Des scientifiques de la National Research Nuclear University MEPhI (Russie) ont étudié les propriétés des nanotubes de fullerène, également connu sous le nom de « pois carbone, " pendant les étirements. L'article sur le projet, qui aidera à développer une nano-électronique sophistiquée, a été publié dans Diamant et matériaux connexes .

Les métaux sont connus pour leurs niveaux impressionnants de conductivité électrique et thermique et leur résistance électrique augmente lors du chauffage. Ils ont également un éclat distinctif. Ces propriétés sont déterminées par la présence d'électrons libres qui peuvent se déplacer sous l'influence d'un champ électrique. Par conséquent, les matériaux de composition complexe et contenant des électrons libres agissent comme des métaux.

Au cours des 30 dernières années, les experts ont synthétisé de nombreux nouveaux matériaux carbonés, y compris les nanotubes remplis de fullerènes. Ces tubes sont appelés « pois carbone » car ils ressemblent à des cosses de pois.

"Il s'avère que les pois de carbone peuvent être utilisés comme semi-conducteurs et comme métaux, " Konstantin Katin, professeur assistant au département de physique de la matière condensée de l'Université nationale de recherche nucléaire MEPhI, expliqué. « Il suffit de les étirer de 4 % pour libérer leurs propriétés métalliques. Leur haute résilience et leur résistance à la traction leur permettent de rester intacts après l'étirement. »

La distance entre les fullerènes et la surface du nanotube est si petite que les nuages ​​d'électrons peuvent se déplacer entre le nanotube et les fullerènes et inversement. Ce phénomène est appelé hybridation. L'étendue de l'hybridation détermine les propriétés électroniques de divers dispositifs pouvant être fabriqués à l'aide de pois électroniques.

"Tout dépend de la corrélation entre les niveaux d'énergie des électrons à l'intérieur des nanotubes et des fullerènes, " a déclaré Mikhaïl Maslov, professeur assistant au département de physique de la matière condensée de l'Université nationale de recherche nucléaire MEPhI. "Notre nanotube a d'abord agi comme un semi-conducteur et avait un écart énergétique. Bien que les électrons du fullerène n'aient pas l'énergie nécessaire pour combler cet écart, l'application d'une tension mécanique a changé tout le tableau. Les niveaux d'énergie ont changé, avec des pois carbone affichant leurs propriétés métalliques."

Aujourd'hui, les scientifiques doivent utiliser toutes sortes de matériaux, y compris les métaux et les semi-conducteurs, pour la fabrication de dispositifs nano-électroniques sophistiqués. Cependant, le projet de la National Research Nuclear University MEPhI prouve qu'ils peuvent être remplacés par un seul composé, à savoir, pois carbone précontraint. Cela permettra de fabriquer de simples diodes à effet tunnel, générateurs de rayonnement térahertz, interrupteurs électroniques, et capteurs.