Développement de réseaux métalliques sur polymères flexibles pour applications plasmoniques

Dans la course incessante vers la miniaturisation ultime des composants micro- et
nanoélectroniques, les techniques de Lithographie de la Nano-Impression (NIL) se présentent
comme une solution alternative à la lithographie électronique connue pour son coût prohibitif
et sa lenteur de traitement. En effet, la nanoimpression permet de répliquer « collectivement »
des motifs miniatures (de quelques dizaines de nanomètres), par pressage à chaud d’un moule
élaboré à l’échelle X1, dans un polymère. Le LTM développe cette technique depuis plusieurs
années sur des substrats standards et rigides tels que des plaquettes de silicium.
La nanoimpression peut aussi être utilisée pour nanostructurer un film plastique dont les
intérêts majeurs sont le faible poids et la flexibilité qui permet de rapporter des fonctions
nouvelles sur un objet non-plan. Un tel matériau nanostructuré peut être utilisé dans de
nombreux secteurs d’activités telles que l’optique, le magnétisme, la santé, l’énergie…
L’objectif de ce projet est d’étudier le développement de ce procédé de nanostructuration pour
réaliser des réseaux métalliques à l’échelle nanométrique pour des applications plasmoniques.
En effet, des réseaux de nanostructures métalliques peuvent être utilisés comme
nanoantennes, par exemple pour de nouveaux types de cellules solaires, ou peuvent améliorer
des systèmes de détection ou de filtrage optique. Le travail s’articulera autour de 3 axes : le
développement des procédés lithographiques basés sur la nanoimpression, l’étude du dépôt de
métal, avec en particulier une étude approfondie des mécanismes d’adhésion métal/polymère
dans la mesure où le substrat sera un feuillet flexible organique. Ce type de substrat
commence a être utilisé de façon courante en microfabrication, mais un travail de
développement important est encore à faire pour réaliser des réseaux nanométriques de grande
surface. Les technologies couramment utilisées en microélectronique sont à adapter dans ce
cadre. Différents types de dépôt métallique seront étudiés. Enfin, le potentiel applicatif de ces
réseaux sera étudié dans le cadre de partenariat avec d’autres laboratoires académiques déjà
existants. La première application sera l’optimisation de substrats SERS flexibles et la
seconde sera la réalisation de nanoantennes conduisant à une meilleure absorption du spectre
solaire aussi bien dans le visible que dans l’infrarouge pour de nouveaux systèmes
photovoltaiques.

Le candidat devra intégrer l’équipe « lithographies avancées » et avoir des compétences dans
le domaine des matériaux polymères et des procédés technologiques.
Lieu : Laboratoire des Technologies de la Microélectronique – Grenoble – sur le site du
CEA-LETI
Durée : 16 mois avec début obligatoire au plus tard en septembre 2017
Contact: Cécile Gourgon / cecile.gourgon@cea.fr 04 38 78 98 37

 

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