Les nanodiamants sont le meilleur ami des micro-ingénieurs.
Les appareils deviennent de plus en plus petits avec de meilleures fonctionnalités et de meilleures performances mais les nouvelles applications requièrent de l'endurance dans des conditions extrêmes. Le projet NANODIA («Nano-diamond building blocks for micro-device applications»), financé par l'UE, a étudié le potentiel des diamants nanocristallins en étudiant les problèmes qui empêchent actuellement leur utilisation. Les premières expériences visaient à améliorer l'uniformité et la densité de la nucléation, la première étape de la cristallisation. Elles ont également travaillé à la promotion de la croissance des films fins de diamants nanocristallins via des couches de semences. Les scientifiques ont démontré une meilleure nucléation et un meilleur développement de film après dépôt de couches de semences métalliques sur le silicium poli. Les métaux rapides formant du carbure ont élicité la densité la plus élevée de cristaux de nano-diamants, pour donner des films de diamants nanocristallins denses, uniformes et très doux. En outre, l'amélioration de l'étape de la semence n'était pas liée à la morphologie du substrat mais plutôt à la chimie de la surface du substrat et au type de nanoparticules de diamant. Les scientifiques ont également étudié la dynamique de la croissance des nanodiamants et des films de carbone similaires aux diamants créé à l'aide de différents processus de dépôt. La microscopie de force atomique a élucidé l'évolution de la morphologie de la surface qui ressemble à un chou-fleur. Pour la première fois, le développement de ces schémas de surface compliqués a été décrit en termes de fractales vues dans des systèmes vivants et non vivants. Enfin, les chercheurs ont étudié le comportement des nano-diamants dans le glissement de micro-contacts pour une application industrielle dans des microsystèmes avec développement de pièces mécaniques. Ils ont travaillé à l'optimisation des sondes de microscopie de force atomique récemment développées pour un usage commercial. Les efforts ont porté sur les films fins de diamants dopés au bore hautes performances pour les extrémités. Les essais ont démontré que le taux d'usure augmentait drastiquement avec le niveau de dopage au bore qui était également directement lié aux films plus doux et à une plus grande nano-indentation. NANODIA a fourni des informations importantes sur la création de films fins de diamant synthétique nanocristallin pour application dans des nano-appareils. Les activités du projet ont établi une base pour l'utilisation du diamant dans les micro-appareils nécessitant des propriétés mécaniques, chimiques et thermiques supérieures.
Mots‑clés
Nanocristallin, diamant, nucléation, films fins, couches de semence, fractale, sondes microscopiques
