Les transistors à nanotubes auto-alignés : une base pour l’électronique moléculaire

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Les composants qui intègrent un seul nanotube de carbone monoparoi comme élément actif ne semblent pas être des dispositifs adaptés pour obtenir des courants de sortie importants ; par ailleurs, leur réalisation soufre encore de problèmes de reproductibilité dus aux difficultés inhérentes à leur fabrication qui requiert la manipulation de nanotubes uniques.

Une autre voie consiste à développer des dispositifs qui utilisent comme éléments actifs une population importante de nanotubes : on peut ainsi gagner sur les densités de courant transportées, en conservant les excellentes propriétés de conduction des nanotubes et en facilitant la fabrication de ces composants. Dans ce cadre, des chercheurs de l’University of Illinois, de Lehigh University et de Purdue University ont développé une approche qui utilise des réseaux de nanotubes auto-alignés horizontalement fabriqués massivement sur un substrat isolant.

Pour obtenir des rangées de nanotubes alignés horizontalement, les chercheurs ont fait croître par dépôt en phase vapeur (CVD) des nanotubes de carbones sur un substrat de quartz sur lequel ils ont préalablement déposé des bandes parallèles de nanoparticules de fer qui catalysent la croissance des nanotubes dans la direction désirée. Les nanotubes monoparois obtenus ont un diamètre de 1 nanomètre pour une longueur qui peut aller jusqu’à 300 micromètres.

Les chercheurs ont exploité ces rangées de nanotubes en réalisant des transistors qui sont fabriqués en implantant des électrodes de source et drain à l’extrémité des nanotubes par un procédé de lithographie avec lift-off. De tels transistors qui sont constitués d’environ 1000 nanotubes affichent une mobilité de 1000 cm2.V-1.s-1, une transconductance de 3000 S.m-1 et un courant de sortie de 1A ce qui représente un courant 1000 fois supérieur à celui obtenu dans les transistors à nanotubes uniques.

Du fait de ses dimensions importantes, ce type de transistor ne vise pas à être utilisé dans les microprocesseurs mais plutôt dans des systèmes nécessitant une amplification des courants importante à une fréquence élevée. Les chercheurs ont également démontré qu’ils pouvaient fabriquer de tels transistors sur des substrats flexibles plastiques, ce qui pourrait permettre de les utiliser à l’avenir pour la réalisation d’écrans flexibles.

Source :

http://www.news.uiuc.edu/news/07/0326nanotubes.html

Rédacteur :

Romaric Fayol - deputy-phys.mst@consulfrance-houston.org

Voir en ligne : http://www.bulletins-electroniques….