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Une nouvelle forme de graphène artificiel mondialement reconnue

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Publié le vendredi 14 février 2014

Un nouveau type de super-matériau ultra fin pourrait bien révolutionner le monde de la technologie. Le « graphène artificiel » devrait en effet permettre de créer des appareils électroniques et optiques plus rapides, plus petits et plus légers, tels que des cellules photovoltaïques, des lasers ou des ampoules à DEL encore plus performants.

Des scientifiques ont pour la première fois produit et analysé du graphène artificiel à partir de matériaux semi-conducteurs traditionnels. Un progrès d’une importance scientifique telle que les résultats ont été publiés récemment dans l’une des premières revues de physique au monde, Physical Review X. Une chercheuse, le Dr Efterpi Kalesaki, de l'Unité de recherche en physique et matériaux de l’Université du Luxembourg a joué un rôle important dans ce travail extrêmement innovant.

Le graphène (dérivé du graphite) est une feuille de l’épaisseur d’un atome sur laquelle les atomes de carbone sont organisés en nid d’abeilles. Résistant, flexible, conducteur et transparent, il présente un énorme potentiel scientifique et technologique. Les scientifiques du monde entier unissent leurs efforts pour comprendre de quelle façon ce matériau, découvert en 2004 seulement, peut être utilisé. Le graphène artificiel présente lui aussi une structure en nid d’abeille, mais au lieu d’atomes de carbone, ce sont des cristaux semi-conducteurs d’une épaisseur de l’ordre du nanomètre qui sont utilisés. En modifiant la taille, la forme et la nature chimique des nanocristaux, il est possible d’adapter le matériau à chaque fonction à laquelle on le destine.

L’Université du Luxembourg participe activement à divers projets de recherche multidisciplinaires transfrontaliers. En l’occurrence, elle travaille en partenariat avec l’Institut d’électronique, de microélectronique et de nanotechnologie (IEMN) de Lille (France), le Debye Institute for Nanomaterials Science et l’Institut de physique théorique de l’Université d’Utrecht (Pays-Bas) ainsi que l’Institut Max Planck de physique des systèmes complexes de Dresde (Allemagne).

Dr Efterpi Kalesaki, chercheuse à l’Université du Luxembourg, est le premier auteur de l’article dans Physical Review X. « Les nanocristaux de semi-conducteurs auto-assemblés dotés d’une structure en nid d’abeilles constituent une nouvelle classe de systèmes au potentiel considérable », a expliqué le Dr Kalesaki. Le Professeur Ludger Wirtz, directeur du groupe consacré à la physique théorique du solide de l’Université du Luxembourg, a pour sa part ajouté : « Le graphène artificiel ouvre la voie à une grande diversité de matériaux à nanogéométrie variable et aux propriétés 'adaptables'. »

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Photo : © Unité de recherche en physique et matériaux, 2014