Des scientifiques apprennent à fabriquer des nanotubes orientés dans une seule direction
Les nanotubes de disulfure de tungstène en réseau ouvrent la voie à de nouvelles applications technologiques
Des chercheurs de l'université métropolitaine de Tokyo ont fabriqué pour la première fois des nanotubes de disulfure de tungstène qui pointent dans la même direction lorsqu'ils sont formés. Ils ont utilisé une surface de saphir dans des conditions soigneusement contrôlées pour former des nanotubes de disulfure de tungstène en réseau, chacun étant constitué de feuilles nanométriques enroulées, par dépôt chimique en phase vapeur. La technique utilisée par l'équipe résout le problème de longue date des orientations confuses dans les quantités de nanotubes collectées, promettant des applications concrètes de l'anisotropie exotique des nanotubes uniques.
Le nouveau protocole de synthèse de l'équipe permet de produire des nanotubes de disulfure de tungstène qui pointent dans la même direction. Les matériaux fabriqués présentent les principales propriétés des nanotubes simples.
Tokyo Metropolitan University
Les nanotubes sont constitués de feuilles d'atomes enroulées dans un tube à l'échelle nanométrique, transformant une feuille bidimensionnelle en une feuille unidimensionnelle. Ils sont connus pour présenter un large éventail de propriétés qui dépendent de la manière dont les extrémités de la feuille se rejoignent. Par exemple, les nanotubes de carbone peuvent être conducteurs ou semi-conducteurs selon qu'il reste ou non une "torsion" dans la structure du tube lorsqu'une feuille de nanoparticules est enroulée.
En revanche, les nanotubes de disulfure de tungstène sont constitués de feuilles nanométriques enroulées plusieurs fois pour créer une nanostructure de type "rouleau suisse". Il est intéressant de noter que ces nanotubes sont connus pour être toujours semi-conducteurs, quelle que soit la manière dont ils sont enroulés, ce qui en fait des candidats de choix pour une application dans des dispositifs semi-conducteurs. Cependant, malgré toutes les propriétés souhaitables des nanotubes de disulfure de tungstène individuels, les dispositifs réels nécessitent des quantités de nanotubes rassemblées au même endroit. Il est possible d'y parvenir, mais à une condition majeure : les nanotubes pointent généralement dans des directions aléatoires. On sait que cela a un impact négatif sur des propriétés telles que la mobilité des porteurs, ce qui affecte directement l'utilité des nanotubes dans les dispositifs. Toute propriété optique unique est également masquée. Quel que soit l'intérêt des propriétés des nanotubes uniques en fonction de la direction, les propriétés des nanotubes multiples ne les reflètent pas puisqu'ils sont constitués d'un amas hétéroclite.
Une équipe dirigée par le professeur Kazuhiro Yanagi de l'université métropolitaine de Tokyo a mis au point une nouvelle technique qui pourrait résoudre ce problème de longue date. Ils ont utilisé un substrat de saphir avec un plan cristallin spécifique exposé à la surface, fournissant un modèle sur lequel les nanotubes peuvent être cultivés. Des gaz contenant du tungstène et du soufre ont été introduits dans le substrat à des vitesses et à des températures précises pour permettre le dépôt chimique en phase vapeur et former des nanotubes de disulfure de tungstène multiparois sur la surface. Dans les bonnes conditions, ils ont remarqué que les nanotubes pointaient tous dans une direction cristallographique spécifique. C'est la première fois que des nanotubes de disulfure de tungstène en réseau sont cultivés.
L'équipe a démontré que leurs réseaux de nanotubes présentaient encore collectivement les propriétés exotiques et anisotropes des nanotubes individuels, notamment en ce qui concerne la façon dont ils interagissent avec la lumière. Ils pensent que leur technique permettra d'appliquer les nanotubes de disulfure de tungstène à des dispositifs réels qui tireront pleinement parti de leurs propriétés électriques et optoélectroniques exotiques.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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