Des scientifiques observent pour la première fois en direct la formation de nanofils de tellure dans un liquide

Des chercheurs du National Graphene Institute de l'Université de Manchester et de l'Université Sun Yat-sen en Chine ont réalisé une percée scientifique majeure. Ils ont réussi pour la première fois à enregistrer en temps réel le processus de formation et de croissance de nanostructures de tellure semi-conducteur en milieu liquide. Cette découverte permet un contrôle plus précis des matériaux essentiels dans les domaines de l'électronique et de l'énergétique modernes. C'est ce qu'indique Ixbt.com dans son article.

Le tellure est un semi-conducteur crucial largement utilisé dans l'électronique, les dispositifs thermoélectriques et l'optoélectronique. Les propriétés de ce matériau dépendent directement de sa forme et de sa taille, c'est pourquoi le contrôle de son processus de croissance a toujours été une priorité pour les scientifiques. Selon Ixbt.com, les chercheurs ont utilisé la microscopie électronique en phase liquide pour observer les premières étapes de la formation du tellure.

Compétition et dynamique de croissance entre nanostructures

Les observations ont montré que le processus commence par l'apparition de particules « germes » de forme sphérique. Par la suite, des nanofils allongés croissent à partir de ces germes. Fait intéressant, pendant la croissance, plusieurs structures entrent en compétition pour les ressources de matières premières disponibles. En conséquence, la vitesse de croissance et la ramification de certains fils diffèrent considérablement.

D'après les mesures, la vitesse de croissance des nanofils de tellure varie de 1 à 15 nanomètres par seconde. Cet indicateur dépend des conditions d'irradiation et de la densité des structures voisines. Les scientifiques ont réussi pour la première fois à lier quantitativement la dynamique de croissance locale à la compétition réelle des nanostructures dans le liquide.

L'effet révolutionnaire de l'ajout de bismuth

Une autre partie importante de l'étude concerne l'effet des nanoparticules de bismuth. Il s'avère que l'ajout de bismuth modifie radicalement le mécanisme de formation du tellure. Il augmente le nombre de centres de germination, entraînant la formation de structures ramifiées complexes d'apparence « fougère ».

Des expériences supplémentaires ont confirmé que le bismuth réduit le potentiel nécessaire au dépôt de tellure et augmente le volume total de matériau produit dans les mêmes conditions. Selon la professeure Sarah Haigh, il s'agit du premier cas permettant d'observer directement comment les nanofils de tellure apparaissent et se développent en milieu liquide.

Cette innovation devrait révolutionner les domaines suivants à l'avenir :

• Création de générateurs thermoélectriques à haute efficacité ;
• Amélioration de la sensibilité des capteurs semi-conducteurs ;
• Miniaturisation accrue des composants électroniques ;
• Augmentation de la productivité des systèmes de récupération d'énergie.

Les auteurs soulignent que la combinaison de la microscopie électronique en liquide et d'additifs contrôlés permet non seulement de décrire les nanomatériaux, mais aussi d'ajuster intentionnellement leurs mécanismes de croissance. Cela accélérera le développement d'une nouvelle génération de dispositifs dotés de paramètres ultra-précis.