Nano/microfabrication 3D

Il existe aujourd’hui une « tectonique » émergente entre des procédés de fabrication traditionnels descendants issus de la microélectronique et ceux, ascendants, provenant des procédés de fabrication additive poussés à leurs limites en termes de taille. Ces dernières disposent déjà d’un petit marché de niche mais gagneraient à contribuer au développement industriel considérable en lien avec l’électronique. Si l’on peut concevoir des nanomoteurs par des voies chimiques (cf. le prix Nobel attribué à Jean-Pierre Sauvage), le potentiel applicatif du domaine se fabrique plus à partir des technologies de fabrication additive. Ainsi, par exemple, avec la nécessité de gagner en résolution spatiale pour atteindre les cibles nano/micro, il est judicieux d’exploiter des principes d’absorption biphotonique de la lumière en stéréolithographie permettant une absorption volumique sans la nécessité de passer par le dépôt de couches lors de l’impression 3D… Toutefois, quand on rapproche des voxels (i.e. des volumes élémentaires de matière), d’autres questionnements spécifiques peuvent/doivent être pris en considération, car les potentiels entre voxels à très courtes distances ne peuvent plus être négligés. De tous ces éléments d’origines diverses, mais fortement sensibles à l’épopée « nano » (plus de 2 560 000 publications), beaucoup moins sur la dynamique générale « impression 3D » (plus de 200 000 publications), cet article fait état de trois grandes classes de fabrication 3D concernant le thème nano/micro 3D, qui s’appuient sur :

• la chimie ou la biologie de synthèse (cf. les travaux de Jean-Pierre Sauvage) avec de « vrais » objets nanométriques ;

• les constructions nano/micro à base d’origami ;

• une approche descendante issue des procédés d’impression 3D.

Ces technologies nano/micro 3D, associant procédés et matériaux, sont l’objet central de cet article qui s’ouvre sur l’opportunité de fabrications dites « mixtes », car à la fois descendantes et ascendantes. Pour le moment, la fabrication 3D à l’échelle nano/micro n’est pas au niveau des procédés descendants des circuits intégrés. En effet, avec la loi de Moore, les techniques de fabrication des circuits intégrés abordent depuis peu le mur du quantique.