Un papillon d’or peut créer sa propre peau de semi-conducteur – ScienceDaily

Un papillon d’or à l’échelle nanométrique fournit une voie plus précise pour la croissance / synthèse de semi-conducteurs nanosensibles qui peuvent être utilisés dans des nano-lasers et d’autres applications.

Des chercheurs de l’Université d’Hokkaido ont mis au point une approche unique pour fabriquer des semi-conducteurs nanométriques sur une surface métallique. Les détails de la méthode ont été rapportés dans le journal Nano lettres et pourrait approfondir les recherches sur la fabrication d’émetteurs de lumière et d’énergie nanométriques.

L’approche, développée par l’Institut de recherche en sciences électroniques de l’Université d’Hokkaido et l’Université Hokkai-Gakuen, implique la génération de chaleur localisée sur une nanoparticule d’or dans une nanostructure en forme de papillon. La chaleur provoque une synthèse hydrothermale dans laquelle l’oxyde de zinc semi-conducteur cristallise sur la nanoparticule d’or.

Les scientifiques ont étudié des moyens de placer soigneusement des semi-conducteurs de taille nanométrique sur des particules métalliques pour les utiliser dans le nano-laser et la nano-lithographie, par exemple. Mais les méthodes actuelles manquent de précision ou sont trop coûteuses.

L’approche développée par l’équipe japonaise surmonte ces problèmes.

L’équipe a d’abord effectué des simulations pour déterminer les conditions optimales pour contrôler avec précision la génération de chaleur dans les nanostructures. Ils ont utilisé un phénomène appelé résonance plasmonique de surface, un processus qui convertit en partie la lumière en chaleur dans les matériaux métalliques.

Selon les simulations, une nanostructure en forme de papillon constituée de deux particules d’or losange placées de chaque côté d’une nanotige d’or conduirait à des conditions optimales. Dans ce système, le nanotige, ou le corps du papillon, fonctionne comme un nano-réchauffeur utilisant une lumière polarisée spécifique. Après avoir fait pivoter la polarisation de la lumière de 90 degrés, les particules de losange, ou les ailes du papillon, devraient fonctionner comme une antenne pour collecter la lumière aux points de sous-longueur d’onde dans la peau semi-conductrice du papillon.

Pour tester cette théorie, ils ont fabriqué le papillon d’or et l’ont placé dans l’eau à l’intérieur d’une chambre en verre. Une solution composée à parts égales de nitrate de zinc hexahydraté et d’hexaméthylène tétramine a été ajoutée à la chambre, qui a ensuite été scellée et placée sur une platine microscopique. Lorsque la lumière laser a été projetée sur le système à l’intérieur de la chambre, la nanotige s’est réchauffée et des particules d’oxyde de zinc semi-conductrices se sont cristallisées le long de sa surface comme prévu.

Cela a démontré que la nano-antenne en or en forme de papillon peut contrôler avec précision où se produit la synthèse hydrothermale assistée par plasmon, permettant ainsi la formation localisée de semi-conducteurs nanométriques.

“De nouvelles recherches devraient conduire au développement de puissantes sources lumineuses de taille nanométrique, de dispositifs de conversion photoélectrique très efficaces et de photocatalyseurs”, a déclaré Keiji Sasaki de l’équipe de recherche de l’Université de Hokkaido. “Cela pourrait également conduire à des applications dans l’électronique des semi-conducteurs et le traitement optique de l’information quantique.”

Source de l’histoire:

Matériaux fourni par Université d’Hokkaido. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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