Le graphène est un matériau constitué d'atomes de carbone fortement liés selon un motif hexagonal « en nid d'abeilles » ; on dit qu'il est bi-dimensionnel car son épaisseur est celle d'un atome
. Empilées les unes sur les autres, les couches de graphène forment le graphite des crayons d'écoliers. Il est depuis quelques années l'objet de nombreuses recherches car ses caractéristiques physiques, chimiques et structurelles remarquables pourraient en faire un matériau essentiel de la technologie du futur. Les progrès récents dans ce domaine sont nombreux, particulièrement à propos des procédés de fabrication.
Photographie
Graphène : vue d'artiste Le graphène apparaît comme un feuillet d'atomes de carbone dont la cohésion serait assurée par l'ondulation de sa surface. Lorsque des molécules organiques se fixent à ce réseau hexagonal, celui-ci s'en trouve dopé, ce qui modifie ses propriétés et ouvre la voie à de nombreuses applications.
Crédits: J. Meyer/ University of Manchester Consulter
Ainsi, dans un article de la revue Nano Letters titré « Synthèse du graphène sur des galettes cubiques SiC/Si : perspectives de production de masse de composants électroniques en graphène », une équipe russo-germanique menée par le professeur Victor Aristov démontre la faisabilité d'une synthèse peu onéreuse de flocons de graphène. L'originalité de la méthode vient de l'utilisation d'un substrat commun disponible dans le commerce, à savoir un cristal de grande taille, typiquement supérieure à 300 millimètres, constitué de deux sous-réseaux cubiques, l'un fait d'atomes de silicium, l'autre d'atomes de carbone et de silicium. Après avoir exposé cet échantillon à un cycle de hautes températures, l'observation des images de diffraction électronique et une microscopie STM ont montré que la couche supérieure en carbone s'est transformée en graphène. De plus, les chercheurs ont pu vérifier que cette couche était très peu en interaction avec le substrat.
D'autre part, des chercheurs de l'institut Max-Planck de Stuttgart sont parvenus à doper du graphène par des molécules organiques (du F4-TCNQ pour être précis), ce qui ouvre un nouveau chapitre à la réalisation de composants électroniques à base de graphène.
Bernard PIRE
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