Alors que la miniaturisation de la technologie se poursuit, les scientifiques cherchent à concevoir des matériaux au niveau atomique. Dans Communication Nature , des chercheurs du RIKEN Cluster for Pioneering Research et du RIKEN Center for Advanced Photonics, avec des collaborateurs, rapportent une technique de transfert à sec pour positionner des nanotubes de carbone de qualité optique de manière précise sans solvant.

Les nanotubes de carbone sont un type de matériau prometteur avec des utilisations potentielles dans des applications telles que les diodes électroluminescentes, transistors monoélectroniques, ou comme sources de photons uniques. Ce sont essentiellement des tubes constitués de graphène torsadé de manières spécifiques, et la façon dont ils sont tordus est critique pour produire les propriétés souhaitées. La création de dispositifs aux propriétés souhaitées nécessite une manipulation précise de la position et de l'orientation des nanotubes, avec une propriété connue sous le nom de chiralité, qui décrit essentiellement à quel point il est tordu. Il est difficile de manipuler les molécules avec précision, cependant, car l'utilisation de solvants ou de traitement à haute température laisse inévitablement les nanotubes sales, entravant leurs caractéristiques optiques.

Pour résoudre ce problème, les chercheurs ont cherché un moyen de fabriquer les nanotubes sans utiliser de solvants. Ils ont expérimenté l'anthracène, un produit chimique dérivé du pétrole, comme matériau sacrificiel. Essentiellement, ils ont ramassé le nanotube sur un échafaudage d'anthracène pour le transporter où ils voulaient, puis utilisé la chaleur pour sublimer l'anthracène, laissant le nanotube dans un état optiquement vierge. Ils ont également développé une méthode de suivi de la photoluminescence des nanotubes pendant le transfert, en veillant à ce qu'un nanotube avec les propriétés optiques souhaitées soit placé au bon endroit.

Le groupe a confirmé qu'après le transfert à sec, les nanotubes restants ont une photoluminescence brillante, jusqu'à 5, 000 fois plus brillant que la molécule d'origine, une qualité qui les rend idéales pour les appareils optiques. En outre, le groupe a pu positionner précisément le nanotube au-dessus d'un résonateur optique de taille nanométrique, améliorant les propriétés d'émission de lumière.

Selon Keigo Otsuka du RIKEN Cluster for Pioneering Research, le premier auteur de l'article, "Nous pensons que cette technologie pourrait contribuer non seulement à la création de nanodispositifs à partir de nanotubes de carbone avec les propriétés souhaitées, mais aussi à la construction de systèmes d'ordre supérieur basés sur la libre combinaison de matériaux de couche atomique et d'autres nanostructures."

"Au-delà de ça, " dit Yuichiro Kato, le chef de groupe, "cette technologie a le potentiel de contribuer au développement de technologies définies atomiquement qui vont au-delà de la nanotechnologie, dans lequel des matériaux avec des structures précises au niveau atomique sont utilisés comme blocs de construction pour concevoir et construire des fonctions différentes de celles des matériaux existants.