Piézoélectricité : pourquoi le nanofil est meilleur que le film mince

Pourquoi un matériau semiconducteur comme l’oxyde de zinc (ZnO) a-t-il de meilleures propriétés piézoélectriques sous forme de nanofil que de film mince ? Une équipe de l’IMEP-LaHC vient de trouver l’explication : l’extrémité et les côtés du nanofil piègent le niveau de Fermi. Ils repoussent les porteurs libres présents dans le matériau, supprimant ainsi le phénomène classique « d’écrantage » du potentiel piézoélectrique.

Ce résultat a été obtenu grâce à des simulations couplant propriétés mécaniques, piézoélectriques et semi-conductrices. Il explique aussi d’autres observations expérimentales qui n’avaient pas reçu de démonstration théorique. Pour l’IMEP-LaHC, qui conçoit des composants piézoélectriques à base de nanofils  sans plomb, les applications sont nombreuses : capteurs mécaniques, récupérateurs d’énergie etc.

Contact : mouis@minatec.grenoble-inp.fr

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