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Sciences physiques et nanotechnologies
Avancée importante sur le graphène : sa fonctionnalisation chimique

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/59207.htm

Des chercheurs de Northwestern University en Illinois ont fait une avancée importante concernant l'utilisation du graphène dans le domaine de l'électronique, ou pour d'autres applications. Le graphène, un feuillet de carbone de l'épaisseur d'un atome, attire l'attention des scientifiques et des ingénieurs depuis qu'il a été isolé pour la première fois en 2004 à l'université de Manchester grâce à ses propriétés particulièrement interressantes : le fait d'être monoplan lui confère des propriétés électroniques qui en font un candidat très prometteur pour le remplacement du silicium dans l'électronique du futur, mais il peut avoir des applications dans d'autres domaines comme les capteurs chimiques et biologiques, ou pour la fabrication de cellules solaires plus performantes.

La physique du graphène a été largement étudiée et est bien maîtrisée, mais ce n'est pas le cas de sa fonctionnalisation chimique, c'est-à-dire pouvoir l'améliorer ou combiner ses propriétés avec celles d'autres matériaux ou de molécules actives. L'équipe de chercheurs, menée par Mark Hersam, professeur de science des matériaux et d'ingénierie à la McCormick School of Engineering and Applied Science de Northwestern University, a identifié les conditions de sa fonctionnalisation chimique avec un semiconducteur organique, le PTCDA, ou plus précisément le perylène-3,4,9,10-tetracarboxylique-dianhydridre, formé sur la surface du graphène obtenu par épitaxie. Le PTCDA s'auto assemble en une monocouche moléculaire presque complètement dénuée de défauts, après vérification au microscope à effet tunnel (dont la résolution spatiale est inférieure à la taille des atomes), qui montre un spectre différent de celui du graphène pur. De plus, les monocouches de PTDCA sont stables à température ambiante et à pression atmosphérique, ce qui ouvre la possibilité de l'utiliser comme couche de base pour y accrocher d'autres matériaux assez facilement.

La fonctionnalisation chimique du graphène avec le PTCDA va accélérer le développement d'une nanoélectronique basée sur le graphène, qui remplacera sans doute à terme le silicium.

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- Sur le PTCDA, http://ppprs1.phy.tu-dresden.de/~forker/ombe/molecules/PTCDA.html
- Un article sur le graphène en électronique : http://redirectix.bulletins-electroniques.com/MKmwJ

Code brève
ADIT : 59207

- "Enabling graphene-based technology via chemical functionalization", 17 Mai 2009 - http://www.nanowerk.com/news/newsid=10670.php
- Accès à la publication (payante) sur Nature Chemestry : "Room-temperature molecular-resolution characterization of self-assembled organic monolayers on epitaxial graphene" 17 Mai 2009 - http://www.nature.com/nchem/journal/vaop/ncurrent/abs/nchem.212.html

Alban de Lassus, deputy-phys.mst@consulfrance.org

BE Etats-Unis numéro 166 (22/05/2009) - Ambassade de France aux Etats-Unis / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/59207.htm