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Nanotubes et nanofils

Benoit Angleraud, Nicolas Bouts (2011-2014), Laetitia Donero, Abdel Aziz El Mel, Pierre-Yves Tessier, Damien Thiry (2014-2016)

En combinant des dépôts de couches minces sur des surfaces templates définies par lithographie, l'équipe a mis au point des synthèses de nanofils, nanofibres et nanotubes (Fig. 1).

 

 

 

 

 

pcm nanotubes nanofils fig1

Fig. 1 – Principe de fabrication des nanofils.

Les diamètres de ces objets sont de l'ordre de 100 nm pour des longueurs millimétriques voire centimétriques (Fig. 2).

pcm nanotubes nanofils fig2

Fig. 2 – Nanofibres de carbone sur surface template.

Cette thématique s’est élargie à la démonstration de synthèse de nanotubes métalliques ou d’oxyde métallique par des stratégies fondées sur le dépôt direct de nanofils métalliques suivi par un traitement en phase gazeuse ou en solution (Fig. 3). La transformation des nanofils solides en nano-objets creux ou poreux s’effectue en exploitant l’effet Kirkendall. Nous avons ainsi montré qu’il est possible de créer un réseau de nanotubes d’oxyde métallique possédant une longueur macroscopique lors de l’oxydation thermique d’un réseau de nanofils métalliques. L’effet Kirkendall est actuellement étudié aussi sur des systèmes plus complexes constitués de nanofils d’alliage Cu/Au.

pcm nanotubes nanofils fig3

Fig. 3 – Images MEB de nanotubes d’oxyde métallique.

L’équipe développe aussi des procédés de synthèse de nanotubes de carbone par PECVD (Fig. 4).

pcm nanotubes nanofils fig4

Fig. 4 – Images en microscopie électronique de tapis de nanotubes et ‘un nanotube avec une particule de catalyseur métallique à son extrémité.

 

Les nanotubes de carbone (NTC) possèdent de nombreuses propriétés, les rendant attractifs pour de multiples applications : grande résistance mécanique, forte émission de champ électronique, conductivité thermique élevée (σNTC ~ 3000 W/K.m et σCu ~ 400 W/K.m).

Notre équipe s'intéresse plus particulièrement à deux problématiques :

  • la croissance à basse température de NTC localisés perpendiculaires à la surface du substrat
  • l’intégration des tapis de nanotubes dans des capteurs
Contact

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Collaborations

Dept. of mechanical engineering, Stevens institute of technology, Hoboken, USA ; Chimie des interactions plasma-surface (ChIPS), Univ. Mons, Belgique, Groupe de recherche sur l’énergétique des milieux ionisés (GREMI), Univ. Orléans, Institut d’électronique et de télécommunications de Rennes (IETR), Univ. Rennes

Personnes impliquées

Benoit Angleraud, Nicolas Bouts (2011-2014), Laetitia Donero, Abdel Aziz El Mel, Pierre-Yves Tessier, Damien Thiry (2014-2016)

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