fr.wedoany.com Rapport : Une équipe de recherche dirigée par l'Université de Tokyo a publié ses résultats dans le dernier numéro de la revue Science, réussissant à fabriquer un nanotube semi-conducteur en disulfure de molybdène à paroi unique d'un diamètre de seulement 1 nanomètre (environ un cent-millième du diamètre d'un cheveu humain). En utilisant des nanotubes de nitrure de bore comme modèle de réaction, l'équipe a synthétisé des nanotubes ultrafins à structure atomique définie dans cet espace confiné, validant une prédiction théorique vieille de 25 ans concernant la variation de la bande interdite des matériaux à l'échelle nanométrique, et ouvrant de nouvelles perspectives pour le développement de dispositifs électroniques miniatures de nouvelle génération.
Fondée en 1877, l'Université de Tokyo est une université de recherche complète de premier plan au Japon, jouissant d'une réputation internationale dans les domaines de la science des matériaux, des nanotechnologies et de la physique des semi-conducteurs. Le disulfure de molybdène est un matériau semi-conducteur de la famille des dichalcogénures de métaux de transition, doté d'une bande interdite ajustable et d'une excellente mobilité électronique, suscitant un grand intérêt en nanoélectronique. Le nitrure de bore est un matériau isolant à large bande interdite ; ses nanotubes, à la structure stable et au diamètre intérieur uniforme, peuvent servir de « nanoréacteurs » pour la croissance d'autres matériaux unidimensionnels.
En réalisant une réaction chimique dans l'espace confiné à l'intérieur de nanotubes de nitrure de bore, l'équipe de recherche a synthétisé des nanotubes de disulfure de molybdène à paroi unique d'un diamètre de seulement 1 nanomètre et à structure atomique définie. Cet espace confiné a permis la croissance de nanotubes ultrafins autrement difficiles à former et a favorisé un arrangement atomique ordonné, obtenant ainsi un matériau à la structure hautement homogène. L'étude a révélé que la bande interdite diminue avec la réduction du diamètre du nanotube, confirmant l'effet de confinement quantique prédit théoriquement par les scientifiques il y a environ 25 ans. Les technologies semi-conductrices actuelles peinent à maintenir une structure parfaite lors de la miniaturisation des dispositifs, les défauts ayant un impact amplifié à mesure que la taille diminue ; les nanotubes de carbone présentent également des problèmes similaires de contrôle du diamètre et d'uniformité de la chiralité. Les nanotubes de disulfure de molybdène montrent un potentiel avantageux en termes de contrôlabilité de la taille et de cohérence de la structure atomique, offrant une nouvelle voie pour la construction de dispositifs semi-conducteurs ultraminiatures dont la taille du canal est de l'ordre du nanomètre.
Actuellement, la longueur des nanotubes fabriqués n'est que de quelques centaines de nanomètres. La prochaine étape de l'équipe de recherche consiste à augmenter cette longueur jusqu'à environ 1 micromètre (soit 1000 nanomètres) et à tenter de synthétiser d'autres matériaux nanotubulaires inorganiques, y compris des matériaux magnétiques et supraconducteurs, en utilisant cette méthode. Ce résultat constitue une avancée majeure dans le domaine de la synthèse de nanomatériaux, explorant une nouvelle voie matérielle pour les dispositifs nanoélectroniques du futur, au-delà des limites des semi-conducteurs traditionnels à base de silicium.
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