Dans un article récemment publié dans Électronique naturelle, un groupe de recherche international d’Italie, d’Allemagne, du Royaume-Uni et de Chine a examiné des orientations de développement importantes dans le domaine des matériaux électroniques à géométrie courbe à l’échelle nanométrique. Des dispositifs microélectroniques dotés de fonctionnalités améliorées aux nanomembranes à grande échelle constituées de réseaux de capteurs électroniques pouvant fournir des performances améliorées.
Les scientifiques affirment que les développements passionnants induits par la courbure à l’échelle nanométrique leur permettent de définir un domaine complètement nouveau : la nanoélectronique courbe. L’article examine en détail l’origine des effets de courbure à l’échelle nanométrique et illustre leurs applications potentielles dans des dispositifs électroniques, spintroniques et supraconducteurs innovants.
Les structures à l’état solide courbes offrent également de nombreuses possibilités d’application. Au niveau microscopique, les déformations de forme dans les nanocanaux électroniques donnent lieu à des textures de spin tridimensionnelles complexes avec un potentiel illimité pour de nouveaux concepts en spin-orbitronique, qui aideront à développer des dispositifs électroniques économes en énergie.
Les effets de courbure peuvent également favoriser, dans un nanofil semi-métallique, la génération de phases topologiques isolantes qui peuvent être exploitées dans des nanodispositifs pertinents pour les technologies quantiques, comme la métrologie quantique. Dans le cas du magnétisme, la géométrie curviligne forge directement l’échange magnétique en générant une anisotropie magnétique effective, préfigurant ainsi un fort potentiel de conception de magnétisme à la demande.
Le Dr Ivan Vera-Marun de l’Institut national du graphène de l’Université de Manchester a commenté : « La courbure à l’échelle nanométrique et sa déformation associée entraînent des effets remarquables sur le graphène et les matériaux 2D. Le développement en préparation de films minces étendus de haute qualité, ainsi que le potentiel de remodeler arbitrairement ces architectures après leur fabrication, a permis de premières connaissances expérimentales sur la façon dont l’électronique de nouvelle génération peut être conforme et donc intégrable avec la matière vivante. »
Le document décrit également les méthodes nécessaires pour synthétiser et caractériser les nanostructures curvilignes, y compris les nanoarchitectures 3D complexes telles que les nanomembranes semi-conductrices et les sandwichs enroulés de matériaux 2D, et met en évidence les domaines clés pour les développements futurs de la nanoélectronique courbe.
Plus d’information:
Paola Gentile et al, Matériaux électroniques à géométries courbes à l’échelle nanométrique, Électronique naturelle (2022). DOI : 10.1038/s41928-022-00820-z