De nouvelles recherches sur les nanofils unidimensionnels
Les nanofils semi-conducteurs unidimensionnels devraient constituer les briques nanométriques d'une nouvelle génération de dispositifs électroniques et optoélectroniques. Grâce à leurs propriétés optiques, électroniques et magnétiques uniques, ils sont les candidats idéaux pour une large gamme d'applications, notamment photovoltaïques, piézoélectriques, thermoélectriques, les batteries au lithium-ion, les transistors à effet de champ, les photodétecteurs, les diodes électroluminescentes (LED) ou les lasers. Le projet NANOEMBRACE (Embracing one dimensional semiconductor nanostructures) financé par l'UE a rassemblé 10 équipes universitaires et 12 équipes de recherche appartenant à l’industrie. Les chercheurs ont réalisé toute une série de recherches interconnectées sur la croissance contrôlée des nanostructures 1D, la modification contrôlée de la composition d’une nanostructure unidimensionnelle pour former des hétérostructures de fils quantiques, la caractérisation non destructive des réseaux de nanostructures 1D et la fonctionnalisation et l'interfaçage des nanostructures 1D obtenus par croissance. Les chercheurs ont expérimenté plusieurs méthodes pour développer des ensembles de nanofils semi-conducteurs ayant une forme prédéfinie, des dimensions, une direction de croissance, une structure cristalline, une position de substrat ou en exploitant différents substrats et catalyseurs. Leurs travaux vont de l'étude ou la modélisation des mécanismes fondamentaux de croissance des nanofils à la fabrication de prototypes. Ils ont ainsi développé en particulier, une plateforme de caractérisation à plusieurs niveaux pour cartographier les propriétés structurelles, électriques et optiques de nanofils individuels ou d’ensembles de nanofils ainsi que celles de dispositifs complets. Ces travaux ont été rendus possibles grâce à la microscopie de haute résolution et à des méthodes avancées d'analyse optique. La fonctionnalisation des nanostructures unidimensionnelles a permis aux chercheurs de tirer parti des avancées en matière de théorie, de croissance et de caractérisation et de faire la démonstration de nouveaux instruments, capteurs, appareils optoélectroniques et dispositifs de conversion d'énergie. Ainsi, en exploitant les propriétés fascinantes de ces nanofils, l'équipe NANOEMBRACE a démontré l’efficacité de nombreux prototypes comme un microscope thermique de haute définition et haute résolution, des capteurs de vapeur organique basés sur des nanofils à motifs d'ADN, des microtubes poreux de silice dans une architecture LED à l'échelle nanométrique, des capteurs de pression ultrasensibles de large gamme dynamique et des composants d'une cellule solaire tandem. Les résultats de ce projet ont permis une plus grande sensibilisation du public à la recherche et aux technologies des nanofils. Cette sensibilisation a été confirmée par un grand nombre de participants aux ateliers et conférences des partenaires du projet. Leurs résultats sont également disponibles via de nombreuses publications dans des revues à fort impact et sur le site Web du projet.
Mots‑clés
Nanostructures 1D, nanofils semi-conducteurs, optoélectronique, LED, NANOEMBRACE
