Nanostructuration de surface

Micro- ou nanostructurer la surface d’un matériau permet d’en modifier la topologie, l’organisation physique ou la composition chimique, à l’échelle micrométrique ou nanométrique, avec comme objectif le contrôle de certaines propriétés lors de son interaction avec son environnement (mouillabilité, réflectivité, diffraction, tribologie...). C’est aussi une des techniques mises en œuvre dans la fabrication de composants miniaturisés (circuits électroniques intégrés, microsystèmes mécaniques ou optiques, biopuces...) que l’on retrouve dans de nombreux « objets » de la vie courante (ordinateur, téléphone portable, automobile...) ou qui sont d’un intérêt sociétal majeur (diagnostic médical ou biologique).

Après une introduction générale présentant les propriétés de certaines surfaces nanostructurées, les principales techniques employées pour y parvenir et les domaines d’applications, le séminaire se focalisera sur les procédés de nanostructuration par plasmas froids.

L’exemple de la microélectronique, permettra de présenter la technique de gravure par plasma et comment le besoin de réaliser des composants de plus en plus petits a conduit à développer des procédés de gravure de plus en plus complexes pour maîtriser les dimensions des motifs, la qualité des surfaces et l’endommagement des matériaux. Puis nous verrons la notion de masque, indispensable à un transfert de motif par gravure, et les stratégies imaginées pour réaliser des masques à l’échelle nanométrique. Des exemples seront ensuite donnés dans le domaine des microsystèmes (capteurs, actionneurs, micro-batterie...) nécessitant la réalisation de gravures profondes (> 100 μm).

Enfin nous verrons quelques exemples de modification des propriétés optiques (réflectivité, diffraction) et de mouillabilité au moyen d’une nanostructuration suivie d’une fonctionnalisation chimique et des domaines d’applications (décoration, marquage, biopuces...).