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Des nanocubes de fer sur mesure

Industrie et Technologies
Une équipe du CNRS et de Motorola parvient à contrôler la taille, la forme et la pureté de cubes de fer de sept nanomètres de côté. De quoi réaliser des microcomposants électroniques.

Bruno Chaudret du Laboratoire CNRS de chimie de coordination à Toulouse (LCC) décrit, dans la revue Science du 6 février,  la synthèse de nanocubes de fer réalisée avec une équipe de chimistes du LCC et de physiciens de Motorola.

Ces travaux résultent d'une collaboration scientifique menée depuis quatre ans entre le CNRS et Motorola et s'appuient sur les recherches fondamentales du LCC dans le domaine de la synthèse chimique de nanoparticules financées par le CNRS et par des projets européens.

Réussissant à contrôler la taille et la forme de ces nanocubes, l'article détaille l'organisation spontanée de ces nanocubes de sept nanomètres de côté, pour former des super-réseaux cristallins étendus dans les trois directions de l'espace. Ces nanoparticules magnétiques pourront ensuite être utilisées comme microcomposants.

Les méthodes chimiques développées au LCC ont permis de maîtriser la synthèse de nanoparticules de fer, élément très difficile à obtenir à l'état non oxydé, et de contrôler leur croissance pour obtenir des particules monodisperses de forme cubique.

Grâce à l'utilisation de la chimie organométallique, il est donc maintenant possible aux chercheurs de fabriquer des nano-objets de taille, forme et pureté contrôlées pour leur utilisation en nano-électronique, tel ce nanocube de fer.

Les composants utilisant des particules de taille nanométrique offrent des propriétés nouvelles qui résultent de la réduction de taille des objets considérés. Quand un solide voit sa taille diminuer, à une certaine taille critique, ses propriétés ne sont plus celles du solide massif mais se rapprochent de celles d'objets moléculaires.

En ce qui concerne les matériaux magnétiques, on envisage d'utiliser des nanoparticules de petites tailles dans de nouveaux types de circuits 'ultimes' en utilisant les propriétés magnétiques des particules pour piloter le transfert électronique (électronique de spin) ou pour stocker l'information.

 Ainsi, l'enjeu pour les scientifiques et pour les industriels est la mise au point de voies de fabrication de ces nanoparticules garantissant la qualité des particules (pureté, absence d'oxydation) et assurant le contrôle de leur taille et de leur forme.

Ces deux facteurs permettent à leur tour le contrôle des propriétés magnétiques et électroniques des particules. De plus, pour utiliser ces particules et quelle que soit l'application, il est nécessaire de savoir les organiser dans des réseaux à 2 ou 3 dimensions.

«Ces résultats démontrent la pertinence de l'approche utilisant la chimie organométallique pour la préparation de nano-composants de haute qualité mais de bas coûts, utilisables en micro-électronique» explique Bruno Chaudret, pour qui l'interaction chimie et micro(nano)électronique doit être développée.

 Pour Motorola, ces travaux visent une application directe dans la réalisation de téléphones mobiles pouvant recevoir de nouvelles fonctionnalités tout en préservant la recherche de miniaturisation.

Franck Barnu
(Source CNRS)
 

 

 

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