De nouvelles méthodes d'agencement des nanofils d'argent les rendent plus durables, montre une étude de KAUST. Ces nanofils forment des flexibles, des couches conductrices transparentes pouvant être utilisées pour des cellules solaires améliorées, capteurs de contrainte et téléphones portables de nouvelle génération.

L'application de la nanotechnologie dans les appareils électroniques nécessite des tests rigoureux de minuscules composants individuels pour s'assurer qu'ils résisteront à l'utilisation. Les nanofils d'argent sont très prometteurs en tant que connecteurs qui pourraient être disposés de manière flexible, mailles quasi transparentes pour écrans tactiles ou cellules solaires, mais on ne sait pas comment ils réagiront aux contraintes prolongées dues à la flexion et au courant porteur.

Tester les propriétés en vrac d'un grand échantillon de nanoparticules est facile, mais pas complètement révélateur. Cependant, l'adoption de la microscopie électronique à transmission (MET) permet d'examiner des nanoparticules individuelles. doctorat l'étudiant Nitin Batra et son superviseur Pedro Da Costa sont à l'avant-garde du développement de nouvelles techniques MET. Cela leur a permis d'étudier en détail des nanofils d'argent simples (1).

« Une grande partie de notre travail a consisté à concevoir et à fabriquer des prototypes de plate-forme d'échantillons (ou frites ) pour la MET, qui nous permettent de caractériser et de manipuler des nanomatériaux avec une résolution spatiale inégalée, " dit Batra.

Pour améliorer les puces chères disponibles dans le commerce qui contiennent une membrane très fragile pour supporter les nanoparticules, Batra et Da Costa, avec l'aide d'Ahad Syed du Nanofabrication Core Labat KAUST, ont maintenant déposé un brevet pour leur propre robuste, puces réutilisables qui ne nécessitent pas de membrane (2).

Les chercheurs ont suspendu des nanofils d'argent à des électrodes de platine sur leurs puces TEM sur mesure et ont appliqué une gamme de tensions jusqu'à ce que les nanofils tombent en panne en raison du chauffage par le courant électrique. Ils ont découvert que les nanofils droits avaient tendance à se casser lorsqu'ils atteignaient une certaine densité de courant élevée, à des points déterminés par des défauts structuraux locaux.

Un comportement plus intéressant a été observé lorsque les nanofils ont été pliés dès le début. Ces échantillons avaient tendance à se déformer au lieu de se rompre à haute tension et présentaient une capacité d'auto-guérison parce qu'ils restaient maintenus ensemble par le revêtement de carbone à l'extérieur des fils. Certains nanofils présentaient même des vibrations résonantes, comme les harmoniques d'une corde de guitare, avant d'échouer.

« De nombreux appareils sont censés subir des flexions et des torsions répétées par l'utilisateur final, ce qui signifie qu'il n'est pas réaliste de limiter l'étude de la réponse électrique des nanofils d'argent à des configurations droites, " dit Batra. "Nos résultats suggèrent que le taux de défaillance de tels dispositifs pourrait être minimisé en utilisant des nanofils courbés au lieu de câbles droits. La capacité d'auto-guérison pourrait effectivement retarder la panne du circuit."