Auto-assemblage des nanotubes de carbone par diélectrophorèse

Abstract

En raison de leurs propriétés physiques et électroniques remarquables, les nanotubes de carbone monoparoi (SWCNT) ont suscité un intérêt de recherche immense au cours des deux dernières décennies. Leur intégration à l’électronique est prometteuse pour un large éventail d’applications incluant les transistors à effet de champ, les capteurs chimiques et biologiques, les cellules solaires, les diodes, les interconnexions électriques et antennes. Ces nanostructures auto-assemblées souffrent du défi de les positionner avec précision. Ce projet présente un processus compatible CMOS qui contrôle le dépôt d’un SWCNT individuel avec une précision de 50 nm. La diélectrophorèse (DEP) est une méthode d’alignement de composants en suspension avantageuse, car elle permet le contrôle précis de l’assemblage des SWCNTs entre des électrodes préstructurées. La densité de nanotubes déposés en un site par ce procédé est ajustable, offrant la possibilité d’aligner une couche mince ou une seule nanostructure adaptée pour différentes applications. Des suspensions de SWCNT purifiées dans l’eau désionisée avec 1wt% de dodécylsulfate de sodium (SDS) ont été préparées pour expérimenter la DEP. À l’aide du logiciel COMSOL, la modélisation par éléments finis du champ électrique assiste la conception d’électrodes pour l’alignement précis des nanotubes. Les électrodes en chrome gravées par voie humide sur une couche mince de 200nm de SiO2 assistées par photolithographie sont fabriquées sur un substrat de silicium. Une goutte de la suspension préparée de SWCNT est d’abord déposée sur le dispositif puis la DEP est appliquée sur les électrodes. L’optimisation des paramètres de DEP résulte en l’alignement précis d’un nanotube de carbone individuel.