Améliorer les propriétés d'émission des nanotubes de carbone à parois multiples (NTC-MP) est d'une grande importance pour des applications allant des cathodes froides des microscopes électroniques à haute résolution aux systèmes portables d'imagerie à rayons X. Dans un article publié dans Nanotechnology, l'équipe du professeur My Ali El Khakani du Centre Énergie Matériaux Télécommunications de l'INRS montre comment elle a développé des nanostructures NTC originales et plus performantes en termes d'émission électronique à effet de champ.
Les NTC-MP ainsi développés ont la particularité d'avoir des feuillets de graphène déployés à leurs extrémités. De plus, l'équipe a réussi à décorer ces feuillets de graphène de nanoparticules d'or, augmentant ainsi la densité de centres émetteurs d'électrons.Une image de cettestructure nanohybride impressionnante (obtenue par microscopie électronique à transmission) a d'ailleurs été sélectionnée par l'éditeur pour faire la page couverture de la revue Nanotechnolgy (Vol. 26, no 4).
Reconnues pour leurs excellentes propriétés de conduction électronique à température ambiante et leur stabilité, les NTC-MP nécessitent souvent des procédés de fabrication complexes et coûteux. Se déployant en deux temps, l'approche mise de l'avant par les chercheurs de l'INRS améliore grandement la performance d'émission électronique de ces nouvelles cathodes froides.
Les chercheurs ont d'abord synthétisé les NTC-MP par dépôt chimique en phase vapeur assistée par décharge plasma RF (connue sous le terme anglo-saxon « PECVD »). L'optimisation du procédé PECVD a permis la croissance des films NTC-MP dont les pointes finissent en feuillets de graphène déployés. En deuxième lieu, ils ont décoré ces nanostructures de NTC-MP « graphenées » (gNTC-MP) de nanoparticules (NP) d'or (2 à 3 nm de diamètre), en mettant à profit l'expertise de l'équipe dans le domaine de l'ablation laser.
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Source :
Gisèle Bolduc
INRS, 17 février 2015