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Nanofabrication
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Nanofabrication

Les chirurgiens de la matière

Crédits : CNRS Phototheque / Benoît RAJAU, LPSComment faire et connecter des objets nanométriques ? Pour faire des circuits électroniques à base de métaux (supraconducteurs ou non) on  utilise une technique de type pochoir : on dépose les matériaux à travers un nano-pochoir , un masque en résine (en pratique du plexiglass) dont on a dessiné les contours à l’aide d’un microscope électronique à balayage.

Un ordinateur pilote le faisceau d’électrons qui casse les chaines de la résine selon le motif dessiné dans un logiciel de dessin (de type conception assistée par ordinateur CAO). Après développement de la résine (on la plonge dans un solvant sélectif, qui ne dissout que les chaînes cassées par les électrons), on obtient un masque posé au-dessus d’un substrat. On place ensuite ce masque dans une enceinte à vide (cf photo d’un bâti comportant trois enceintes),  et en chauffant le métal désiré, on peut en envoyer des atomes à travers les ouvertures du pochoir, pour former le circuit métallique. Après dissolution du masque il ne reste plus que le circuit, déposé sur le substrat.

Pour connecter des molécules de taille plus petite que le nanomètre, il faut un peu plus d’imagination…

Crédits : CNRS Phototheque, LPS

Bâti de dépôt comportant plusieurs enceintes sous vide pour le dépôt de métaux et d’isolants. Ce bâti permet la fabrication de circuits nanométriques comportant des métaux supraconducteurs (aluminium, niobium, tantale), non supraconducteurs (cuivre, or, platine, palladium), ainsi que des jonctions Josephson grâce à l’oxyde d’Aluminium.

La méthode du pochoir pour la nanolithographie :

  1. Résine électrosensible (rose) sur un substrat (gris).
  2. Région exposée aux électrons d’un faisceau élecronique qui casse les chaîned (rose foncé).
  3. Après développement dans un solvant la région exposée est dissoute.
  4. Après dépôts de métal
  5. Après dissolution du masque en résine il ne reste plus sur le substrat que le circuit métallique déposé.

Pour une animation sur le sujet, voir : film IEF/Minerve 

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