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Nanotubes et nanofils pour un câblage solide et flexible dans les appareils portables

Les appareils portables gagnent en popularité chaque jour. Mais comme tout appareil électronique, les vêtements portables et les vêtements intelligents nécessitent un câblage solide mais flexible.

Les physiciens de la Michigan Technological University ont étudié les nanotubes de nitrure de bore (BNNT), qui pouvaient être contrôlés par la lumière et la pression. En collaboration avec des chercheurs de l'Université Purdue, de l'Université de Washington et de l'Université du Texas à Dallas, l'équipe a publié ses résultats dans Nature Electronics.

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Pour les technologies portables, les tissus électroniques ou les appareils extrêmement minces qui peuvent être posés sur la surface des tasses, des tables, des combinaisons spatiales et d'autres matériaux, les chercheurs ont commencé à régler les structures atomiques des nanomatériaux. Les matériaux qu'ils testent doivent se plier au fur et à mesure que la personne bouge, mais ne vont pas tous mal ou se cassent, ainsi que résistent à différentes températures et donnent toujours suffisamment de jus pour exécuter les fonctions logicielles que les utilisateurs attendent de leurs ordinateurs de bureau et téléphones, rapporte Allison Mills à Michigan Tech.

Yoke Khin Yap, professeur de physique et directeur du programme de physique appliquée au Michigan Tech, a étudié les nanotubes et les nanoparticules

Les nanofils de tellure-BNNT peuvent être aussi minces que 2 nanomètres. (Crédit: Université du Texas à Dallas / Qingxiao Wang et Moon Kim)

Cela en faisait un bon candidat pour s'associer à un autre matériau à grande promesse électrique: le tellure. Enchaînées en chaînes épaisses d'atomes, qui sont des nanofils très minces, et enfilées à travers le centre creux des BNNT, les chaînes atomiques de tellure deviennent un petit fil avec une immense capacité de transport de courant.

«Sans cette enveloppe isolante, nous ne serions pas en mesure d’isoler les signaux des chaînes atomiques. Nous avons maintenant la possibilité de revoir leur comportement quantique », a déclaré Yap. «C’est la première fois que quelqu’un crée une chaîne atomique dite encapsulée où vous pouvez réellement les mesurer. Notre prochain défi est de rendre les nanotubes de nitrure de bore encore plus petits. »

Les nanofils de tellure-BNNT peuvent être aussi minces que 2 nanomètres, tandis que les transistors en silicium actuels sur le marché ont une largeur de 10 à 20 nanomètres.

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«Ce matériau de tellure est vraiment unique. Il construit un transistor fonctionnel avec le potentiel d’être le plus petit du monde », a déclaré Peide Ye, chercheur principal de l’Université Purdue, expliquant que l’équipe a été surprise de découvrir, grâce à la microscopie électronique à transmission à l’Université du Texas à Dallas, que les atomes dans ces chaînes unidimensionnelles se tortillent. «Les atomes de silicium semblent droits, mais ces atomes de tellure sont comme un serpent. Il s’agit d’une structure très originale. »