- Nanofils
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Un nanofil est une nanostructure, avec le diamètre de l'ordre du nanomètre (10-9 m). Alternativement, les nanofils peuvent être définis comme des structures qui ont une épaisseur ou un diamètre limité à quelques dizaines de nanomètres ou moins, et une longueur sans contrainte. À ces échelles les effets quantiques sont importants - d'où l'utilisation du terme de « fils quantiques ». De nombreux types de nanofils existent, incluant des matériaux métalliques (par exemple, Ni, Pt, Au), semiconducteur (e.g., Si, InP, GaN, etc.), ou diélectriques (e.g., SiO2, TiO2). Les nanofils moléculaires sont constitutés d'unités moléculaires organiques (par exemple l'ADN) ou inorganiques (Mo6S9-xIx) se répétant.
Ces objets nanométriques présentent des intérêts pour de nombreux champs technologiques (micro/nanoélectronique, énergie photovoltaïque) et scientifiques (biologie, physique).
Sommaire
Vue d'ensemble
Du fait de leur facteur de forme important, les nanofils font partie des structures unidimensionnelles ou quasi-unidimensionnelles, à l'instar des nanotubes. Parallèlement au terme de nanofils, différentes appellations existent : d'une part les nanowhiskers/wires/rods (nanopoils/fils/bâtonnets), d'autre part les nanorubans/ceintures (nanoribbons/belts).
Synthèse et élaboration
Il existe deux approches de bases pour élaborer des nanofils : l'approche descendante (top-down) et l'approche ascendante (bottom-up). L'approche descendante consiste à graver la structure dans un substrat, par utilisation des techniques de lithographie et de gravure, communément utilisées dans les procédés de microélectroniques. Au contraire, l'approche ascendante, consiste à faire croître la structure en assemblant les atomes qui la composent.
Approche descendante
Approche ascendante
Croissances assistées par particules métalliques
La croissance VLS
La méthode de croissance VLS (pour Vapeur-Liquide-Solide) est la plus répandue pour la croissance de nanofils. Elle se fait au moyen d'un catalyseur liquide, à travers lequel les atomes de la phase vapeur sont absorbés et diffusent vers le substrat. La nucléation de la phase solide semble alors se faire à l'interface entre le catalyseur liquide et le substrat, en deux dimensions donc. Un article de Wagner et Ellis (1964) fait pour la première fois allusion à cette méthode de croissance, en essayant d'expliquer la croissance de "nanowhiskers" sur des substrats silicium, sans l'aide de dislocation ou autres défauts du cristal de départ. [1]
La croissance VSS
La croissance SLS
Propriétés physiques
Utilisation technologiques
Références
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