Les chercheurs exploitent les imperfections atomiques pour des avancées en nanotechnologies et électronique quantique
ParisDes chercheurs de l'École d'ingénierie de NYU Tandon et de KAIST ont mis au point une nouvelle méthode pour détecter de minuscules défauts dans le nitrure de bore hexagonal (hBN). Cette méthode pourrait entraîner de nouvelles avancées dans l'électronique et la technologie quantique. En identifiant les atomes de carbone qui remplacent les atomes de bore dans l'hBN, les scientifiques peuvent désormais explorer l'impact de ces défauts sur les propriétés du matériau.
Les points clés de cette étude sont soulignés.
Utilisant le "bruit" électronique, les chercheurs ont pu identifier des défauts dans le hBN. Cette méthode est semblable à l'utilisation d'un stéthoscope pour les matériaux bidimensionnels. L'étude contribue à une meilleure compréhension des effets quantiques dans les nanomatériaux.
La méthode consiste à identifier les signaux aléatoires de télégraphe (RTS), qui sont de petites variations de courant électrique provoquées par l'interaction des électrons avec les défauts. Cette technique utilise l'électricité pour étudier les structures atomiques.
La découverte a des applications au-delà de la détection des défauts. Le nitrure de bore hexagonal, étant un excellent isolant et extrêmement mince, est précieux pour de nouvelles formes d'électronique. En étudiant et en contrôlant potentiellement ces défauts atomiques, les chercheurs pourraient non seulement prévenir les dommages, mais aussi exploiter ces imperfections pour des objectifs quantiques spécifiques.
Cette méthode permet d'améliorer à la fois l'électronique classique et les technologies quantiques. Elle contribue à mieux comprendre les petits défauts des matériaux, ce qui est essentiel pour les émetteurs de photons uniques et les matériaux de calcul quantique. Ces avancées pourraient favoriser le développement de systèmes de communication sécurisés ou de capteurs quantiques, où la précision au niveau atomique est cruciale.
NYU et KAIST collaborent sur une recherche internationale pour améliorer leurs études. Ils utilisent des simulations informatiques ainsi que des données expérimentales. Ces simulations ont révélé que les atomes de carbone sont les principaux défauts dans la structure du hBN. Cette découverte permet de modifier les propriétés du matériau, ouvrant de nouvelles possibilités d'applications technologiques.
La recherche révèle de nouveaux détails sur les petites imperfections des matériaux 2D, aidant les scientifiques à mieux comprendre leur fonctionnement. Cette compréhension peut mener à de meilleures utilisations du hBN, améliorant ainsi des domaines technologiques comme l'électronique et l'informatique quantique.
L'étude est publiée ici:
http://dx.doi.org/10.1021/acsnano.4c06929et sa citation officielle - y compris les auteurs et la revue - est
Zhujun Huang, Ryong-Gyu Lee, Edoardo Cuniberto, Jiyoon Song, Jeongwon Lee, Abdullah Alharbi, Kim Kisslinger, Takashi Taniguchi, Kenji Watanabe, Yong-Hoon Kim, Davood Shahrjerdi. Characterizing Defects Inside Hexagonal Boron Nitride Using Random Telegraph Signals in van der Waals 2D Transistors. ACS Nano, 2024; 18 (42): 28700 DOI: 10.1021/acsnano.4c06929
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