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Nanostructures et nanotechnologies

3MAI9 Nanostructures et nanotechnologies Matériaux et Chimie S5B
Cours : 14 h TD : 0 h TP : 0 h Projet : 0 h Total : 14 h
Responsable : JEAN-CHRISTOPHE GALAS
Pré-requis
Stage de technologie Rennes 2M2AD2
Matériaux et microtechnologie 2M2AC3
Objectifs de l'enseignement
Ce cours se veut une introduction aux techniques de micro- et nano-fabrications. Les techniques conventionnelles issues de la microélectronique seront abordées puis l’accent sera mis sur le domaine émergeant des techniques lithographiques dites non-conventionnelles (nano-impression et lithographie molle). Enfin, quelques apports actuels ou potentiels des nanosciences aux problématiques de l’énergie (conversion notamment) seront présentés.
Programme détaillé
I. Généralités
• Les échelles micro et nano
• Une structuration top-down typique (dessin/litho/gravure et environnement salle propre)

II. Les lithographies conventionnelles
• Lithographie optique
• Lithographie EUV
• Lithographie RX
• Lithographie ionique
• Lithographie électronique

III. Les lithographies non-conventionnelles
• Nano-impression
• Lithographie molle
• Autres exemples (Dip Pen lithography… )

IV. Les procédés de finalisation (gravure, croissance…)
• Oxydation et dopage
• Dépôts et Lift-off
• Croissance électrolytique
• Gravures

V. Application : cellules photovoltaïques
• Généralités sur les cellules traditionnelles
• Apport des nanotechnologies
• Le cas des nanofils
• Le cas des nanoparticules

VI. Application : microfluidique pour la conversion d’énergie
• Mécanique des fluides aux petites échelles
• Du dispositif simple aux laboratoires sur puce
• Un cas original : la microfluidique digitale
• Application à la production d’énergie

Applications (TD ou TP)
Les deux dernières parties du cours, qui sont consacrées aux applications, permettront de découvrir des exemples de matériaux et de dispositifs développés en laboratoire.
Compétences acquises
Techniques lithographiques conventionnelles et émergeantes
Procédés de transfert (gravure, croissance….)
Micro/Nanocomposants pour le photovoltaïque
Dispositifs microfluidiques
Bibliographie
« Fundamentals of Microfabrication: The Science of Miniaturization », Editeur Marc Madou

Collection « Les nanosciences » aux éditions Belin par M.Lahmani, C. Dupas et P. Houdy, en particulier le tome 1 : « Nanotechnologies et Nanophysique ».

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