Schéma de l'expérience. Crédit :Université polytechnique de Tomsk
Des scientifiques de l'Université polytechnique de Tomsk et leurs collègues allemands ont mené une expérience démontrant le comportement de zones de matériaux bidimensionnels. L'étude a des applications dans la création d'écrans flexibles pour smartphones et autres gadgets, schémas optiques et informatiques flexibles, cellules solaires flexibles et ainsi de suite. Les scientifiques travaillent sur une technologie pour observer comment les matériaux interagissent à l'échelle nanométrique, pour déterminer la déformation locale se produisant à leur interaction, et même de voir des défauts des matériaux à l'échelle nanométrique qui permettront d'améliorer les composants nanoélectroniques. Le résultat de l'étude a été publié dans Lettres nano .
"Actuellement, dans le domaine de l'électronique et du numérique, il y a une tendance à miniaturiser les appareils. Cette tendance est la plus pertinente pour les transistors, ", déclare le professeur Raul Rodrigez du Département des lasers et de la technologie d'éclairage. "Aujourd'hui, il existe des technologies modernes qui permettent la création de transistors avec une largeur de canal de 12 à 14 nanomètres, plaçant ainsi plus de transistors dans le processeur, augmenter la productivité des smartphones et autres appareils électroniques miniatures. Pour améliorer encore ces technologies et créer des transistors de tailles encore plus petites, nous devons comprendre comment le matériau semi-conducteur se comporte lorsqu'il interagit avec les métaux et comment ses propriétés changent à l'échelle nanométrique."
Précédemment, selon les scientifiques, les matériaux constitutifs de l'électronique moderne n'ont été étudiés qu'à l'échelle macro et micro, mais les données obtenues n'étaient pas toujours suffisantes pour comprendre l'interaction des matériaux entre eux. Dans l'article publié, les scientifiques ont démontré pour la première fois comment les matériaux des composants de la nanoélectronique avancée se comportent à l'échelle nanométrique.
"Pour la création de la gamme complète des différents dispositifs utilisés en nanoélectronique, en particulier les flexibles, différentes classes de matériaux bidimensionnels sont nécessaires, y compris les semi-conducteurs. Le bisulfure de molybdène est l'un des semi-conducteurs les plus connus. Notre objectif était d'étudier les contraintes se produisant dans ce matériau à l'échelle nanométrique, ainsi que les processus de son étirement ou de sa compression dans différentes structures et champs, ", disent les auteurs du document de recherche.
Crédit :Université polytechnique de Tomsk
Les scientifiques ont utilisé des nanotriangles d'or. Deux monocouches de bisulfure de molybdène ont été placées dessus, qui ont été transformés en raison de la forme convexe des nanotriangles, provoquant une contrainte locale de 1,4 pour cent.
« La tension est supérieure à ce que nous nous attendions initialement à voir. En général, nous n'avions pas pour objectif de créer la tension la plus élevée possible, mais il est intéressant de noter que le simple fait de mettre de fines couches de bisulfure de molybdène sur du métal peut provoquer des déformations aussi importantes. Ceci est très important pour comprendre ce qui se passe lorsqu'un semi-conducteur (disulfure de molybdène) entre en contact avec un conducteur (or) si nous voulons créer un nanodispositif, " dit le Pr Rodrigez. " Dans notre travail, nous montrons que nous ne pouvons pas négliger l'interaction entre un film mince et un substrat dans les nanodispositifs électroniques. Lorsque ces matériaux sont étudiés, toutes leurs propriétés sont étudiées sur un substrat plat. Cependant, un métal utilisé dans les électrodes peut modifier les propriétés du matériau. C'est inévitable, mais peut-être peut-on l'exploiter."
Raul Rodrigez précise que l'article publié était le premier décrivant de telles mesures locales de déformation. L'expérience a utilisé la spectroscopie Raman à pointe améliorée (TERS) combinant des méthodes de spectroscopie optique et de microscopie à force atomique. L'élément principal de la technologie est une nano-antenne en or intégrée dans le microscope à force atomique. Sa taille varie de microns à la base aux nanomètres à la pointe. Une nanoparticule est placée sur la pointe de l'antenne et les scientifiques n'étudient que les signaux reçus de cette nanoparticule. Les scientifiques soulignent que la méthode TERS est applicable à la fois pour étudier les processus locaux de déformation et d'interaction des particules et pour détecter des défauts dans certains matériaux à l'échelle nanométrique.
