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Glossaire de nanosciences et de nanotechnologiesArticle de référence | Réf : NM110 v1
Auteur(s) : Paul COSTA
Date de publication : 10 oct. 2006
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Les nanotechnologies, du fondamental aux applicationsCet article fait partie de l’offre
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La miniaturisation des dispositifs électroniques peut être obtenue par une évolution des techniques jusqu'ici utilisées (lithographie, gravure...) permettant d'obtenir des motifs de plus en plus petits, à partir d'un monocristal de silicium (ou d'un autre semiconducteur). La procédure, qui correspond à une modification de ces techniques avec réduction d'échelle, est dite top-down. En dessous d'une certaine taille, la procédure ne peut plus être poursuivie ; il faut alors suivre un autre chemin, dit bottom-up, où l'on construit les objets par dépôt et assemblage organisé d'atomes ou d'agrégats.
3.1 Procédés top down évoluant par réduction d'échelle
La lithographie (figure 8) correspond à la suppression après irradiation d'un motif sur une couche d'un matériau superficiel, appelé résine, le plus souvent organique. Assez généralement, le corps utilisé est le polyméthacrylate de méthyle (PMMA), matériau polymère à longues chaînes.
L'irradiation conduit, par destruction de quelques liaisons, à une réduction du degré de polymérisation, ce qui a pour effet d'accroître la solubilité du matériau, qui de ce fait, peut être dissous localement par un solvant. Le pouvoir de résolution de la méthode est d'une part limité par la longueur d'onde du rayonnement irradiant, et d'autre part par la tendance du polymère, lorsque la longueur des chaînes se trouve réduite, à constituer des pelotes dont la dimension est de l'ordre de 10 nm.
Des résines inorganiques peuvent aussi être utilisées pour des irradiations par des particules d'énergie plus élevée.
La famille des procédés considérés concerne divers groupes :
la lithographie suivie d'une gravure qui reproduit en creux ce motif sur le support ;
la lithographie suivie du dépôt d'un matériau identique à celui du support, soit par pulvérisation cathodique, soit par dépôt électrolytique, puis de la dissolution de la résine, ce qui conduit à une reproduction en relief du motif (lift-off ) ;
la gravure directe du matériau du support ;
la nanoimpression et la lithographie molle.
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(1) - COSTA (P.) - Nanomatériaux, structure et élaboration. - Techniques de l'Ingénieur [M 4 026] (2001).
(2) - COSTA (P.) - Nanomatériaux, propriétés et applications. - Techniques de l'Ingénieur [M 4 027] (2001).
(3) - LAHMANI (M.), DUPAS (C.), HOUDY (P.) - Nanosciences. - Belin éd. (2004).
(4) - CORRIU (P.), NOZIÈRES (P.), WEISBUCH (C.) - Nanosciences et Nanotechnologies. - Académie des Sciences et Académie des Technologies, Tec et Doc (2004).
(5) - JAMET et al - * - Phys. Rev. Letters, 86, 4676 (2001).
(6) - BAGUENARD (B.) et al - * - J. Chem. Phys., 100, 754 (1994).
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