Ce bouclier pour matériaux 2D réduirait les problèmes de vibration
Lors d’une expérience, en pressant une petite goutte de gallium liquide, une fine couche de verre d’oxyde de gallium est appliquée sur un dispositif en graphène.
La couche est très fine, composée de moins d’une centaine d’atomes, mais peut être étirée jusqu’à la taille d’un centimètre, ce qui la rend adaptée à la production industrielle.
Les vibrations et les avantages de l’oxyde de gallium
Les phonons sont les oscillations induites thermiquement qui déterminent la résistance d’un matériau. Lorsque les atomes d’un solide vibrent, les électrons qui passent sont déviés, ce qui crée une résistance.
En raison des vibrations des atomes de carbone, le graphène présente une résistance incroyablement faible, d’où son utilité en électronique. Malgré sa finesse, les vibrations thermiques du matériau environnant ont un effet considérable sur les électrons du graphène et sont la principale raison de sa résistance à température ambiante.
Lorsque la température augmente, davantage de phonons deviennent actifs, ce qui augmente la résistance en entravant le mouvement des électrons. Pour comprendre les propriétés bénéfiques de l’oxyde de gallium, les chercheurs l’ont déplacé sur une grande surface de vignette de graphène.
De manière surprenante, lorsqu’une couche de verre Ga2O3 a été ajoutée, la résistance du graphène due à la diffusion des phonons a diminué. Matthew Gebert, auteur principal de la recherche, fut fasciné par ce résultat, car il était inattendu, étant donné que, lorsque le matériau a été introduit, il a apporté des phonons supplémentaires. Ainsi, l’oxyde de gallium peut vibrer dans le positif !
Quel impact sur les appareils électroniques ?
Selon Semonti Bhattacharyya, co-auteur de l’étude, l’oxyde protège et améliore nos appareils électroniques non seulement pendant la transmission, mais aussi tout au long du traitement, et de la fabrication par la suite.
L’amélioration des performances de l’oxyde de gallium est due en partie à ses propriétés diélectriques élevées, un facteur clé pour la miniaturisation des dispositifs et la réduction des pertes de puissance. C’est la première fois que cette stratégie de réduction de la résistance aux oscillations thermiques est démontrée dans une machine en graphène.
Une nouvelle approche de performance pour les appareils
La technologie d’impression sur métal liquide est un excellent choix pour les partenaires industriels en raison de sa polyvalence. Le procédé d’impression tactile Ga2O3 est capable de s’adapter à de grandes surfaces de plaquettes et est également hautement automatisé, tout en faisant preuve de fiabilité en termes de reproductibilité. Ce qui le rend idéal pour une adoption par l’industrie.
En outre, le faible point de fusion (30 degrés Celsius) du gallium métallique et la rentabilité de l’équipement de transfert augmentent encore son attrait par rapport aux autres méthodes de dépôt d’oxyde, qui nécessitent de grandes quantités de matériau ou des températures très élevées.
SOURCE : PHYS.ORG
