Deux chimistes de Waterloo ont permis aux fabricants de produire plus facilement une nouvelle classe de semi-conducteurs plus rapides et moins chers.

Les chimistes ont trouvé un moyen de contrôler simultanément l'orientation et de sélectionner la taille des nanotubes de carbone monoparoi déposés sur une surface. Cela signifie que les développeurs de semi-conducteurs peuvent utiliser du carbone par opposition au silicium, ce qui réduira la taille et augmentera la vitesse des appareils tout en améliorant leur autonomie.

« Nous atteignons les limites de ce qui est physiquement possible avec les appareils à base de silicium, " a déclaré le co-auteur Derek Schipper, Chaire de recherche du Canada en synthèse des matériaux organiques à l'Université de Waterloo. "Non seulement l'électronique à base de nanotubes de carbone à paroi simple serait plus puissante, ils consommeraient également moins d'énergie.

Le processus, appelé la technique de relais d'alignement, s'appuie sur des cristaux liquides pour transmettre des informations d'orientation à une surface d'oxyde métallique. De petites molécules appelées iptycènes se lient ensuite à la surface en verrouillant le motif d'orientation en place. Leur structure comprend une petite poche suffisamment grande pour contenir un nanotube de carbone d'une certaine taille qui reste après le lavage.

"C'est la première fois que des chimistes sont capables de contrôler de manière externe l'orientation de petites molécules liées de manière covalente à une surface, " dit Schipper, professeur de chimie et membre du Waterloo Institute for Nanotechnology. "Nous ne sommes pas les premiers à proposer des solutions potentielles pour travailler avec des nanotubes de carbone. Mais c'est le seul qui aborde à la fois les défis d'orientation et de pureté."

Schipper a en outre souligné que l'approche est de bas en haut avec l'utilisation de la chimie organique pour concevoir et construire une molécule qui fait ensuite le travail difficile.

"Une fois que vous avez construit les pièces, le processus est simple. C'est une méthode de paillasse ne nécessitant aucun équipement spécial, " expliqua Schipper.

Contrairement aux techniques d'auto-assemblage qui reposent sur la conception d'une molécule appropriée pour s'emboîter parfaitement, ce processus peut être contrôlé à chaque étape, y compris la taille de la "poche" iptycène. En outre, c'est la première solution trouvée pour relever le défi de l'alignement et de la purification des nanotubes de carbone en même temps.

L'étude, co-écrit par Serxho Selmani, doctorant au département de chimie de Waterloo, paraît cette semaine dans le journal Angewandte Chemie Édition Internationale .