ARCHIVÉ - Des chercheurs créent les «  nanofils  » de demain

Le 08 juin 2008 — Ottawa (Ontario)

Avec des copolymères bloc, Mme Buriak et ses collègues ont fabriqué des nanofils droits, ronds et d'autres formes.

Des scientifiques du CNRC et de l'Université de l'Alberta ont abattu un obstacle de taille sur le chemin de la révolution nanotechnologique en fabriquant des fils à l'échelle « nano » sur une puce de silicium.

Le coup d'éclat – rapporté dans le numéro d'août 2007 de Nature Nanotechnology – apporte « la solution au problème qui consiste à intégrer la technologie actuelle des puces à celle des futures nanopièces électroniques », affirme Jillian Buriak, chef du Groupe de chimie interfaciale et des matériaux à l'Institut national de nanotechnologie (INN) du CNRC. Mme Buriak enseigne également la chimie à l'Université de l'Alberta. Cette réalisation pave la voie à la création de nanocapteurs qui trouveront une utilité médicale et environnemental.

En recourant à des techniques ordinaires comme la lithographie par bombardement de faisceaux d'électrons, « il est facile d'apporter de minuscules modifications, de moins de 40 nanomètres de largeur, au silicium et à d'autres matériaux », poursuit la chercheuse. « Le processus est néanmoins beaucoup trop laborieux et onéreux pour que les fabricants y recourent. Nous voulions voir si des molécules s'assemblant 'automatiquement' pourraient faire le travail à notre place. »

L'équipe de l'INN a choisi un groupe de molécules appelées « copolymères bloc ». « Ces molécules se prêtent bien aux méthodes de fabrication des semi-conducteurs en silicium. On peut donc les intégrer aux procédés existants sans trop de difficulté », déclare Mme Buriak.

Avec ses collègues, la chimiste s'est servie de quelques copolymères bloc formant naturellement des lignes horizontales en surface. « Quand on grave des rainures d'environ 30 nanomètres de profondeur dans le silicium puis qu'on y glisse les copolymères bloc, les molécules s'alignent pour tracer une ligne ou un cercle selon la forme de la rainure », reprend-elle.

« Les molécules s'exécutent toutes seules, sans qu'on ait besoin de les pousser autrement qu'en fabriquant une rainure, insiste-t-elle. Elle tournent les coins et s'assemblent spontanément pour créer des formes intéressantes. » De là, l'équipe de l'INN a imaginé un moyen qui transforme les molécules ainsi alignées en fils métalliques continus et qui mesure la conductivité électrique de ces derniers.

D'autres chercheurs avaient déjà montré comment manipuler les copolymères bloc, mais l'équipe de Mme Buriak est la première à en avoir tiré quelque chose d'utile comme des fils. Dans une expérience, l'équipe a obtenu 25 nanofils de platine parallèles – chacun n'ayant que 10 nanomètres de largeur mais 50 microns (50 000 nanomètres) de longueur.

Depuis la publication de l'étude initiale, les chercheurs de l'INN ont prouvé que le procédé d'assemblage automatique fonctionne avec divers métaux et substances magnétiques, y compris le cuivre, le cobalt, l'oxyde de fer et le fer. Prochaine étape : l'aluminium. « Nous aimerions aussi combiner deux métaux ou davantage pour qu'ils s'entremêlent, voire différents matériaux, un métal avec un semi-conducteur, par exemple », termine Mme Buriak. Une des applications qu'envisage l'équipe est l'utilisation des nanofils autoassembleurs comme de très petits capteurs.

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