Des scientifiques de l'Université Rice et de l'Institut indien des sciences, Bangalore, ont découvert une méthode pour fabriquer du gallium atomiquement plat qui est prometteur pour l'électronique à l'échelle nanométrique.

Le laboratoire Rice du scientifique des matériaux Pulickel Ajayan et ses collègues en Inde ont créé du gallène bidimensionnel, une fine couche de matériau conducteur qui est au gallium ce que le graphène est au carbone.

Extrait sous une forme bidimensionnelle, le nouveau matériau semble avoir une affinité pour la liaison avec des semi-conducteurs comme le silicium et pourrait établir un contact métallique efficace dans les dispositifs électroniques bidimensionnels, les chercheurs ont dit.

Le nouveau matériau a été introduit en Avancées scientifiques .

Le gallium est un métal à bas point de fusion; contrairement au graphène et à de nombreuses autres structures 2D, il ne peut pas encore être cultivé avec des méthodes de dépôt en phase vapeur. De plus, le gallium a également tendance à s'oxyder rapidement. Et tandis que les premiers échantillons de graphène ont été retirés du graphite avec du ruban adhésif, les liaisons entre les couches de gallium sont trop fortes pour une approche aussi simple.

Ainsi, l'équipe Rice dirigée par les co-auteurs Vidya Kochat, un ancien chercheur postdoctoral à Rice, et Atanu Samanta, étudiant à l'Indian Institute of Science, utilisé la chaleur au lieu de la force.

Plutôt qu'une approche ascendante, les chercheurs se sont frayé un chemin à partir du gallium en vrac en le chauffant à 29,7 degrés Celsius (environ 85 degrés Fahrenheit), juste en dessous du point de fusion de l'élément. C'était suffisant pour faire couler du gallium sur une lame de verre. Comme une goutte refroidit juste un peu, les chercheurs ont pressé un morceau plat de dioxyde de silicium sur le dessus pour soulever quelques couches plates de gallene.

Ils ont exfolié avec succès le galléne sur d'autres substrats, y compris le nitrure de gallium, arséniure de gallium, silicone et nickel. Cela leur a permis de confirmer que des combinaisons particulières de galène-substrat ont des propriétés électroniques différentes et de suggérer que ces propriétés peuvent être ajustées pour des applications.

"Le travail actuel utilise les interfaces faibles des solides et des liquides pour séparer de fines feuilles de gallium en 2D, " a déclaré Chandra Sekhar Tiwary, chercheur principal sur le projet qu'il a réalisé à Rice avant de devenir professeur adjoint à l'Indian Institute of Technology de Gandhinagar, Inde. "La même méthode peut être explorée pour d'autres métaux et composés à bas point de fusion."

Les propriétés plasmoniques et autres du gallenène sont à l'étude, selon Ajayan. "Les métaux proches de la 2-D sont difficiles à extraire, étant donné qu'ils sont pour la plupart à haute résistance, structures non stratifiées, donc le gallène est une exception qui pourrait combler le besoin de métaux dans le monde 2-D, " il a dit.