Une nouvelle méthode permet la production en série de membranes flexibles en diamant

Une équipe de recherche a développé une méthode permettant de produire massivement des membranes en diamant ultrafines et ultraflexibles.

Les résultats sont publiés dans Nature. Les chercheurs étaient dirigés par le professeur Zhiqin Chu, professeur agrégé au département de génie électrique et électronique, et le professeur Yuan Lin, professeur au département de génie mécanique de la faculté d’ingénierie de l’université de Hong Kong (HKU).

Ces membranes en diamant ultra fines et ultra flexibles sont compatibles avec les technologies de fabrication de semi-conducteurs existantes et peuvent donc, en principe, être fabriquées dans une variété de dispositifs électroniques, photoniques, mécaniques, acoustiques et quantiques.

La méthode innovante d’exfoliation avec bords exposés découverte par l’équipe facilite la production rapide de membranes diamantées évolutives et autonomes. Cette approche est supérieure aux méthodes traditionnelles, qui sont généralement longues, coûteuses et limitées en taille. Remarquablement, le nouveau processus peut fabriquer une plaquette de deux pouces en 10 secondes, offrant une efficacité et une évolutivité inégalées.

Ces surfaces diamantées ultra-plates, essentielles à la microfabrication de haute précision, ainsi que la flexibilité des membranes, ouvrent de nouvelles possibilités pour les dispositifs électroniques et photoniques flexibles et portables de nouvelle génération. L’équipe de recherche envisage d’importantes applications industrielles dans les domaines de l’électronique, de la photonique, de la mécanique, de la thermique, de l’acoustique et des technologies quantiques.

« Nous espérons promouvoir l’utilisation de la membrane diamantée à facteur de mérite élevé dans divers domaines, commercialiser cette technologie de pointe et fournir des membranes diamantées de qualité supérieure, établissant ainsi une nouvelle norme dans l’industrie des semi-conducteurs. Nous sommes impatients de collaborer. avec des partenaires universitaires et industriels pour commercialiser ce produit révolutionnaire et accélérer l’arrivée de l’ère du diamant », a déclaré le professeur Chu.

Les diamants, reconnus mondialement comme pierres précieuses précieuses, possèdent une polyvalence exceptionnelle dans diverses applications scientifiques et techniques. Il s’agit du matériau naturel le plus dur, offrant une conductivité thermique inégalée à température ambiante, une mobilité des porteurs extrêmement élevée, une résistance au claquage diélectrique, une bande interdite ultra-large et une transparence optique s’étendant de l’infrarouge au spectre ultraviolet profond.

Ces propriétés remarquables rendent les diamants idéaux pour la fabrication de dispositifs électroniques avancés de haute puissance et haute fréquence, de dispositifs photoniques et de dissipateurs de chaleur pour refroidir les composants électroniques à haute densité de puissance, tels que ceux des processeurs, des lasers à semi-conducteurs et des véhicules électriques.

Cependant, la nature inerte et la structure cristalline rigide des diamants posent des défis importants en matière de fabrication et de production de masse, en particulier pour les membranes de diamant ultrafines et autonomes, limitant ainsi leur utilisation généralisée.