être utilisé avec une large gamme de matériaux, y compris les semi-conducteurs, métaux, des oxydes ou des matériaux magnétiques, tous couramment utilisés dans la fabrication de produits électroniques. »
Le chercheur postdoctoral UChicago, Yuanyuan Wang, tient un « masque » ou un pochoir utilisé pour modeler des nanomatériaux avec un nouveau processus qui promet de les rendre beaucoup plus faciles à transformer en LED, cellules solaires, transistors et autres appareils électroniques. Crédit :Université de Chicago
