Sculpter les nanotubes atome par atome

15 octobre 2008

Comment graver ou fabriquer des structures de plus en plus petites ? Si la lithographie et la gravure permettent de réaliser des objets dont la taille est inférieure au dixième de micromètre, ces techniques deviennent inopérantes à l’échelle nanométrique. Jusqu’à présent, seules des méthodes de synthèse reposant sur l’assemblage spontané des atomes permettaient de fabriquer nano particules et nanotubes. Une fois fabriqués, ces nano-objets sont triés afin de choisir ceux qui répondent au besoin du dispositif ou de l’expérience. Une équipe du laboratoire de Physique des Solides d’Orsay, vient de montrer qu’il est possible de modifier la structure atomique et par conséquent les propriétés électroniques de nanotubes de carbone en ôtant les atomes de carbone qui les composent un à un.

Pour sculpter un nanotube de carbone, l’équipe de Christian Colliex focalise le faisceau d’électrons d’un microscope électronique sur un atome de carbone du nanotube. A cause de l’énergie reçue, l’atome de carbone éclairé est éjecté . Avec cette technique, les physiciens ont changé localement le diamètre de nanotubes inorganiques. Grâce aux images fournies par le microscope électronique utilisé, il est possible de contrôler précisément l’action du faisceau d’électrons et de modifier le nanotubes en des endroits choisis tout en laissant le reste du tube intact. Ces travaux ont été rendus possibles grâce au développement d’un microscope électronique dédié de type STEM, permettant de focaliser le faisceau d’électrons sur une surface de quelques angstroms de diamètre et de définir sa position à l’angstrom prés. Le nouveau microscope UltraSTEM qui vient d’être acquis, permettra de disposer d’une sonde encore plus fine et par conséquent d’observer les atomes individuels quittant le tube l’un après l’autre.


Éjection sous irradiation électronique d’un atome d’un nanotube de carbone: (les images qui entourent le nanotube sont de vraies images en MET prises à différentes étapes du processus d’irradiation). © Alberto Zobelli-CNRS, 2007

En savoir plus

Shaping single walled nanotubes with an electron beam, A. Zobelli,^1,2 A. Gloter,¹ C. P. Ewels,³ and C. Colliex¹, Phys. Rev. B 77, 045410 (2008), DOI : 10.1103/PhysRevB.77.045410

’Nanosculptors’ carve atom by atom, http://www.nanowerk.com/spotlight/s...