Des nanotubes de carbone rentables et de grande qualité
Les nanotubes de carbone sont, comme leur nom l'indique, des matériaux en carbone en forme de tubes dont le diamètre se mesure en nanomètres. Leurs parois sont constituées de feuilles de graphite d'un atome d'épaisseur et elles agissent comme des métaux ou semi-conducteurs en fonction des variations structurelles. Les nanotubes de carbone à simple paroi (SWNT) forment un nouveau type de structures unidimensionnelles (1D) qui suscitent un intérêt croissant. Les données expérimentales et la modélisation ont permis de mieux comprendre les caractéristiques et les comportements des SWNT, mais des techniques sont néanmoins requises en vue d'une fabrication économiquement rentable et de l'intégration réussie des SWNT dans les produits microélectroniques. Des chercheurs européens ont ainsi lancé le projet SPANG («Spark ablation for nanotube growth») afin de mettre au point des méthodes rentables pour produire des SWNT par synthèse et évaluer leur utilisation dans les cartes de circuit imprimé (PCB). Il existe de nombreuses méthodes pour produire des SWNT. Le dépôt chimique en phase vapeur et la méthode de l'arc électrique sont des procédés relativement économiques, mais ils produisent des matériaux défectueux affectant les propriétés électriques et mécaniques des SWNT. Les chercheurs ont procédé à une étude comparative de la qualité des nanotubes fabriqués à l'aide de trois techniques différentes. L'ablation laser produit des SWNT d'une bonne longueur, pratiquement sans défaut. Bien que les paramètres de traitement soient bien contrôlés, le flux de production est lent et les lasers sont onéreux. L'ablation de type «channel spark» permet un contrôle et une qualité de produit similaires, mais à moindre coût. La méthode par jet d'arc facilite le contrôle similaire à l'ablation laser, mais avec l'avantage appréciable de permettre un traitement en continu au lieu d'un traitement par lots. L'équipe du projet SPANG a comparé des SWNT fabriqués à l'aide des trois méthodes en utilisant diverses technologies, dont la microscopie électronique, l'absorption optique et la diffraction des rayons X. Un travail de normalisation extensive a été réalisé pour faciliter le contrôle qualité. En outre, les chercheurs ont étudié l'utilisation de réseaux de nanotubes dans les condensateurs et résistances au plomb des PCB. Les résultats du projet SPANG devraient faire progresser la technologie de pointe concernant la fabrication et les applications fonctionnelles des SWNT, facilitant ainsi le développement d'une nouvelle génération de dispositifs électroniques.
