mercredi 9 avril 2014

Graphène : une méthode de fabrication « révolutionnaire » par Samsung

A lire sur: http://www.futura-sciences.com/magazines/high-tech/infos/actu/d/technologie-graphene-methode-fabrication-revolutionnaire-samsung-53196/#xtor=EPR-17-%5BQUOTIDIENNE%5D-20140409-%5BACTU-Graphene-:-une-methode-de-fabrication---revolutionnaire---par-Samsung%5D

Des chercheurs de Samsung ont collaboré avec l’université sud-coréenne Sungkyunkwan (Séoul) pour mettre au point une méthode de fabrication du graphène en monocristal qui permet d’envisager la production de masse de grandes surfaces sans altérer les propriétés de ce matériau. Une avancée très importante qui ouvre la voie à l’usage du graphène pour fabriquer des écrans flexibles des objets connectés et, à terme, peut-être remplacer le silicium.

Une équipe rassemblant des chercheurs du Samsung Advanced Institute of Technology et de l’université sud-coréenne Sungkyunkwan ont mis au point une méthode de fabrication à grande échelle du graphène en structure monocristal qui n’altère pas ses propriétés. Une avancée qualifiée de « révolutionnaire » par ses auteurs qui estiment qu’elle ouvre la voie à l’usage du graphène pour la fabrication d’écrans flexibles et des futures générations de vêtements et d’objets connectés. © AlexanderAlUS, Wikimédia Commons, cc by sa 3.0
Une équipe rassemblant des chercheurs du Samsung Advanced Institute of Technology et de l’université sud-coréenne Sungkyunkwan ont mis au point une méthode de fabrication à grande échelle du graphène en structure monocristal qui n’altère pas ses propriétés. Une avancée qualifiée de « révolutionnaire » par ses auteurs qui estiment qu’elle ouvre la voie à l’usage du graphène pour la fabrication d’écrans flexibles et des futures générations de vêtements et d’objets connectés. © AlexanderAlUS, Wikimédia Commons, cc by sa 3.0
Découvert il y a dix ans, le graphène est un matériau dont les qualités électriques et mécaniques en font le candidat idéal à une révolution de l’électronique. Parmi les avancées les plus récentes, citons les travaux du CNRS, de l'université de Lorraine et du synchrotron Soleil sur les nanorubans de graphène, ou ceux d’IBM Research qui est parvenu à créer la première puce radio fonctionnelle avec des transistors en graphène. Ajoutons encore les tests menés au MIT pour dessaler l’eau de mer grâce à des membranes en graphène.
Reste que malgré ses qualités intrinsèques, le graphène est encore difficilement exploitable en raison des contraintes inhérentes à sa fabrication. L’un des défis majeurs est de trouver une méthode de production à grande échelle qui préserve ses propriétés. Justement, Samsung vient d’annoncer « la percée la plus importante dans l’histoire de la recherche sur le graphène ». Par l’intermédiaire de son Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT), le géant coréen a collaboré avec l’université Sungkyunkwan de Séoul sur une méthode de production qui devrait accélérer la commercialisation du graphène. Samsung promet que cette avancée permettra d’employer le graphène pour la fabrication d’écrans flexibles ou encore de vêtements et objets connectés, voire de remplacer le silicium dans les semi-conducteurs.
Les qualités électroniques du graphène en font un candidat sérieux au remplacement du silicium. Récemment, IBM est parvenu à fabriquer une puce radio dont le transistor (à l’image) est fait de graphène. Les chercheurs d’IBM Research ont inversé le processus de fabrication du semi-conducteur en commençant par intégrer les composants métalliques comme le condensateur (capacitor) et l’inducteur (inductor) pour terminer par le transistor en graphène (GFET, graphene field-effect transistor), ce qui évite de l’endommager.
Les qualités électroniques du graphène en font un candidat sérieux au remplacement du silicium. Récemment, IBM est parvenu à fabriquer une puce radio dont le transistor (à l’image) est fait de graphène. Les chercheurs d’IBM Research ont inversé le processus de fabrication du semi-conducteur en commençant par intégrer les composants métalliques comme le condensateur (capacitor) et l’inducteur (inductor) pour terminer par le transistor en graphène (GFET, graphene field-effect transistor), ce qui évite de l’endommager. © IBM Research

Monocristal de graphène à l’échelle d’un wafer

« Le graphène offre une mobilité des électrons 100 fois supérieure à celle du silicium, le matériau actuellement le plus utilisé dans les semi-conducteurs. Il est plus résistant que l’acier, possède une haute conductivité de la chaleur et une flexibilité, ce qui en fait le matériau parfait pour les écrans flexibles, les vêtements et objets connectés et de futurs générations d’appareils électroniques », écrit Samsung dans son billet de blog annonçant son innovation, quiporte sur le procédé de fabrication à grande échelle. Jusqu’à présent, la méthode de fabrication du graphène sur de grandes surfaces consistait à le synthétiser en structure multicristalline. Problème : cette technique détériore les propriétés électriques et mécaniques du graphène en raison des ruptures qu’elle provoque au niveau des points de jonction entre les cristaux.
Dans un article scientifique publié par la revue Science, les chercheurs décrivent leur technique pour fabriquer de grandes surfaces de graphène monocristallin à l’échelle d’une galette de silicium, ou wafer, sans altérer les qualités électriques et mécaniques. Les germes de graphène sont déposés sur une couche de germanium dont l’anisotropie favorise un alignement unidirectionnel des germes. Ils fusionnent alors en monocristal.
L’autre avantage est la faible interaction entre le graphène et la couche de germanium, qui permet un transfert à sec et la réutilisation du substrat en germanium. « Nous pensons que cette découverte va accélérer la commercialisation du graphène, ce qui pourrait ouvrir une nouvelle ère de l’électronique grand public », estime Samsung. La firme coréenne pense même que sa découverte pourrait lever la dépendance de l’industrie des semi-conducteurs à l’égard du silicium. Pour autant, aucune feuille de route n’est communiquée pour la mise en œuvre de ce nouveau procédé.

Aucun commentaire:

Publier un commentaire