FR2992477A3 - Electrode a nanofils de silicium synthetises sur des nanofils primaires - Google Patents

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Abstract

Une nanostructure pour électrode comprend au moins un nano-élément primaire (12 ) allongé formé dans un matériau semiconducteur et globalement orienté dans une première direction (D1 ), et au moins un nano-élément secondaire (16 ) allongé formé dans un matériau semiconducteur s'étendant à partir du nano-élément primaire (12 ) de sorte à être globalement orienté dans une deuxième direction (D2 ) différente de ladite première direction (D1 ). L'invention concerne aussi une électrode et un procédé de fabrication.

Description

Electrode à nanofils de silicium synthétisés sur des nanofils primaires Domaine technique de l'invention L'invention concerne une nanostructure pour électrode, comprenant au moins un nano-élément primaire allongé formé dans un matériau semiconducteur et globalement orienté dans une première direction. L'invention a aussi pour objet une électrode de batterie, notamment pour batterie au lithium, ainsi qu'une batterie en tant que telle, notamment une batterie au lithium. Elle est relative aussi à un procédé de fabrication d'une nanostructure pour électrode, notamment pour batterie au lithium. État de la technique En raison de leur autonomie importante (dépendante de la densité d'énergie), les batteries au lithium dite « lithium-ion » se sont imposées comme la technologie incontournable pour le développement des véhicules électriques. Cette technologie repose sur un échange réversible d'ions lithium entre deux matériaux hôtes (électrodes négative et positive) à travers un électrolyte.
La densité d'énergie d'une batterie dépend d'une part de la différence de potentiel électrochimique (force électromotrice) entre les électrodes positive et négative et d'autre part de la capacité spécifique massique ou volumique, à savoir le nombre de charges (mA.h) susceptibles d'être stockées dans chacune des électrodes, par unité de masse et/ou de volume.
Ainsi, plusieurs voies peuvent être envisagées dans le but d'accroître la densité d'énergie de ces systèmes électrochimiques. En particulier, l'une d'entre elles consiste à maximiser le stockage du lithium dans les matériaux hôtes : il s'agit donc d'augmenter la capacité spécifique, à savoir le nombre de charges (mAh) par unité de poids et/ou de volume. En ce qui concerne l'électrode négative aussi appelée anode, le silicium présente l'avantage d'une haute capacité spécifique (mAh/g), dix fois supérieure à celle du carbone graphitique utilisé actuellement dans les batteries commerciales. Cependant, au cours du cycle de charge, l'insertion du lithium dans le silicium conduit à des variations de volumes importantes, de l'ordre de 300%, induisant de fortes contraintes mécaniques qui peuvent être responsables de la pulvérisation du matériau lorsque celui-ci est utilisé sous forme massive. Il en résulte une durabilité (nombre de cycles en maintenant une densité d'énergie acceptable) peu élevée. Pour répondre à cette problématique, la nanostructuration du silicium a été développée car, aux dimensions nanométriques, le rapport surface/volume très élevé du matériau permet de mieux accommoder les contraintes mécaniques. Différents types de nanostructuration du silicium peuvent être envisagés : type nano-sphères ou « 0-D » : le silicium est employé sous forme de nano-sphères, mélangées à un agent conducteur et à liant pour 30 constituer une encre disposée ultérieurement sur un collecteur.
L'utilisation d'un liant conduit, de par son poids, à une diminution significative de la capacité spécifique de l'électrode. - type nano-fils ou nanotubes ou « 1-D » : le silicium sous forme unidimensionnelle présente l'avantage de pouvoir être directement synthétisé sur un collecteur. - type couche mince ou « 2-D » : le silicium en couche mince doit présenter une épaisseur typiquement inférieure à 100 nm. La nanostructuration du silicium sous forme de nano-fils présente un avantage majeur qui est de garantir une conductivité électronique optimale de l'électrode. En effet, chaque nano-fil de silicium constituant l'électrode est en contact directement avec le collecteur. Par ailleurs, la présence d'un liant et d'un agent conducteur n'est pas requise. Ainsi, la capacité spécifique de l'électrode est maximale.
Cependant, les procédés actuellement utilisés pour la synthèse de silicium sous forme « 1-D » ne permettent pas d'obtenir des quantités satisfaisantes de silicium par unité de surface. Les capacités surfaciques sont typiquement inférieures à 1 mAh/cm2 alors que les standards commerciaux des applications pour les véhicules électriques présentent des valeurs supérieures à 2 mAh/cm2. Certaines techniques ont été développées récemment afin de maximiser la capacité surfacique des électrodes. Elles prévoient notamment de déposer du silicium amorphe sur des nano-fils de silicium préalablement synthétisés depuis un substrat électriquement conducteur. Cela permet d'atteindre de fortes capacités surfaciques, environ 4 mAh/cm2, mais au détriment de la durabilité de l'électrode et/ou du coût de fabrication. Par ailleurs, les structures résultantes sont de taille micronique (surcroît de taille due au silicium amorphe de 10-6m, contre 10-9m pour un fil de silicium) et perdent de facto les potentialités en termes de puissance, propres aux structure de taille nanométrique, ce qui ne permet pas de charger/décharger l'électrode à de forts régimes de courant. Objet de l'invention L'invention a notamment pour but de pallier les problèmes de l'état de la technique listés ci-dessus. Notamment, un premier objet de l'invention est de fournir une nanostructure et/ou une électrode qui présentent une capacité spécifique élevée. Un deuxième objet de l'invention est de fournir une nanostructure et/ou une électrode qui présentent une capacité surfacique importante.
Un troisième objet de l'invention est de fournir une nanostructure et/ou une électrode qui permet de charger/décharger l'électrode à de forts régimes de courant.
Un premier aspect de l'invention concerne une nanostructure pour électrode, comprenant au moins un nano-élément primaire allongé formé dans un matériau semiconducteur et globalement orienté dans une première direction, la nanostructure comportant au moins un nanoélément secondaire allongé formé dans un matériau semiconducteur s'étendant à partir du nano-élément primaire de sorte à être globalement orienté dans une deuxième direction différente de ladite première direction. Ledit au moins un nano-élément primaire allongé et ledit au moins un nano-élément secondaire allongé peuvent chacun être constitué par un nanotube ou par un nanofil.
Le matériau semiconducteur dans lequel est formé le nana-élément primaire et/ou le matériau semi-conducteur dans lequel est formé le nano-élément secondaire peut être un matériau à base de silicium.
Le nano-élément primaire peut comprendre des première et deuxième extrémités opposées suivant la première direction, l'une desdites extrémités du nano-élément primaire étant en contact électrique avec un substrat électriquement conducteur. Le nano-élément secondaire peut s'étendre à partir d'une zone du nano-élément primaire située entre ses première et deuxième extrémités. Le nano-élément secondaire peut comprendre des première et deuxième extrémités opposées suivant la deuxième direction, seule l'une desdites extrémités du nano-élément secondaire étant en contact électrique avec le nano-élément primaire. Un deuxième aspect de l'invention concerne une électrode de batterie, notamment de batterie au lithium, comprenant un substrat électriquement conducteur et une telle nanostructure pour électrode disposée sur le substrat électriquement conducteur de sorte que ledit au moins un nanoélément primaire allongé de la nanostructure s'étend à partir du substrat électriquement conducteur.
La première direction selon laquelle ledit au moins un nano-élément primaire est orienté peut former un angle égal ou sensiblement égal à 90 degrés par rapport au substrat. La nanostructure peut comprendre un réseau de nano-éléments 30 primaires prolongés chacun par au moins un nano-élément secondaire, les nano-éléments primaires étant sensiblement alignés entre eux en formant tous un angle égal ou sensiblement égal à 90 degrés par rapport au substrat. Un troisième aspect de l'invention concerne une batterie, notamment une batterie au lithium, comprenant au moins une telle électrode de batterie. Un quatrième aspect de l'invention concerne un procédé de fabrication d'une nanostructure pour électrode, notamment pour batterie au lithium, comprenant les étapes suivantes : - formation dans un matériau semiconducteur d'au moins un nano- élément primaire allongé constitué par un nanotube ou par un nanofil de sorte à être globalement orienté dans une première direction, - formation dans un matériau semiconducteur d'au moins un nanoélément secondaire allongé constitué par un nanotube ou par un nanofil de sorte à s'étendre à partir du nano-élément primaire en étant globalement orienté dans une deuxième direction différente de ladite première direction. L'étape de formation dudit au moins un nano-élément primaire peut 20 comprendre les étapes suivantes : - fourniture d'un substrat électriquement conducteur, notamment dans un matériau inoxydable, - synthèse du nano-élément primaire en un matériau à base de silicium à partir du substrat électriquement conducteur, par dépôt 25 chimique en phase vapeur d'un précurseur en présence d'un catalyseur, notamment un catalyseur à base d'or. L'étape de formation dudit au moins un nano-élément primaire peut comprendre, avant l'étape de synthèse du nano-élément primaire, une 30 étape de dépôt d'une couche d'or sur le substrat électriquement conducteur, notamment effectuée par un dépôt physique en phase vapeur. L'étape de formation dudit au moins un nano-élément secondaire peut comprendre une étape de synthèse du nano-élément secondaire en un matériau à base de silicium à partir du nano-élément primaire, par dépôt chimique en phase vapeur d'un précurseur en présence d'un catalyseur, notamment un catalyseur à base d'or.
L'étape de formation dudit au moins un nano-élément secondaire peut comprendre, avant l'étape de synthèse du nano-élément secondaire, une étape de dépôt d'une couche d'or au moins sur le nano-élément primaire et éventuellement sur le substrat électriquement conducteur, notamment effectuée par un dépôt physique en phase vapeur.
Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés sur les dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est un organigramme représentant des étapes successives d'un exemple de procédé de fabrication d'une nanostructure selon l'invention, - les figures 2 à 5 sont des vues en coupe d'un exemple d'électrode selon l'invention au cours de différentes étapes successives d'un exemple de procédé de fabrication d'une nanostructure selon l'invention. 2 9924 77 8 Description de modes préférentiels de l'invention Une batterie de type « lithium-ion » comprend de façon habituelle une électrode positive et une électrode négative, respectivement appelées 5 « cathode » et « anode », reliées par un électrolyte, l'ensemble pouvant être protégé par des moyens d'encapsulation en raison notamment des propriétés réactives à l'air des électrodes lorsqu'elles fonctionnent par insertion et désinsertion d'ions lithium. 10 En référence aux figures 1 à 5, au moins l'une des électrodes, par exemple mais de manière non exclusive, l'électrode négative ou anode, comprend principalement un substrat électriquement conducteur 10 (par exemple dans un matériau inoxydable, par exemple comprenant une feuille métallique d'une épaisseur comprise entre environ 10 et 50 15 microns en acier inoxydable de type AISI 321 ou tout matériau équivalent) et une nanostructure formée dans un matériau à base de silicium et disposée sur le substrat électriquement conducteur 10. Ainsi, le silicium présente des dimensions nanométriques et le rapport surface/volume très élevé du matériau permet alors de mieux 20 accommoder les contraintes mécaniques dues aux variations de volume résultant de l'insertion et de la désinsertion de lithium. La nanostructure comprend au moins un, avantageusement un réseau de nano-éléments primaires 12; répartis à la surface du substrat 10. L'indice 25 i varie de 1 à n où n est le nombre total de nano-éléments primaires de la nanostructure. Dans l'exemple représenté sur les figures uniquement à titre d'illustration, le nombre n de nano-éléments primaires est égal à 3 de sorte que i varie de 1 à 3. Dans la réalité, le nombre n est très élevé de sorte que les nano-éléments primaires participent à une structuration 30 nanométrique en réseau tridimensionnel. La nanostructure est notamment disposée sur le substrat électriquement conducteur 10 de sorte que chaque nana-élément primaire 12; de la nanostructure s'étend à partir du substrat électriquement conducteur 10 sur une hauteur repérée H. Préférentiellement, chaque nana-élément primaire 12; croît à partir d'un germe catalytique 13i, notamment une gouttelette d'un matériau à base d'or, disposé sur le substrat 10. Sur les figures, trois germes catalytiques repérés 131, 132 et 133 sont donc représentés, respectivement associés aux nano-éléments primaires 121, 122 et 123. C'est pour cette raison que, comme la figure 2 le représente, une première couche mince 11 d'or est déposée sur le substrat 10 préalablement à la synthèse des nano-éléments primaires 12i. L'or ainsi déposé, préférentiellement par un dépôt physique en phase vapeur, a pour vocation de former les germes catalytiques 13; au moment de la synthèse.
Chaque nano-élément primaire 12; est formé dans un matériau à base de silicium et présente une forme allongée globalement dans une première direction D1 Il peut s'agir de silicium ou d'un alliage de silicium par exemple avec du germanium, voire un composite incluant du silicium. Chaque nano-élément primaire allongé est constitué par un nanotube ou préférentiellement par un nanofil. La première direction D1; associée à chaque nano-élément primaire 12; correspond à la direction dans laquelle ce nano-élément primaire s'étend, en formant un angle avec le plan du substrat 10. Ainsi, la première direction Dl i peut varier d'un nano-élément primaire 12; à l'autre, de même que l'angle que forme le nano-élément primaire par rapport au substrat. Dans un mode de réalisation particulier, la première direction D1; selon laquelle chaque nano-élément primaire 12; est orienté forme un angle égal ou sensiblement égal à 90 degrés par rapport au substrat 10. Plus généralement, les nano-éléments primaires 12; sont sensiblement alignés entre eux en formant tous un angle repéré a égal ou sensiblement égal à 90 degrés par rapport au substrat 10. Autrement dit, les premières directions D1; associées aux nano-éléments primaires 12; que comprend la nanostructure sont sensiblement parallèles entre elles, sensiblement perpendiculairement au plan du substrat 10.
Ainsi, le nano-élément primaire comprend des première et deuxième extrémités opposées suivant la première direction D1i. Seule l'une desdites extrémités du nano-élément primaire 12; est destinée à être en contact électrique avec le substrat électriquement conducteur 10, tandis que son extrémité opposée est libre du côté opposé au substrat 10. La distance qui sépare les deux extrémités de chaque nano-élément primaire correspond à la hauteur H des parois latérales du nano-élément primaire 12i.
Selon une caractéristique importante et pour parvenir à la résolution conjointe des problématiques de l'art antérieur, en référence aux figures 1 à 5, la nanostructure de l'électrode comporte également au moins un nano-élément secondaire 16; de forme allongée et formé dans un matériau semiconducteur en s'étendant à partir du nano-élément primaire 12; de sorte à être globalement orienté dans une deuxième direction D2; différente de ladite première direction D1;. Autrement dit, tout ou partie des nano-éléments primaire 12; sont prolongés chacun par au moins un nano-élément secondaire 16.
Chaque nano-élément secondaire est constitué par un nanotube ou préférentiellement par un nanofil. Le matériau semiconducteur dans lequel est formé le nano-élément secondaire est préférentiellement un matériau à base de silicium. Il peut s'agir de silicium ou d'un alliage de silicium par exemple avec du germanium, voire un composite incluant du silicium.
Comme illustré sur la figure 5, chacun des nana-éléments primaires 12; est prolongé, à un endroit donné de sa hauteur H, par au moins un nanoélément secondaire 16. Par exemple, chacun des nano-éléments primaires 121 et 122 se prolonge par un unique nano-élément secondaire 161, 162 respectivement. Par contre, le nano-élément primaire 123 se prolonge par deux nano-éléments secondaires 163 différents, dont les bases en contact électrique avec le nano-élément primaire 123 sont décalées le long de la hauteur H et/ou autour de sa périphérie autour de la direction D13. Les directions D23 des deux nano-éléments secondaires 163 peuvent être parallèles ou non. Dans tous les cas, chaque nano- élément secondaire 16; s'étend à partir d'une zone du nano-élément primaire 12; située entre ses première et deuxième extrémités. Chaque nano-élément secondaire 16; comprend des première et deuxième extrémités opposées suivant la deuxième direction D2;. Seule l'une des extrémités du nano-élément secondaire 16; est en contact électrique avec le nano-élément primaire 12; duquel il est issu, tandis que l'autre extrémité est libre du côté opposé au nano-élément primaire 12; correspondant.
Avantageusement, le nano-élément secondaire 16; est synthétisé suivant la deuxième direction D2; sur le nano-élément primaire 12; de sorte que la base du nano-élément secondaire 16; est en contact électrique avec le nano-élément primaire 12; dans une zone donnée de la hauteur H des parois latérales du nano-élément primaire 12. Préférentiellement, chaque nano-élément secondaire 16; croît à partir d'un germe catalytique 15, notamment une gouttelette d'un matériau à base d'or, disposé sur le nano-élément primaire 12; correspondant. Sur les figures, des germes catalytiques repérés 151, 152 et 153 sont donc représentés, respectivement associés aux nano-éléments primaires 121, 122 et 123. C'est pour cette raison que, comme la figure 4 le représente, une deuxième couche mince 14 d'or est déposée sur le substrat 10 et sur les nano-éléments primaires 12; préalablement à la synthèse des nanoéléments secondaires 16. L'or ainsi déposé, préférentiellement par un dépôt physique en phase vapeur, a pour vocation de former les germes catalytiques 15; au moment de la synthèse. Au final, les nano-éléments secondaires 16i entrent dans la constitution de la structuration nanométrique en réseau tridimensionnel. L'angle formé entre la deuxième direction D2; et la première direction D1; est compris entre environ 0° et 90°. Tout autre solution peut être envisagée pour : - la croissance des nano-éléments primaires 12; depuis le substrat électriquement conducteur 10, et/ou la croissance des nano-éléments secondaires 16; depuis les nano-éléments primaires 12. La figure 1 représente un organigramme représentant des étapes successives d'un exemple de procédé de fabrication d'une telle 20 nanostructure. Le procédé comprend notamment les étapes suivantes : - formation El dans un matériau semiconducteur d'au moins un nano-élément primaire 12; allongé constitué par un nanotube ou par un 25 nanofil de sorte à être globalement orienté dans une première direction D1;, - formation E2 dans un matériau semiconducteur d'au moins un nano-élément secondaire 16; allongé constitué par un nanotube ou par un nanofil de sorte à s'étendre à partir du nano-élément primaire 12; en 30 étant globalement orienté dans une deuxième direction D2; différente de ladite première direction D1;.
Dans ce mode de réalisation particulier, l'étape de formation El comprend elle-même les étapes suivantes : - fourniture du substrat électriquement conducteur 10, notamment 5 dans un matériau inoxydable tel que précédemment décrit, - dépôt P1 d'une première couche 11 d'or sur le substrat électriquement conducteur 10 (par exemple selon une épaisseur de l'ordre de 3nm), notamment effectuée par un dépôt physique en phase vapeur, 10 synthèse P2 du nano-élément primaire 12; en un matériau à base de silicium à partir du substrat électriquement conducteur 10, par dépôt chimique en phase vapeur d'un précurseur en présence d'un catalyseur, notamment un catalyseur à base d'or. 15 Dans ce mode de réalisation particulier, l'étape de formation E2 comprend elle-même les étapes suivantes : - dépôt P3 d'une deuxième couche 14 d'or au moins sur le nanoélément primaire 12; et éventuellement sur le substrat électriquement conducteur 10 (par exemple selon une épaisseur de l'ordre de 3nm), 20 notamment effectuée par un dépôt physique en phase vapeur, - synthèse P4 du nano-élément secondaire 16; en un matériau à base de silicium à partir du nano-élément primaire 12i, par dépôt chimique en phase vapeur d'un précurseur en présence d'un catalyseur, notamment un catalyseur à base d'or. 25 Les étapes P2 et P4 peuvent par exemple être effectuées par dépôt chimique en phase vapeur (« CVD ») à 540°C à l'aide d'un mélange précurseur SiH4/H2 (20:100). La pression dans le réacteur « CVD » est fixée à 7,5 mbar et le flux total des gaz à 120 sccm (« standard cubic 30 centimeters per minute »). Lorsque l'échantillon est inséré dans le mélange réactionnel, la couche mince 11 et 14 d'or forme des billes nanométriques 13; et 15; respectivement (de taille inférieure à 150 nm) à partir desquelles la croissance des nana-éléments respectivement primaires 12; et secondaires 16; de silicium peut avoir lieu. La durée de la synthèse P2, P4 est fixée à 30 minutes par exemple.
La solution précédemment décrite présente les avantages suivants : - la capacité surfacique est très élevée, jusqu'à 7 mAh/cm2, - la capacité spécifique de la structure est optimale : elle correspond à la capacité maximale du silicium, à savoir environ 3500 mAh/g, - l'ensemble de la nanostructure conserve une dimension nanométrique (<100 nm), ce qui permet de charger/décharger l'électrode à de forts régimes de courant, - les nano-éléments primaires et secondaires sont interconnectés, ce qui conduit à une meilleure tenue mécanique de l'ensemble sur le substrat 10.

Claims (14)

  1. REVENDICATIONS1. Nanostructure pour électrode, comprenant au moins un nano- élément primaire (12;) allongé formé dans un matériau semiconducteur et globalement orienté dans une première direction (D1;), la nanostructure étant caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un nano-élément secondaire (16;) allongé formé dans un matériau semiconducteur s'étendant à partir du nano-élément primaire (12;) de sorte à être globalement orienté dans une deuxième direction (D2;) différente de ladite première direction (D1;).
  2. 2. Nanostructure selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit au moins un nano-élément primaire (12;) allongé et ledit au moins un nano-élément secondaire (16;) allongé sont chacun constitué par un nanotube ou par un nanofil.
  3. 3. Nanostructure selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le matériau semiconducteur dans lequel est formé le nanoélément primaire (12;) et/ou le matériau semi-conducteur dans lequel est formé le nano-élément secondaire (16;) est un matériau à base de silicium.
  4. 4. Nanostructure selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le nano-élément primaire (12;) comprend des première et deuxième extrémités opposées suivant la première direction (D1;), l'une desdites extrémités du nano-élément primaire (12;) étant en contact électrique avec un substrat électriquement conducteur (10), et en ce que le nano-élément secondaire (16;) s'étend à partir d'une zone du nanoélément primaire (12;) située entre ses première et deuxième extrémités.
  5. 5. Nanostructure selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le nana-élément secondaire (16;) comprend des première et deuxième extrémités opposées suivant la deuxième direction (D2;) et en ce que seule l'une desdites extrémités du nano-élément secondaire (16;) est en contact électrique avec le nano-élément primaire (12;).
  6. 6. Electrode de batterie, notamment de batterie au lithium, comprenant un substrat électriquement conducteur (10) et une nanostructure pour électrode selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 disposée sur le substrat électriquement conducteur (10) de sorte que ledit au moins un nano-élément primaire (12;) allongé de la nanostructure s'étend à partir du substrat électriquement conducteur (10).
  7. 7. Electrode de batterie selon la revendication 6, caractérisée en ce que la première direction (D1;) selon laquelle ledit au moins un nano15 élément primaire (12;) est orienté forme un angle (a) égal ou sensiblement égal à 90 degrés par rapport au substrat (10).
  8. 8. Electrode de batterie selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce que la nanostructure comprend un réseau de nanoéléments primaires (12;) prolongés chacun par au moins un nano- 20 élément secondaire (16;), les nano-éléments primaires (12;) étant sensiblement alignés entre eux en formant tous un angle (a) égal ou sensiblement égal à 90 degrés par rapport au substrat (10).
  9. 9. Batterie, notamment batterie au lithium, comprenant au moins une électrode de batterie selon l'une quelconque des revendications 6 à 8.
  10. 10. Procédé de fabrication d'une nanostructure pour électrode, notamment pour batterie au lithium, comprenant les étapes suivantes : - formation (El) ) dans un matériau semiconducteur d'au moins un nano-élément primaire (12;) allongé constitué par un nanotube ou par un nanofil de sorte à être globalement orienté dans une première direction (D1;), - formation (E2) dans un matériau semiconducteur d'au moins un nano-élément secondaire (16;) allongé constitué par un nanotube ou par un nanofil de sorte à s'étendre à partir du nano-élément primaire (12;) en étant globalement orienté dans une deuxième direction (D2;) différente de ladite première direction (D1;).
  11. 11. Procédé de fabrication selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'étape de formation (El) ) dudit au moins un nano-élément primaire (12;) comprend les étapes suivantes : - fourniture d'un substrat électriquement conducteur (10), notamment dans un matériau inoxydable, - synthèse (P2) du nano-élément primaire (12;) en un matériau à base de silicium à partir du substrat électriquement conducteur (10), par dépôt chimique en phase vapeur d'un précurseur en présence d'un 20 catalyseur, notamment un catalyseur à base d'or.
  12. 12. Procédé de fabrication selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'étape de formation (El) ) dudit au moins un nano-élément primaire (12;) comprend, avant l'étape de synthèse (P2) du nano-élément primaire (12;), une étape de dépôt (P1) d'une couche (11) d'or sur le substrat 25 électriquement conducteur (10), notamment effectuée par un dépôt physique en phase vapeur.
  13. 13. Procédé de fabrication selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que l'étape de formation (E2) dudit au moins un nanoélément secondaire (16;) comprend une étape de synthèse (P4) du nanoélément secondaire (16;) en un matériau à base de silicium à partir du nano-élément primaire (12;), par dépôt chimique en phase vapeur d'un précurseur en présence d'un catalyseur, notamment un catalyseur à base d'or.
  14. 14. Procédé de fabrication selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'étape de formation (E2) dudit au moins un nano-élément secondaire (16;) comprend, avant l'étape de synthèse (P4) du nano- élément secondaire (16;), une étape de dépôt (P3) d'une couche (14) d'or au moins sur le nano-élément primaire (12;) et éventuellement sur le substrat électriquement conducteur (10), notamment effectuée par un dépôt physique en phase vapeur.15
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