Couches minces : l'art de créer des matériaux innovants

L'objectif de cet enseignement est, dans une première partie, d'étudier les relations entre conditions d'élaboration des couches minces, structure et micro/nanostructure associées, et les propriétés spécifiques souhaitées dans différents champs d'applications : optique, électronique, chimie et biologie. La recherche de nouvelles performances, le développement des nanotechnologies et le souci d'innover imposent dès la conception une approche multifonctionnelle des objets envisagés. La surface, pour être l'interface avec le milieu extérieur, est le siège privilégié de propriétés spécifiques qu'il convient d'optimiser et/ou de considérer à part de celles du volume du matériau.

Ce module démarrera par les bases théoriques sur les surfaces et interfaces. Les techniques de dépôt de couches minces par PVD (Physical Vapor Deposition) seront ensuite développées. La partie suivante sera consacrée aux techniques de report de couches minces sur silicium et à l'élaboration de matériaux 2D. Les propriétés électriques spécifiques des couches minces (influence de la bidimensionnalité sur le transport des porteurs, couches d'épaisseurs nanométriques en prenant en compte le caractère quantique de leurs propriétés électroniques) seront ensuite présentées. La dernière partie du cours sera consacrée à la fabrication de couches monomoléculaires autoassemblées et aux aérogels. Une séance de travaux pratiques en salle blanche permettra la mise en oeuvre d'une expérience d'épitaxie par jet moléculaire.