Un nanofil est une structure de connexion qui a un diamètre de 10 à 9 mètres (10 à 11 pieds), ce qui est extrêmement petit. Également connus sous le nom de fils quantiques, ces connecteurs sont utilisés pour connecter de minuscules composants ensemble dans de très petits circuits. Ces structures ne sont pas plus larges qu’un dixième de nanomètre de large. Il n’y a aucune restriction sur la largeur qu’ils peuvent atteindre, mais ils ne peuvent pas dépasser quelques nanomètres de hauteur.
Il existe quatre types différents de nanofils : métalliques, semi-conducteurs, isolants et moléculaires. Les nanofils métalliques sont fabriqués à partir de nickel, de platine ou d’or. Alors que les fils semi-conducteurs sont constitués de silicium, le phosphure d’indium ou le nitrure de gallium et les isolants sont constitués de dioxyde de silicium ou de dioxyde de titane. Pour créer un nanofil moléculaire, le processus consiste à répéter des unités moléculaires organiques ou inorganiques dans un format particulier.
Les nanofils sont expérimentaux et ne sont pas disponibles dans des applications commerciales ou industrielles. La conductivité et la petite taille les rendent idéales pour les futurs processeurs et connecteurs informatiques. Des recherches sont en cours pour utiliser les nanofils et la technologie connexe pour utiliser des longueurs d’onde balistiques photoniques. Cette technologie est un tremplin nécessaire à la création de l’ordinateur moléculaire. La capacité de transmettre des électrons à travers ces connecteurs et de programmer un processus logique est essentielle pour la prochaine étape de développement.
Il existe plusieurs techniques différentes pour créer un nanofil, mais la technique la plus fiable s’appelle la méthode de synthèse Vapeur-Liquide-Solide (VLS). Dans cette méthode, des particules spéciales ou un gaz comme le silane sont utilisés pour créer un environnement favorisant la croissance d’un nanofil. Ce matériau est ensuite exposé à un nanocluster d’or, qui crée des structures de nanofils cristallins.
Ce n’est que lorsque le matériau source sursature la structure qu’un nanocluster se développe. La durée relative du produit est contrôlée par la gestion de la durée d’exposition à la source. Plus d’exposition se traduit par une structure plus longue. Les nanofils inorganiques, qui sont alternativement considérés comme des polymères en grappes, sont synthétisés dans une réaction en phase vapeur en une seule étape à température élevée.
Un nanofil peut également être fabriqué en utilisant une approche descendante ou ascendante. Dans l’approche descendante, un bloc du matériau solide dont les nanofils seront constitués est sculpté pour produire le fil de la bonne taille. L’approche ascendante est davantage un processus d’assemblage, où le nanofil est construit en ajoutant les matériaux de base au fil au fur et à mesure de sa croissance.
Des scientifiques du monde entier travaillent sur une méthode plus rapide et plus efficace pour créer un nanofil. L’utilisation de nanofils dans un transistor est une méthode idéale pour produire des composants de microprocesseur plus petits et plus rapides pour l’industrie informatique et électronique. Bien que les transistors à nanofils fonctionnent mieux que les transistors actuels, les coûts élevés requis pour les créer constituent un obstacle à une fabrication plus large.