Thématique Micro et nanotechnologies

Le Projet Nanotechnologies est animé par :
C. Vallée, LTM, CNRS,
V. Lysenko, INL, INSA
C. Dubourdieu, LMGP, CNRS
M. Gendry, INL, ECL
F. Volpi, LTPCM, INPG
E. Hadji, DRFMC, CEA

Programme scientifique présenté dans le cadre du dossier "Programme pluriannuel 2007-2010" déposé par le Cluster Micro-Nano auprès de la Région Rhône-Alpes

Le thème « Nanotechnologies » a pour objectif de développer des connaissances spécifiques sur (i) les nanomatériaux au sens large du terme et (ii) sur les nanotechnologies qui seront mises en œuvre dans le futur. Il s’agit d’une part, de développer le savoir-faire sur l’élaboration, la fonctionnalisation et l’étude de nanostructures 2D (films minces), 1D et 0D… et d’autre part, de développer des nanotechnologies génériques pour l’intégration, l’adressage, la nanostructuration de surface, les pseudo-substrats, …. Ces développements pourront être validés dans des dispositifs de type démonstrateur.

Il existe deux types d’approches pour atteindre cet objectif : (i) L’approche standard de la microélectronique « top-down » où l’on va miniaturiser des dispositifs, par diminution des dimensions des structures jusqu’à l’échelle nanométrique. (ii) L’approche « bottom-up », plus prospective, où l’on va partir d’une structure de dimension nanométrique pour obtenir le dispositif voulu, plus grand que la taille initiale, par assemblage, auto-assemblage ou manipulation à l’échelle nanométrique.

L’objectif du développement de nanostructures et nanotechnologies est l’intégration de nouvelles fonctionnalités. Le projet se place donc en amont des autres projets du cluster dans le sens où les briques de bases développées et la levée de certains verrous technologiques pourront être génériques et donc participer à l’émergence de nouveaux projets dans les domaines « Micro et Nano-électronique », « Nanomagnétisme », « Electronique de spin », « Micro et Nanotechnologies-photonique », et « Micro et Nano-systèmes » .

Le thème sera organisé en deux axes qui apparaîtront de manière séquentielle dans chaque projet selon la maturité scientifique de l’innovation : le volume et la durée des travaux relatifs à chacun de ces axes seront pondérés en fonction de l’état de l’art dans chaque laboratoire.

Axe 1 : Nanostructures - Elaboration de nanostructures (2D, 1D, 0D) par voie physique et voie chimique - Localisation et organisation de nanostructures - Fonctionnalisation de nano-objets (hybride organique-inorganique) - Développement d’outils de caractérisation d’objets de taille nanométrique Axe 2 : Nanotechnologies - Nanostructuration de surface - Manipulation de nanostructures - Connexion ou adressage de nanostructures - Pseudo-substrats pour l’intégration hétérogène ou monolithique La spécificité de ce projet est sa transversalité vis-à-vis des autres des autres projets du cluster. En effet, les nanotechnologies développées pourront ensuite alimenter les autres projets du cluster. Nous allons donner quelques exemples, mais cette liste n’est volontairement pas exhaustive car ce projet doit être le plus ouvert possible pour favoriser l’émergence de nouvelles briques technologiques de base. Nous souhaitons également encourager les sujets favorisant un couplage des matériaux hybride organiques – inorganiques.

Nous donnons ici quelques exemples pour montrer l’apport potentiel de ce projet :
la maîtrise de la croissance de nanostructures 1D (nanofils) ou 0D (boîtes) de semiconducteurs II-VI, III-V, IV-IV permettra l’intégration de ces objets dans des transistors MOS ou des cavités optiques….
La possibilité de réaliser des réseaux auto-organisés de nano-objets ou de localiser des particules précisément permettra de réaliser de nouvelles fonctions optiques, électroniques, magnétiques, biologiques,
Explorer de nouveaux matériaux diélectriques multifonctionnels en couche minces ouvrant la voie à la combinaison des propriétés électroniques, optiques et magnétiques au sein d’un même matériau,
Le développement de technologies simples pour réaliser des motifs nanométriques, pour connecter des nano-objets, ou permettre la réalisation à grande échelle de nanodispositifs.