FR3081619A1 - RADIANT ELEMENT, ANTENNA AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME - Google Patents

RADIANT ELEMENT, ANTENNA AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME Download PDF

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Ecole Superieure de Physique et Chimie Industrielles de Ville Paris
Sorbonne Universite
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Abstract

L'invention concerne un élément rayonnant d'une antenne (10) comportant : - au moins une nanostructure filaire (45), chaque nanostructure filaire (45) s'étendant selon la même direction (D), dite direction commune, entre une première extrémité (55) et une deuxième extrémité (60), et - une inductance (50) reliée à chaque première extrémité (55) d'une nanostructure (45), l'inductance (50) étant réalisée en un premier matériau conducteur, l'inductance (50) s'étendant dans un plan normal à la direction commune (D).The invention relates to a radiating element of an antenna (10) comprising: - at least one wired nanostructure (45), each wired nanostructure (45) extending in the same direction (D), called the common direction, between a first end (55) and a second end (60), and - an inductor (50) connected to each first end (55) of a nanostructure (45), the inductor (50) being made of a first conductive material, inductance (50) extending in a plane normal to the common direction (D).

Description

Elément rayonnant, antenne et procédé de fabrication associésRadiating element, antenna and associated manufacturing method

La présente invention concerne un élément rayonnant. La présente invention concerne également une antenne comprenant un tel élément rayonnant et un procédé de fabrication d’un tel élément rayonnant.The present invention relates to a radiating element. The present invention also relates to an antenna comprising such a radiating element and a method of manufacturing such a radiating element.

De nombreux types d’antennes existent, variant en fonction des applications visées, par exemple en fonction de la longueur d’ondes et de la puissance, ou encore des caractéristiques spectrales de l’émission recherchée. En particulier, de nombreux types d’antennes comprennent un ensemble d’éléments rayonnants, également appelés antennes élémentaires. Les éléments rayonnants permettent, par le contrôle de leur disposition, de leur conformation ou du signal électrique qui alimente chacun d’entre eux, d’améliorer le gain de l’antenne ou de contrôler sa directivité ou la forme du faisceau émis.Many types of antennas exist, varying according to the intended applications, for example according to the wavelength and the power, or even the spectral characteristics of the desired emission. In particular, many types of antennas include a set of radiating elements, also called elementary antennas. The radiating elements make it possible, by controlling their arrangement, their conformation or the electrical signal which feeds each of them, to improve the gain of the antenna or to control its directivity or the shape of the beam emitted.

Cependant, les antennes existantes présentent des dimensions relativement importantes, de l’ordre de plusieurs centimètres à plusieurs dizaines de centimètres en fonction de la fréquence et de la puissance requises par l’application visée, et donc un volume et un poids important. Les dimensions importantes sont gênantes pour certaines applications, par exemple pour des appareils mobiles, puisqu’une augmentation du volume et/ou du poids des dispositifs en résulte. En outre, les dispositifs contenant des antennes de grandes dimensions sont plus difficiles à transporter. L’intégration des antennes dans des dispositifs dont la géométrie est fixée en vue d’autres fonctions que la communication est, en outre, rendue difficile.However, the existing antennas have relatively large dimensions, of the order of several centimeters to several tens of centimeters depending on the frequency and the power required by the intended application, and therefore a significant volume and weight. The large dimensions are inconvenient for certain applications, for example for mobile devices, since an increase in the volume and / or the weight of the devices results. In addition, devices containing large antennas are more difficult to transport. The integration of antennas into devices whose geometry is fixed for other functions than communication is also made difficult.

Il existe donc un besoin pour un élément rayonnant présentant un encombrement plus faible que les éléments rayonnants de l’état de la technique.There is therefore a need for a radiating element having a smaller footprint than the radiating elements of the state of the art.

A cet effet, il est proposé un élément rayonnant d’une antenne comportant :To this end, a radiating element of an antenna is proposed comprising:

• au moins une nanostructure filaire, chaque nanostructure filaire s’étendant selon la même direction, dite direction commune, entre une première extrémité et une deuxième extrémité, et • une inductance reliée à chaque première extrémité d’une nanostructure, l’inductance étant réalisée en un premier matériau conducteur, l’inductance s’étendant dans un plan normal à la direction commune.• at least one wire nanostructure, each wire nanostructure extending in the same direction, called common direction, between a first end and a second end, and • an inductor connected to each first end of a nanostructure, the inductor being produced in a first conductive material, the inductance extending in a plane normal to the common direction.

Selon des modes de réalisation particuliers, l’élément rayonnant comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :According to particular embodiments, the radiating element comprises one or more of the following characteristics taken alone or in any technically possible combination:

- l’élément rayonnant présente au moins l’une des propriétés suivantes :- the radiating element has at least one of the following properties:

• le premier matériau conducteur est réalisé en molybdène, • chaque nanostructure filaire est réalisée en un même matériau, et • au moins une nanostructure filaire est un nanotube de carbone.• the first conductive material is made of molybdenum, • each wire nanostructure is made of the same material, and • at least one wire nanostructure is a carbon nanotube.

- l’ensemble des nanostructures filaires forme un faisceau de nanostructures filaires présentant un rapport d’aspect compris entre 5 et 15.- all of the wired nanostructures form a bundle of wired nanostructures having an aspect ratio of between 5 and 15.

- l’élément rayonnant comporte au moins dix nanostructures filaires, chaque nanostructure filaire présentant une dimension le long de la direction commune, les dimensions variant entre 50% et 150% de la valeur médiane des dimensions, la valeur médiane étant supérieure ou égale à 500 micromètres.the radiating element comprises at least ten wire nanostructures, each wire nanostructure having a dimension along the common direction, the dimensions varying between 50% and 150% of the median value of the dimensions, the median value being greater than or equal to 500 micrometers.

- l’inductance (50) présente une forme en spirale.- the inductor (50) has a spiral shape.

Il est également proposé une antenne comprenant :An antenna is also proposed comprising:

• un premier élément rayonnant tel que défini précédemment, et • pour chaque élément rayonnant, une ligne de transmission comportant une zone réalisée en un deuxième matériau conducteur et deux plans de masse, la ligne de transmission s’étendant dans le même plan que l’inductance et la zone étant reliée à l’inductance, le premier matériau étant notamment le même matériau que le deuxième matériau, chaque plan de masse étant réalisé en un troisième matériau conducteur, la zone étant agencée entre les deux plans de masse.• a first radiating element as defined above, and • for each radiating element, a transmission line comprising a zone made of a second conductive material and two ground planes, the transmission line extending in the same plane as the inductance and the zone being connected to the inductance, the first material being in particular the same material as the second material, each ground plane being made of a third conductive material, the zone being arranged between the two ground planes.

Selon des modes de réalisation particuliers, l’antenne comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :According to particular embodiments, the antenna comprises one or more of the following characteristics taken alone or in any technically possible combination:

- l’inductance est, en outre, interposée au moins partiellement entre les deux plans de masse.- the inductance is, moreover, at least partially interposed between the two ground planes.

l’antenne comprend au moins un deuxième élément rayonnant tel que défini précédemment, le premier élément rayonnant et le deuxième élément rayonnant présentant des valeurs d’inductances différentes l’une de l’autre.the antenna comprises at least a second radiating element as defined above, the first radiating element and the second radiating element having inductance values different from each other.

Il est également proposé un procédé de fabrication d’un élément rayonnant d’une antenne comprenant des étapes de :A method of manufacturing a radiating element of an antenna is also proposed, comprising steps of:

• fourniture d’un substrat plan, • dépôt, sur le substrat, d’une couche planaire, la couche planaire étant réalisée en un premier matériau conducteur, • gravure de la couche planaire pour former une inductance, et • croissance, sur l’inductance, d’un ensemble de nanostructures filaires, chaque nanostructure filaire s’étendant selon la même direction, dite direction commune, entre une première extrémité et une deuxième extrémité, l’inductance s’étendant dans un plan normal à la direction commune.• supply of a planar substrate, • deposition, on the substrate, of a planar layer, the planar layer being made of a first conductive material, • etching of the planar layer to form an inductance, and • growth, on the inductance, of a set of wire nanostructures, each wire nanostructure extending in the same direction, called common direction, between a first end and a second end, the inductance extending in a plane normal to the common direction.

Selon un mode de réalisation particulier, l’étape de dépôt est mise en œuvre par pulvérisation cathodique, le premier matériau étant du molybdène, le procédé comprenant, antérieurement à l’étape de croissance, une étape de dépôt sur l’inductance d’un catalyseur de la croissance des nanostructures filaires.According to a particular embodiment, the deposition step is carried out by sputtering, the first material being molybdenum, the method comprising, prior to the growth step, a step of deposition on the inductance of a catalyst for the growth of wire nanostructures.

Des caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels :Characteristics and advantages of the invention will appear on reading the description which follows, given solely by way of nonlimiting example, and made with reference to the appended drawings, in which:

- la figure 1 est un schéma d’une antenne comprenant un ensemble d’éléments rayonnants et un ensemble de lignes de transmission,FIG. 1 is a diagram of an antenna comprising a set of radiating elements and a set of transmission lines,

- la figure 2 est une vue en coupe d’un élément rayonnant et d’une ligne de transmission de la figure 1, l’élément rayonnant comprenant un faisceau de nanostructures,FIG. 2 is a sectional view of a radiating element and of a transmission line in FIG. 1, the radiating element comprising a bundle of nanostructures,

- la figure 3 est une vue de dessus d’un faisceau de nanostructures,- Figure 3 is a top view of a bundle of nanostructures,

- la figure 4 est une vue de dessus de l’élément rayonnant et de la ligne de transmission de la figure 2, etFIG. 4 is a top view of the radiating element and of the transmission line of FIG. 2, and

- la figure 5 est un ordinogramme des étapes d’un procédé de fabrication d’un élément rayonnant.- Figure 5 is a flow chart of the steps in a method of manufacturing a radiating element.

Une antenne 10 est représentée sur la figure 1.An antenna 10 is shown in FIG. 1.

L’antenne 10 est configurée pour émettre et/ou recevoir un ensemble d’ondes électromagnétiques. Par exemple, l’antenne 10 est configurée pour émettre et pour recevoir un ensemble d’ondes électromagnétiques.The antenna 10 is configured to transmit and / or receive a set of electromagnetic waves. For example, the antenna 10 is configured to transmit and receive a set of electromagnetic waves.

L’onde électromagnétique présente une fréquence comprise entre 3 kilohertz (KHz) et 300 gigahertz (GHz). Il est à noter que la fréquence de l’onde électromagnétique est susceptible de varier selon les applications envisagées pour l’antenne 10.The electromagnetic wave has a frequency between 3 kilohertz (KHz) and 300 gigahertz (GHz). It should be noted that the frequency of the electromagnetic wave is likely to vary depending on the applications envisaged for the antenna 10.

L’antenne 10 comporte un substrat 15, des éléments rayonnants 20 et des lignes de transmission 25.The antenna 10 comprises a substrate 15, radiating elements 20 and transmission lines 25.

Selon l’exemple de la figure 1, l’antenne 10 comporte une ligne de transmission 25 pour chaque élément rayonnant 20.According to the example in FIG. 1, the antenna 10 includes a transmission line 25 for each radiating element 20.

En variante, l’antenne 10 comprend un unique élément rayonnant 20 et une unique ligne de transmission 25.As a variant, the antenna 10 comprises a single radiating element 20 and a single transmission line 25.

L’antenne 10 comprend, en outre, une masse électrique telle qu’un châssis métallique. En variante, la masse électrique est un circuit électrique relié à la terre.The antenna 10 further comprises an electrical ground such as a metal chassis. Alternatively, the electrical ground is an electrical circuit connected to earth.

Le substrat 15 est prévu pour supporter les éléments rayonnants 20 et les lignes de transmission 25.The substrate 15 is provided to support the radiating elements 20 and the transmission lines 25.

Le substrat 15 présente une face de support 30.The substrate 15 has a support face 30.

La face de support 30 est plane.The support face 30 is flat.

Une direction normale Z est définie comme étant la direction perpendiculaire à la face de support 30.A normal direction Z is defined as being the direction perpendicular to the support face 30.

Le substrat 15 comporte une plaque support 35 et une couche tampon 40.The substrate 15 comprises a support plate 35 and a buffer layer 40.

La plaque support 35 est configurée pour servir de support à la couche tampon 40, aux éléments rayonnants 20 et aux lignes de transmission 25.The support plate 35 is configured to serve as a support for the buffer layer 40, the radiating elements 20 and the transmission lines 25.

La plaque support 35 est, par exemple, réalisée en silicium. Selon une variante, la plaque support 35 est réalisée en alumine.The support plate 35 is, for example, made of silicon. According to a variant, the support plate 35 is made of alumina.

La plaque support 35 présente, par exemple, une épaisseur comprise entre 200 micromètres (pm) et 500 pm.The support plate 35 has, for example, a thickness of between 200 micrometers (pm) and 500 pm.

La plaque support 35 est réalisée en un matériau présentant une résistivité électrique. La résistivité électrique est, par exemple, supérieure ou égale à 10000 Ohm.centimètre. Une telle résistivité électrique permet de limiter les pertes radiofréquence dans la plaque support 35.The support plate 35 is made of a material having an electrical resistivity. The electrical resistivity is, for example, greater than or equal to 10,000 Ohm. Centimeter. Such electrical resistivity makes it possible to limit the radiofrequency losses in the support plate 35.

Il est à noter qu’un autre matériau que le silicium est susceptible d’être utilisé pour réaliser la plaque support 35.It should be noted that a material other than silicon may be used to make the support plate 35.

La couche tampon 40 est interposée entre, d’un côté, la plaque support 35 et, d’un autre côté, les éléments rayonnants 20 et les lignes de transmission 25.The buffer layer 40 is interposed between, on the one hand, the support plate 35 and, on the other hand, the radiating elements 20 and the transmission lines 25.

La couche tampon 40 est délimitée selon la direction normale Z par la plaque support 35 et par la face de support 30.The buffer layer 40 is delimited in the normal direction Z by the support plate 35 and by the support face 30.

La couche tampon 40 est réalisée en un matériau électriquement isolant. La couche tampon 40 est, par exemple, réalisée en oxyde de silicium.The buffer layer 40 is made of an electrically insulating material. The buffer layer 40 is, for example, made of silicon oxide.

La couche tampon 40 présente une épaisseur, selon la direction normale Z, comprise entre 500 nanomètres et 5 micromètres. Par exemple, l’épaisseur de la couche tampon 40 est égale à 2 micromètres.The buffer layer 40 has a thickness, in the normal direction Z, of between 500 nanometers and 5 micrometers. For example, the thickness of the buffer layer 40 is equal to 2 micrometers.

Une vue en coupe d’un élément rayonnant 20 dans un plan parallèle à la direction normale Z est représentée sur la figure 2.A sectional view of a radiating element 20 in a plane parallel to the normal direction Z is shown in FIG. 2.

Chaque élément rayonnant 20 est configuré pour émettre et/ou recevoir une onde électromagnétique.Each radiating element 20 is configured to transmit and / or receive an electromagnetic wave.

Chaque élément rayonnant 20 comporte un faisceau F de nanostructures 45 et une inductance 50.Each radiating element 20 comprises a beam F of nanostructures 45 and an inductance 50.

Le faisceau F comporte au moins dix nanostructures 45.The beam F comprises at least ten nanostructures 45.

En variante, l’élément rayonnant 20 comprend une seule nanostructure 45.As a variant, the radiating element 20 comprises a single nanostructure 45.

Il est entendu par le terme « nanostructure » une structure présentant au moins une dimension nanométrique.The term “nanostructure” is understood to mean a structure having at least one nanometric dimension.

Une dimension d’un objet, mesurée selon une direction, est la distance entre les deux points de l’objet les plus éloignés l’un de l’autre selon ladite direction. Une dimension nanométrique est une dimension strictement inférieure à 1 micromètre, de préférence strictement inférieure à 100 nanomètres.One dimension of an object, measured in one direction, is the distance between the two points of the object furthest from each other in said direction. A nanometric dimension is a dimension strictly less than 1 micrometer, preferably strictly less than 100 nanometers.

Une direction D est définie pour chaque nanostructure 45. Cela signifie que chaque nanostructure 45 s’étend selon la direction D définie pour la nanostructure 45 considérée.A direction D is defined for each nanostructure 45. This means that each nanostructure 45 extends in the direction D defined for the nanostructure 45 considered.

La direction D de chaque nanostructure 45 est parallèle à la direction normale Z.The direction D of each nanostructure 45 is parallel to the normal direction Z.

Chaque nanostructure 45 présente une première extrémité 55 et une deuxième extrémité 60. Chaque nanostructure 45 s’étend entre la première extrémité 55 et la deuxième extrémité 60.Each nanostructure 45 has a first end 55 and a second end 60. Each nanostructure 45 extends between the first end 55 and the second end 60.

La direction D est, par exemple, parallèle à la direction normale Z.The direction D is, for example, parallel to the normal direction Z.

La direction D est commune à toutes les nanostructures 45 d’un même élément rayonnant 20.Direction D is common to all the nanostructures 45 of the same radiating element 20.

Un diamètre mesuré dans un plan perpendiculaire à la direction D est défini pour chaque nanostructure 45,A diameter measured in a plane perpendicular to the direction D is defined for each nanostructure 45,

Le diamètre de chaque nanostructure 45 est compris entre 20 nanomètres (nm) et 100 nm.The diameter of each nanostructure 45 is between 20 nanometers (nm) and 100 nm.

La longueur de chaque nanostructure 45 est comprise entre 300 pm et 1 millimètre (mm). En particulier, la longueur de chaque nanostructure 45 est supérieure ou égale à 500 pm.The length of each nanostructure 45 is between 300 μm and 1 millimeter (mm). In particular, the length of each nanostructure 45 is greater than or equal to 500 μm.

La longueur de chaque nanostructure 45 est mesurée selon la direction commune D.The length of each nanostructure 45 is measured in the common direction D.

Chaque nanostructure 45 est une nanostructure filaire.Each nanostructure 45 is a wired nanostructure.

Une structure filaire est une structure présentant une longueur strictement supérieure à 10 fois le diamètre. Le rapport entre, au numérateur, la longueur et, au dénominateur, le diamètre, est appelé « rapport d’aspect ».A wire structure is a structure having a length strictly greater than 10 times the diameter. The relationship between, in the numerator, the length and, in the denominator, the diameter, is called "aspect ratio".

Avantageusement, chaque nanostructure 45 est telle que le rapport d’aspect est strictement supérieur à 20.Advantageously, each nanostructure 45 is such that the aspect ratio is strictly greater than 20.

Des nanotubes sont des exemples de nanostructures filaires 45. Les nanotubes sont des structures filaires creuses présentant un diamètre inférieur à 100 nanomètres. En d’autres termes, un nanotube est une nanostructure filaire creuse.Nanotubes are examples of wire nanostructures 45. Nanotubes are hollow wire structures having a diameter of less than 100 nanometers. In other words, a nanotube is a hollow wire nanostructure.

Il est entendu par « faisceau » un ensemble de nanostructures 45 dans lequel les nanostructures 45 sont distantes l’une de l’autre d’une distance inférieure ou égale à la longueur des nanostructures 45. La distance entre les nanostructures 45 est mesurée dans un plan perpendiculaire à la direction commune D.The term “beam” is understood to mean a set of nanostructures 45 in which the nanostructures 45 are distant from each other by a distance less than or equal to the length of the nanostructures 45. The distance between the nanostructures 45 is measured in a plane perpendicular to the common direction D.

Selon des cas particuliers, la distance est inférieure ou égale à la moitié de la longueur, par exemple inférieure ou égale à un cinquième de la longueur, en particulier inférieure ou égale à un dixième de la longueur.According to special cases, the distance is less than or equal to half the length, for example less than or equal to one fifth of the length, in particular less than or equal to one tenth of the length.

Selon un mode de réalisation, une valeur médiane est définie pour la longueur des nanostructures 45 d’un même faisceau F. La valeur médiane est une valeur telle que la moitié des nanostructures 45 du faisceau F considéré présentent une longueur supérieure ou égale à la valeur médiane, l’autre moitié présentant une longueur inférieure ou égale à la valeur médiane.According to one embodiment, a median value is defined for the length of the nanostructures 45 of the same beam F. The median value is a value such that half of the nanostructures 45 of the beam F considered have a length greater than or equal to the value median, the other half having a length less than or equal to the median value.

Les longueurs des nanostructures 45 du faisceau considéré varient entre 50 pourcents (%) et 150 % de la valeur médiane.The lengths of the nanostructures 45 of the beam considered vary between 50 percent (%) and 150% of the median value.

La valeur médiane est, par exemple, supérieure ou égale à cinq cent micromètres.The median value is, for example, greater than or equal to five hundred micrometers.

Une longueur totale est définie pour le faisceau F. La longueur totale est, par exemple, définie comme étant la longueur de la nanostructure 45 la plus longue parmi l’ensemble des nanostructures 45 appartenant au faisceau F.A total length is defined for the beam F. The total length is, for example, defined as being the length of the longest nanostructure 45 among the set of nanostructures 45 belonging to the beam F.

La longueur totale est, par exemple, identique pour chaque faisceau F.The total length is, for example, identical for each beam F.

Selon un mode de réalisation, les longueurs totales d’au moins deux faisceaux F sont différentes l’une de l’autre.According to one embodiment, the total lengths of at least two beams F are different from each other.

Le faisceau présente une enveloppe commune à toutes les nanostructures. Il est entendu par « enveloppe » une surface enveloppant les nanostructures 45 et tangente aux nanostructures 45 qui délimitent le faisceau F dans un plan perpendiculaire à la direction commune D.The beam has an envelope common to all nanostructures. The term “envelope” is understood to mean a surface enveloping the nanostructures 45 and tangent to the nanostructures 45 which delimit the beam F in a plane perpendicular to the common direction D.

Une dimension latérale maximale est définie pour l’enveloppe. La dimension latérale maximale est la plus grande dimension de l’enveloppe dans un plan perpendiculaire à la direction commune D. La dimension latérale maximale est comprise entre 20pm et 1mm.A maximum lateral dimension is defined for the envelope. The maximum lateral dimension is the largest dimension of the envelope in a plane perpendicular to the common direction D. The maximum lateral dimension is between 20pm and 1mm.

Un rapport d’aspect égal au rapport entre, au numérateur, la longueur totale du faisceau F et, au dénominateur, la dimension latérale maximale, est défini pour le faisceau F.An aspect ratio equal to the ratio between, in the numerator, the total length of the beam F and, in the denominator, the maximum lateral dimension, is defined for the beam F.

Le rapport d’aspect du faisceau F est, par exemple, compris entre 5 et 15. Selon un mode de réalisation, le rapport d’aspect du faisceau F est compris entre 9 et 10.The aspect ratio of the beam F is, for example, between 5 and 15. According to one embodiment, the aspect ratio of the beam F is between 9 and 10.

Le faisceau F est représenté vu selon la direction commune D sur la figure 3.The beam F is shown seen in the common direction D in FIG. 3.

L’enveloppe présente une section transversale à la direction commune D de forme circulaire.The envelope has a cross section to the common direction D of circular shape.

Il est à noter que d’autres formes que la forme circulaire sont envisageables pour la section du faisceau F. Par exemple, la section du faisceau F présente une forme circulaire, ou encore une forme polygonale telle qu’une forme rectangulaire ou en croix.It should be noted that forms other than the circular shape can be envisaged for the section of the beam F. For example, the section of the beam F has a circular shape, or even a polygonal shape such as a rectangular or cross shape.

Les nanostructures 45 sont toutes réalisées en un même matériau.The nanostructures 45 are all made of the same material.

En particulier, chaque nanostructure 45 est un nanotube de carbone.In particular, each nanostructure 45 is a carbon nanotube.

Sur la figure 3, chaque nanostructure 45 est un nanotube de carbone double feuillet. Il est à noter que les nanotubes de carbone sont susceptibles d’être des nanotubes de carbone mono-feuillet, des nanotubes de carbone multi-feuillets ou encore un mélange de nanotubes de carbone mono-feuillet et de nanotubes de carbone multifeuillets.In Figure 3, each nanostructure 45 is a double-sheet carbon nanotube. It should be noted that the carbon nanotubes are likely to be single-sheet carbon nanotubes, multi-sheet carbon nanotubes or even a mixture of single-sheet carbon nanotubes and multi-sheet carbon nanotubes.

Il est à noter que d’autres types de nanostructures filaires 45 sont susceptibles d’être utilisés à la place des nanotubes de carbone.It should be noted that other types of wired nanostructures 45 are capable of being used in place of carbon nanotubes.

Par exemple, les nanostructures 45 sont des nanofils, par exemple des nanofils de silicium ou d’un autre matériau semi-conducteur.For example, the nanostructures 45 are nanowires, for example nanowires of silicon or another semiconductor material.

Selon une autre variante, les nanostructures 45 sont réalisées en un matériau électriquement conducteur tel qu’un matériau métallique.According to another variant, the nanostructures 45 are made of an electrically conductive material such as a metallic material.

L’inductance 50 de chaque élément rayonnant 20 s’étend dans un plan normal à la direction commune D. Chaque inductance 50 est, par exemple, réalisée sous la forme d’une couche conductrice portée par le substrat 15. Par exemple, chaque inductance 50 est perpendiculaire à la direction normale Z et à la direction commune D.The inductor 50 of each radiating element 20 extends in a plane normal to the common direction D. Each inductor 50 is, for example, produced in the form of a conductive layer carried by the substrate 15. For example, each inductor 50 is perpendicular to the normal direction Z and the common direction D.

En particulier, l’inductance 50 est portée par la couche tampon 40.In particular, the inductor 50 is carried by the buffer layer 40.

L’inductance 50 est réalisée en un premier matériau conducteur. Le premier matériau conducteur est, par exemple, un matériau métallique.The inductor 50 is made of a first conductive material. The first conductive material is, for example, a metallic material.

Selon un mode de réalisation, le premier matériau conducteur est le molybdène.According to one embodiment, the first conductive material is molybdenum.

Il est à noter que d’autres matériaux conducteurs sont susceptibles d être envisagés pour l’inductance 50.It should be noted that other conductive materials are likely to be envisaged for the inductor 50.

Chaque inductance 50 présente une épaisseur mesurée selon la direction normale Z. L’épaisseur de l’inductance 50 est comprise entre 100 nanomètres et 1 micromètre. Par exemple, l’épaisseur de l’inductance 50 est égale à 600 nanomètres.Each inductor 50 has a thickness measured in the normal direction Z. The thickness of the inductor 50 is between 100 nanometers and 1 micrometer. For example, the thickness of the inductor 50 is equal to 600 nanometers.

Chaque inductance 50 présente une valeur d’inductance comprise, par exemple, entre 1 nanoHenry et 10 nanoHenrys. Selon un mode de réalisation, la valeur d’inductance est égale à 5 nanoHenrys.Each inductor 50 has an inductance value of, for example, between 1 nanoHenry and 10 nanoHenrys. According to one embodiment, the inductance value is equal to 5 nanoHenrys.

La valeur d’inductance est, par exemple, identique pour l’inductance 50 de chaque élément rayonnant 20.The inductance value is, for example, identical for the inductance 50 of each radiating element 20.

Selon un mode de réalisation, au moins deux inductances 50 parmi I ensemble des inductances 50 regroupant les inductances 50 de chaque élément rayonnant 45 présentent des valeurs d’inductance différentes l’une de l’autre.According to one embodiment, at least two inductors 50 among the set of inductors 50 grouping together the inductors 50 of each radiating element 45 have inductance values different from each other.

Selon l’exemple de la figure 4, chaque inductance 50 comporte une première portion 65 et une deuxième portion 70.According to the example of FIG. 4, each inductor 50 has a first portion 65 and a second portion 70.

La première portion 65 s’étend dans un plan perpendiculaire à la direction normale Z.The first portion 65 extends in a plane perpendicular to the normal direction Z.

La première portion 65 est interposée entre le faisceau F de nanostructures 45 et le substrat 15. La première portion 65 est reliée à la première extrémité 55 de chaque nanostructure 45.The first portion 65 is interposed between the beam F of nanostructures 45 and the substrate 15. The first portion 65 is connected to the first end 55 of each nanostructure 45.

La première portion 65 présente une forme triangulaire dans un plan normal à la direction commune D.The first portion 65 has a triangular shape in a plane normal to the common direction D.

Il est à noter que d’autres formes que les formes triangulaires sont envisageables pour la première portion 65. Par exemple, la première portion 65 présente une forme circulaire ou carrée.It should be noted that other shapes than the triangular shapes can be envisaged for the first portion 65. For example, the first portion 65 has a circular or square shape.

La deuxième portion 70 s’étend dans un plan perpendiculaire à la direction normale Z.The second portion 70 extends in a plane perpendicular to the normal direction Z.

Une dimension maximale est définie pour la deuxième portion 70. La dimension maximale est mesurée dans un plan perpendiculaire à la direction normale Z entre les deux points de la deuxième portion 70 les plus éloignés entre eux.A maximum dimension is defined for the second portion 70. The maximum dimension is measured in a plane perpendicular to the normal direction Z between the two points of the second portion 70 which are the most distant from each other.

La dimension maximale 70 est comprise entre 100 pm et 1 mm. Par exemple, la dimension maximale 70 est comprise entre 200 pm et 500 pm.The maximum dimension 70 is between 100 μm and 1 mm. For example, the maximum dimension 70 is between 200 μm and 500 μm.

Il est à noter que la dimension maximale 70 est susceptible de varier.It should be noted that the maximum dimension 70 is likely to vary.

La deuxième portion 70 présente une forme en spirale dans un plan perpendiculaire à la direction normale Z.The second portion 70 has a spiral shape in a plane perpendicular to the normal direction Z.

La deuxième portion 70 entoure la première portion 65 dans un plan perpendiculaire à la direction normale Z.The second portion 70 surrounds the first portion 65 in a plane perpendicular to the normal direction Z.

Selon un mode de réalisation, la deuxième portion 70 est formée par une succession de segments de droites. Par exemple, chaque segment de droite est perpendiculaire aux segments de droites auxquels il est contigu.According to one embodiment, the second portion 70 is formed by a succession of straight segments. For example, each line segment is perpendicular to the line segments to which it is contiguous.

En variante, une partie courbe de la deuxième portion 70 est interposée entre deux segments de droite contigus.As a variant, a curved part of the second portion 70 is interposed between two contiguous straight line segments.

Selon une autre variante, la deuxième portion 70 est formée par une seule courbe enroulée sur elle-même.According to another variant, the second portion 70 is formed by a single curve wound on itself.

Il est à noter qu’une deuxième portion 70 présentant une forme différente d’une spirale est également envisageable.It should be noted that a second portion 70 having a different shape from a spiral is also possible.

La deuxième portion 70 présente une troisième extrémité 75 et une quatrième extrémité 80. La deuxième portion 70 s’étend en spirale depuis la troisième extrémité 75 jusqu’à la quatrième extrémité 80.The second portion 70 has a third end 75 and a fourth end 80. The second portion 70 extends in a spiral from the third end 75 to the fourth end 80.

La troisième extrémité 75 est l’extrémité de la deuxième portion 70 qui est située en périphérie de la deuxième portion 70 dans un plan perpendiculaire à la direction normale Z.The third end 75 is the end of the second portion 70 which is located on the periphery of the second portion 70 in a plane perpendicular to the normal direction Z.

La quatrième extrémité 80 est l’extrémité de la deuxième portion 70 qui est située en périphérie de la première portion 65 dans un plan perpendiculaire à la direction normale Z. La quatrième extrémité 80 est donc entourée par le reste de la deuxième portion 70 dans un plan perpendiculaire à la direction normale Z.The fourth end 80 is the end of the second portion 70 which is located on the periphery of the first portion 65 in a plane perpendicular to the normal direction Z. The fourth end 80 is therefore surrounded by the rest of the second portion 70 in a plane perpendicular to the normal direction Z.

La quatrième extrémité 80 est reliée à la première portion 65.The fourth end 80 is connected to the first portion 65.

La ligne de transmission 25 s’étend dans le même plan que l’inductance 50. En particulier, la ligne de transmission 25 est réalisée sous forme d’une couche portée par le substrat 15.The transmission line 25 extends in the same plane as the inductor 50. In particular, the transmission line 25 is produced in the form of a layer carried by the substrate 15.

La ligne de transmission 25 comprend une zone conductrice 85 et au moins un plan de masse 90. En particulier, la ligne de transmission 25 représentée sur la figure 4 comporte deux plans de masse 90.The transmission line 25 comprises a conductive zone 85 and at least one ground plane 90. In particular, the transmission line 25 shown in FIG. 4 comprises two ground planes 90.

La zone conductrice 85 est reliée à l’inductance 50. Par exemple, la zone conductrice 85 est reliée à la troisième extrémité 75 de l’inductance 50.The conductive area 85 is connected to the inductor 50. For example, the conductive area 85 is connected to the third end 75 of the inductor 50.

La zone conductrice 85 est configurée pour recevoir de l’inductance 50 un courant électrique. Un tel courant est notamment généré par l’inductance 50 suite à la réception d’une onde électromagnétique.The conductive zone 85 is configured to receive an electric current from the inductor 50. Such a current is notably generated by the inductor 50 following the reception of an electromagnetic wave.

La zone conductrice 85 est, en outre, configurée pour recevoir un courant électrique d’une source électrique externe à l’antenne 10 et pour alimenter l’inductance 50 avec ledit courant électrique.The conductive zone 85 is further configured to receive an electric current from an electric source external to the antenna 10 and to supply the inductor 50 with said electric current.

La zone conductrice 85 présente, par exemple, une forme rectangulaire.The conductive area 85 has, for example, a rectangular shape.

La zone conductrice 85 présente une épaisseur mesurée selon la direction normale Z. L’épaisseur de la zone conductrice 85 est comprise entre 100 nanomètres et 1 micromètre. Par exemple, l’épaisseur de la zone conductrice 85 est égale à 600 nanomètres.The conductive area 85 has a thickness measured in the normal direction Z. The thickness of the conductive area 85 is between 100 nanometers and 1 micrometer. For example, the thickness of the conductive area 85 is equal to 600 nanometers.

La zone conductrice 85 est réalisée en un deuxième matériau conducteur.The conductive area 85 is made of a second conductive material.

Le deuxième matériau conducteur est, par exemple, un matériau métallique.The second conductive material is, for example, a metallic material.

Selon un mode de réalisation, le deuxième matériau conducteur est le même matériau que le premier matériau conducteur. Par exemple, le deuxième matériau conducteur est le molybdène.According to one embodiment, the second conductive material is the same material as the first conductive material. For example, the second conductive material is molybdenum.

II est à noter que d’autres matériaux conducteurs sont envisageables pour la zone conductrice 85.It should be noted that other conductive materials can be envisaged for the conductive zone 85.

Chaque plan de masse 90 est relié à la masse de l’antenne 10.Each ground plane 90 is connected to the ground of the antenna 10.

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Chaque plan de masse 90 présente une épaisseur mesurée selon la direction normale Z. L’épaisseur de chaque plan de masse 90 est comprise entre 100 nanomètres et 1 micromètre.Each ground plane 90 has a thickness measured in the normal direction Z. The thickness of each ground plane 90 is between 100 nanometers and 1 micrometer.

Par exemple, l’épaisseur de chaque plan de masse 90 est égale à 600 nanomètres.For example, the thickness of each ground plane 90 is equal to 600 nanometers.

Chaque plan de masse 90 est réalisé en un troisième matériau conducteur.Each ground plane 90 is made of a third conductive material.

Le troisième matériau conducteur est, par exemple, un matériau métallique.The third conductive material is, for example, a metallic material.

Selon un mode de réalisation, le troisième matériau conducteur est le même matériau que le premier matériau conducteur. Par exemple, le troisième matériau conducteur est le molybdène.According to one embodiment, the third conductive material is the same material as the first conductive material. For example, the third conductive material is molybdenum.

Il est à noter que d’autres matériaux conducteurs sont envisageables pour chaque plan de masse 90.It should be noted that other conductive materials can be envisaged for each ground plane 90.

Selon un mode de réalisation, la zone conductrice 85 est agencée entre les deux plans de masse 90.According to one embodiment, the conductive area 85 is arranged between the two ground planes 90.

Une distance, dans un plan perpendiculaire à la direction normale Z, entre la zone conductrice 85 et le plan de masse 90 le plus proche de la zone conductrice 85 est comprise entre 50 pm et 250 pm.A distance, in a plane perpendicular to the normal direction Z, between the conductive area 85 and the ground plane 90 closest to the conductive area 85 is between 50 μm and 250 μm.

Selon l’exemple proposé, la zone conductrice 85 est équidistante des deux plans de masse 90.According to the example proposed, the conductive area 85 is equidistant from the two ground planes 90.

Dans l’exemple représenté sur la figure 4, l’inductance 50 est au moins partiellement interposée entre les deux plans de masse 90.In the example shown in FIG. 4, the inductor 50 is at least partially interposed between the two ground planes 90.

Une distance entre l’inductance 50 et le ou les plans de masse 90 est comprise entre 20 pm et 300 pm.A distance between the inductor 50 and the ground plane (s) 90 is between 20 pm and 300 pm.

Selon un mode de réalisation, chaque plan de masse 90 présente une forme de « L ». Chaque plan de masse 90 présente alors une première branche et une deuxième branche, les deux branches étant perpendiculaires l’une à l’autre.According to one embodiment, each ground plane 90 has an "L" shape. Each ground plane 90 then has a first branch and a second branch, the two branches being perpendicular to each other.

La première branche de chaque plan de masse 90 s’étend en direction de l’autre plan de masse 90 appartenant à la même ligne de transmission 25. Par exemple, les deux premières branches d’une même ligne de transmission 25 sont alignées l’une avec l’autre.The first branch of each ground plane 90 extends in the direction of the other ground plane 90 belonging to the same transmission line 25. For example, the first two branches of the same transmission line 25 are aligned the one with the other.

La zone conductrice 85 de chaque ligne de transmission 25 est, par exemple, interposée entre les deux premières branches à la ligne de transmission 25 considérée.The conductive area 85 of each transmission line 25 is, for example, interposed between the first two branches to the transmission line 25 considered.

Les deux premières branches d’une même ligne de transmission 25 sont, par exemple, interposées entre les deux deuxièmes branches correspondantes.The first two branches of the same transmission line 25 are, for example, interposed between the two corresponding second branches.

Chaque inductance 50 est, par exemple, interposée entre les deux deuxièmes branches des plans de masse 90 entre lesquels l’inductance 50 est interposée. Par exemple, l’inductance 50 est logée dans une zone rectangulaire délimitée sur un premier côté de la zone rectangulaire par les deux premières branches, sur un deuxième côté de la zone rectangulaire par l’une des deuxièmes branches et sur un troisième côté de la zone rectangulaire par l’autre deuxième branche, le premier côté étant perpendiculaire au deuxième côté et au troisième côté.Each inductor 50 is, for example, interposed between the two second branches of the ground planes 90 between which the inductor 50 is interposed. For example, the inductor 50 is housed in a rectangular area delimited on a first side of the rectangular area by the first two branches, on a second side of the rectangular area by one of the second branches and on a third side of the rectangular area by the other second branch, the first side being perpendicular to the second side and to the third side.

Le fonctionnement de l’antenne 10 va maintenant être décrit.The operation of the antenna 10 will now be described.

En émission, au moins une ligne de transmission 25 reçoit un premier courant électrique. En particulier, le premier courant électrique est transmis, depuis un dispositif extérieur à l’antenne 10, à la zone conductrice 85.In transmission, at least one transmission line 25 receives a first electric current. In particular, the first electric current is transmitted, from a device external to the antenna 10, to the conductive zone 85.

La zone conductrice 85 transmet le premier courant électrique à l’inductance 50 de l'élément rayonnant 20 relié à la ligne de transmission 25 considérée.The conductive zone 85 transmits the first electric current to the inductance 50 of the radiating element 20 connected to the transmission line 25 considered.

En réponse à la réception du premier courant électrique par l’inductance 50, une première onde électromagnétique est émise par l’élément rayonnant 20.In response to reception of the first electric current by the inductor 50, a first electromagnetic wave is emitted by the radiating element 20.

En réception, une deuxième onde électromagnétique est reçue par au moins un élément rayonnant 20.On reception, a second electromagnetic wave is received by at least one radiating element 20.

A la suite de la réception de la deuxième onde électromagnétique, un deuxième courant électrique apparaît dans l’inductance 50 de l’élément rayonnant 20 considéré. Le deuxième courant électrique est transmis par l’inductance 50 à la zone conductrice 85 reliée à l’inductance 50.Following the reception of the second electromagnetic wave, a second electric current appears in the inductance 50 of the radiating element 20 considered. The second electric current is transmitted by the inductor 50 to the conductive area 85 connected to the inductor 50.

Le deuxième courant électrique est ensuite transmis, par la ligne de transmission 25 considérée, à un dispositif extérieur à l’antenne 10.The second electric current is then transmitted, by the transmission line 25 considered, to a device external to the antenna 10.

L’élément rayonnant 20 présente des dimensions très réduites. En particulier, les dimensions de l’élément rayonnant 20 sont plus réduites que les dimensions des éléments rayonnants de l’état de la technique. L’antenne 10 présente donc un volume et un poids plus faible que les antennes de l’état de la technique.The radiating element 20 has very small dimensions. In particular, the dimensions of the radiating element 20 are smaller than the dimensions of the radiating elements of the state of the art. The antenna 10 therefore has a lower volume and weight than the antennas of the prior art.

En particulier, l’association de la ou des nanostructures 45 et de l’inductance 50 permet de minimiser la longueur des nanostructures 45 par rapport à un élément rayonnant 20 ne comportant pas d’inductance 50.In particular, the combination of the nanostructure (s) 45 and the inductance 50 makes it possible to minimize the length of the nanostructures 45 relative to a radiating element 20 not comprising an inductance 50.

Un rapport d’aspect, pour le faisceau F, compris entre 5 et 15 présente typiquement une bonne résistance mécanique tout en permettant une bonne efficacité de conversion du courant électrique en onde électromagnétique et vice/versa. Un rapport d’aspect compris entre 9 et 10 est un exemple de rapport d’aspect particulièrement intéressant pour obtenir une bonne résistance mécanique et une bonne efficacité de conversion.An aspect ratio, for the beam F, of between 5 and 15 typically has good mechanical strength while allowing good efficiency of conversion of the electric current into the electromagnetic wave and vice versa. An aspect ratio of between 9 and 10 is an example of an aspect ratio which is particularly advantageous for obtaining good mechanical strength and good conversion efficiency.

En outre, la longueur des nanostructures 45 et la valeur d’inductance, qui varie en fonction des dimensions de l’inductance 50, permettent d’adapter aisément I élément rayonnant 20 à différentes valeurs de fréquences. En particulier, des antennes 10 présentant une large bande d’émission eVou de réception sont obtenues lorsque des longueurs totales ou des valeurs d’inductance différentes sont utilisées pour certains éléments rayonnants 20.In addition, the length of the nanostructures 45 and the inductance value, which varies as a function of the dimensions of the inductance 50, make it possible to easily adapt the radiating element 20 to different frequency values. In particular, antennas 10 having a wide transmit eVou receive band are obtained when different total lengths or inductance values are used for certain radiating elements 20.

Des nanostructures 45 présentant une valeur médiane de longueur supérieure ou égale à 500 nanomètres permettent d’obtenir une bonne efficacité de conversion.Nanostructures 45 having a median length greater than or equal to 500 nanometers make it possible to obtain good conversion efficiency.

La forme de spirale est une forme permettant d’obtenir une inductance 50 particulièrement compacte, et donc un élément rayonnant 20 de dimensions particulièrement réduites.The spiral shape is a shape making it possible to obtain a particularly compact inductor 50, and therefore a radiating element 20 of particularly reduced dimensions.

L’utilisation d’une couche tampon 40 réalisée en un matériau électriquement isolant permet de limiter les pertes radiofréquence lors de l’utilisation de l’élément rayonnant 20.The use of a buffer layer 40 made of an electrically insulating material makes it possible to limit the radiofrequency losses during the use of the radiating element 20.

Une antenne 10 dans laquelle chaque inductance 50 est interposée au moins partiellement entre les deux plans de masse 90 correspondants est, elle aussi, particulièrement compacte.An antenna 10 in which each inductor 50 is interposed at least partially between the two corresponding ground planes 90 is also particularly compact.

Une telle antenne 10 est en outre aisée à fabriquer, comme cela est illustré en référence à la figure 5 qui est un ordinogramme d’un procédé de fabrication d’un élément rayonnant 20.Such an antenna 10 is also easy to manufacture, as illustrated with reference to FIG. 5 which is a flow chart of a method for manufacturing a radiating element 20.

Le procédé de fabrication comprend une étape 100 de fourniture, une étape 110 de dépôt, une étape 120 de gravure, une étape 130 de placement et une étape 140 de croissance.The manufacturing method comprises a step 100 of supply, a step 110 of deposition, a step 120 of etching, a step 130 of placement and a step 140 of growth.

Au cours de l’étape de fourniture 100, le substrat 15 est fourni.During the supply step 100, the substrate 15 is supplied.

Lors de l’étape de dépôt 110, une couche du premier matériau conducteur est déposée sur le substrat 15.During the deposition step 110, a layer of the first conductive material is deposited on the substrate 15.

Par exemple, lorsque le premier matériau conducteur est le molybdène, l’étape de dépôt 110 comprend le dépôt de la couche de molybdène par pulvérisation cathodique.For example, when the first conductive material is molybdenum, the deposition step 110 comprises the deposition of the molybdenum layer by sputtering.

La pulvérisation cathodique (également désignée sous le terme anglais « sputtering ») est une technique de dépôt de couches minces dans laquelle une cible en matériau à déposer est fournie, en général sous forme de matériau solide, dans une chambre de dépôt et un plasma est formé dans un gaz à basse pression occupant la chambre de dépôt. L’application d’une différence de potentiel entre la cible et les parois de la chambre de dépôt provoque un bombardement de la cible par des espèces électriquement chargées positivement du plasma. Le bombardement entraîne la pulvérisation de la cible et ainsi la libération dans la chambre de dépôt d atomes du matériau à déposer. La condensation des atomes ainsi libérés sur un substrat forme alors une couche du matériau à déposer.Sputtering (also known as sputtering) is a thin film deposition technique in which a target of material to be deposited is supplied, generally as a solid material, into a deposition chamber and a plasma is formed in a low pressure gas occupying the deposition chamber. The application of a potential difference between the target and the walls of the deposition chamber causes the target to be bombarded by electrically positively charged plasma species. The bombardment causes the target to be sprayed and thus the material to be deposited in the atom deposition chamber. The condensation of the atoms thus released on a substrate then forms a layer of the material to be deposited.

Il est à noter que d’autres techniques de dépôt sont envisageables, notamment si le premier matériau conducteur n’est pas le molybdène.It should be noted that other deposition techniques can be envisaged, in particular if the first conductive material is not molybdenum.

Lors de l’étape de gravure 120, la couche du premier matériau conducteur est gravée pour former l’inductance 50.During the etching step 120, the layer of the first conductive material is etched to form the inductor 50.

L’étape de gravure 120 comprend, par exemple, une étape de photolithographie et/ou une étape de gravure par faisceau d’ions. La gravure par faisceau d’ions consiste à projeter sur la couche à graver un faisceau d’ions, notamment d’ions Argon, à forte énergie pour usiner la couche à graver.The etching step 120 includes, for example, a photolithography step and / or an ion beam etching step. Ion beam etching consists in projecting onto the layer to be etched a beam of ions, in particular of Argon ions, with high energy to machine the layer to be etched.

Il est à noter que d’autres techniques de gravure de la couche de premier matériau conducteur sont envisageables.It should be noted that other techniques for etching the layer of first conductive material are possible.

Lors de l’étape de placement 130, un catalyseur C de la croissance de nanostructures 45 est déposé sur l’inductance 50.During the placement step 130, a catalyst C for the growth of nanostructures 45 is deposited on the inductor 50.

Le catalyseur C est un matériau métallique. Les catalyseurs C les plus utilisés pour faire croître des nanotubes ou des nanofils sont le nickel, le cobalt, le fer et l’or. Par exemple, le catalyseur C est le fer. En variante, le catalyseur C est constitué d’un alliage d’au moins deux métaux.Catalyst C is a metallic material. The most common C catalysts to grow nanotubes or nanowires are nickel, cobalt, iron and gold. For example, catalyst C is iron. Alternatively, catalyst C is made of an alloy of at least two metals.

Le catalyseur C est, par exemple, sous forme d’un ensemble de nanoparticules.Catalyst C is, for example, in the form of a set of nanoparticles.

Les particules du catalyseur C sont des nanoparticules. De préférence, chaque particule présente trois dimensions nanométriques. Par exemple, chaque dimension de chaque particule est comprise strictement entre 1 nanomètre et 100 nanomètres.The particles of catalyst C are nanoparticles. Preferably, each particle has three nanometric dimensions. For example, each dimension of each particle is strictly between 1 nanometer and 100 nanometers.

Les particules du catalyseur C sont, par exemple, obtenues par lithographie. La lithographie permet d’obtenir un réseau parfaitement périodique de particules du catalyseur C.The particles of catalyst C are, for example, obtained by lithography. Lithography makes it possible to obtain a perfectly periodic network of particles of catalyst C.

En variante, les particules sont obtenues par fragmentation et démouillage contrôlé d’une couche de catalyseur C déposée sur l’inductance 50.As a variant, the particles are obtained by fragmentation and controlled dewetting of a layer of catalyst C deposited on the inductor 50.

Selon une autre variante, les particules du catalyseur C sont obtenues par pulvérisation, sur l’inductance 50, d’une solution comprenant ces particules. En variante, les particules sont déposées par greffage électrostatique sur l’inductance 50.According to another variant, the particles of catalyst C are obtained by spraying, on the inductor 50, a solution comprising these particles. As a variant, the particles are deposited by electrostatic grafting on the inductor 50.

Les méthodes précédentes différentes de la lithographie permettent d’obtenir un réseau aléatoire pour lequel la distance moyenne entre particules est contrôlée.The previous methods, different from lithography, make it possible to obtain a random network for which the average distance between particles is controlled.

Les particules sont, par exemple, liquides lorsque le catalyseur C est à la température de consigne Te. C’est par exemple le cas des nanofils de silicium dont la croissance est catalysée à l’aide de particules d’or. En variante, les particules sont solides lorsque le catalyseur C est à la température de consigne Te. C’est par exemple le cas de la croissance des nanotubes de carbone.The particles are, for example, liquid when the catalyst C is at the set temperature Te. This is for example the case of silicon nanowires whose growth is catalyzed using gold particles. As a variant, the particles are solid when the catalyst C is at the set temperature Te. This is the case, for example, with the growth of carbon nanotubes.

En variante, le catalyseur C forme une couche homogène.Alternatively, catalyst C forms a homogeneous layer.

Lors de l’étape de placement 130, le catalyseur C est déposé de manière à former une couche présentant, dans un plan perpendiculaire à la direction normale Z, une forme identique à la forme de la section du faisceau F.During the placement step 130, the catalyst C is deposited so as to form a layer having, in a plane perpendicular to the normal direction Z, a shape identical to the shape of the section of the beam F.

Il est à noter que, dans certains cas, il est envisageable de n’utiliser aucun catalyseur.It should be noted that, in certain cases, it is possible to use no catalyst.

Cela est par exemple le cas pour certains types de nanostructures. Il est alors envisageable de remplacer l’étape 130 de placement d’un catalyseur C par une étape de dépôt d’une couche empêchant la croissance de nanostructures ailleurs que sur l’inductance 50.This is for example the case for certain types of nanostructures. It is therefore possible to replace step 130 of placing a catalyst C with a step of depositing a layer preventing the growth of nanostructures elsewhere than on the inductor 50.

Par exemple, cette étape de dépôt d’une couche empêchant la croissance comprend une étape de gravure au cours de laquelle une ouverture est ménagée au niveau de l’inductance 50 dans la couche empêchant la croissance afin de permettre la croissance d’un faisceau F de nanostructures 45.For example, this step of depositing a layer preventing growth includes an etching step during which an opening is formed at the level of the inductance 50 in the layer preventing growth in order to allow the growth of a beam F of nanostructures 45.

Au cours de l’étape de croissance 140, au moins une nanostructure 45 est obtenue. En particulier, les nanostructures 45 croissent sur l’inductance 50 pour former un faisceau F.During the growth step 140, at least one nanostructure 45 is obtained. In particular, the nanostructures 45 grow on the inductance 50 to form a beam F.

Selon un mode de réalisation, une nanostructure 45 est obtenue pour chaque particule de catalyseur C.According to one embodiment, a nanostructure 45 is obtained for each particle of catalyst C.

Les nanostructures 45 sont, par exemple, obtenues par dépôt chimique en phase vapeur. Le dépôt chimique en phase vapeur (couramment dénommé par l’acronyme CVD, de l’Anglais « Chemical Vapor Deposition ») est une technique fréquemment utilisée pour déposer un matériau sur un substrat. Le dépôt chimique en phase vapeur se pratique dans une enceinte fermée, délimitant une chambre isolée de l’atmosphère extérieure et contenant au moins un substrat, en général maintenu à une température élevée. Un gaz dit « précurseur » est injecté dans l’enceinte et se décompose au contact du substrat chauffé, libérant sur le substrat des atomes d’un ou plusieurs éléments prédéterminés. Les atomes libérés forment entre eux des liaisons chimiques menant à la formation, sur le substrat, du matériau recherché.The nanostructures 45 are, for example, obtained by chemical vapor deposition. Chemical vapor deposition (commonly known by the acronym CVD from the Chemical Vapor Deposition) is a technique frequently used to deposit material on a substrate. Chemical vapor deposition takes place in a closed enclosure, delimiting a chamber isolated from the outside atmosphere and containing at least one substrate, generally maintained at a high temperature. A gas called "precursor" is injected into the enclosure and decomposes on contact with the heated substrate, releasing atoms of one or more predetermined elements on the substrate. The released atoms form chemical bonds between them leading to the formation, on the substrate, of the desired material.

Le procédé thermique de dépôt chimique en phase vapeur, également connu sous le nom anglais « Thermal Chemical Vapor Deposition », est une technique dans laquelle le substrat 15 est chauffé à une température élevée de l’ordre de 600 degrés Celsius ou plus est un type de CVD particulièrement adapté à la croissance de nanotubes de carbone.The thermal chemical vapor deposition process, also known by the name "Thermal Chemical Vapor Deposition", is a technique in which the substrate 15 is heated to an elevated temperature of the order of 600 degrees Celsius or more is a type of CVD particularly suitable for the growth of carbon nanotubes.

Selon un mode de réalisation, lors de la croissance par dépôt chimique en phase vapeur, un plasma est généré dans la chambre de croissance.According to one embodiment, during growth by chemical vapor deposition, a plasma is generated in the growth chamber.

Plusieurs éléments rayonnants 20 sont fabriqués simultanément. Par exemple, au cours de l’étape de gravure 120, les inductances 50 de plusieurs éléments rayonnants sont formées. Au cours de l’étape de placement 130, un catalyseur C est déposé sur chaque inductance 50. Lors de l’étape de croissance 140, au moins une nanostructure 45 est formée sur chaque inductance 50.Several radiating elements 20 are produced simultaneously. For example, during the etching step 120, the inductors 50 of several radiating elements are formed. During the placement step 130, a catalyst C is deposited on each inductance 50. During the growth step 140, at least one nanostructure 45 is formed on each inductance 50.

Il est à noter que le procédé de fabrication est également susceptible de comprendre la fabrication de chaque ligne de transmission 25. Par exemple, chaque ligne de transmission 25 est ménagée, dans la couche de premier matériau conducteur, au cours de l’étape de gravure 120.It should be noted that the manufacturing method is also capable of comprising the manufacture of each transmission line 25. For example, each transmission line 25 is formed, in the layer of first conductive material, during the etching step 120.

Selon une variante, lorsque le deuxième matériau conducteur n’est pas identique au premier matériau conducteur, le procédé de fabrication comprend une étape de dépôt d’une couche de deuxième matériau conducteur et une étape de gravure de la couche de deuxième matériau conducteur pour former les lignes de transmission 25.According to a variant, when the second conductive material is not identical to the first conductive material, the manufacturing process comprises a step of depositing a layer of second conductive material and a step of etching the layer of second conductive material to form transmission lines 25.

Le procédé de fabrication des éléments rayonnants 10 est simple.The method of manufacturing the radiating elements 10 is simple.

Le molybdène est un matériau qui résiste bien aux conditions qui régnent dans un bâti de croissance de nanostructures 45, en particulier un bâti de CVD. L’inductance 50 et les lignes de transmission 25 ne sont donc pas dégradées lors de la croissance des nanostructures 45, en particulier lorsque les nanostructures 45 sont des nanotubes de carbone.Molybdenum is a material that resists well the conditions prevailing in a growth frame of nanostructures 45, in particular a CVD frame. The inductance 50 and the transmission lines 25 are therefore not degraded during the growth of the nanostructures 45, in particular when the nanostructures 45 are carbon nanotubes.

La pulvérisation cathodique est une méthode de dépôt permettant d’obtenir des couches de molybdène de bonne qualité.Sputtering is a deposition method for obtaining good quality layers of molybdenum.

Claims (10)

16 REVENDICATIONS16 CLAIMS 1Elément rayonnant (20) d’une antenne (10) comportant.1Radiating element (20) of an antenna (10) comprising. - au moins une nanostructure filaire (45), chaque nanostructure filaire (45) s’étendant selon la même direction (D), dite direction commune, entre une première extrémité (55) et une deuxième extrémité (60), et- at least one wire nanostructure (45), each wire nanostructure (45) extending in the same direction (D), called common direction, between a first end (55) and a second end (60), and - une inductance (50) reliée à chaque première extrémité (55) d’une nanostructure (45), l’inductance (50) étant réalisée en un premier matériau conducteur, l’inductance (50) s’étendant dans un plan normal à la direction commune (D).- an inductor (50) connected to each first end (55) of a nanostructure (45), the inductor (50) being made of a first conductive material, the inductor (50) extending in a plane normal to the common management (D). 2, - Elément rayonnant selon la revendication 1, dans lequel l’élément rayonnant (20) présente au moins l’une des propriétés suivantes :2, - A radiating element according to claim 1, in which the radiating element (20) has at least one of the following properties: - le premier matériau conducteur est réalisé en molybdène,- the first conductive material is made of molybdenum, - chaque nanostructure filaire (45) est réalisée en un même matériau, eteach wire nanostructure (45) is made of the same material, and - au moins une nanostructure filaire (45) est un nanotube de carbone.- at least one wire nanostructure (45) is a carbon nanotube. 3, - Elément rayonnant selon la revendication 1 ou 2, dans lequel I ensemble des nanostructures filaires (45) forme un faisceau (F) de nanostructures filaires (45) présentant un rapport d’aspect compris entre 5 et 15.3, - A radiating element according to claim 1 or 2, wherein I together of the wired nanostructures (45) form a beam (F) of wired nanostructures (45) having an aspect ratio of between 5 and 15. 4, - Elément rayonnant selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'élément rayonnant (20) comporte au moins dix nanostructures filaires (45), chaque nanostructure filaire (45) présentant une dimension le long de la direction commune (D), les dimensions variant entre 50% et 150% de la valeur médiane des dimensions, la valeur médiane étant supérieure ou égale à 500 micromètres.4, - A radiating element according to any one of claims 1 to 3, in which the radiating element (20) comprises at least ten wire nanostructures (45), each wire nanostructure (45) having a dimension along the common direction (D), the dimensions varying between 50% and 150% of the median value of the dimensions, the median value being greater than or equal to 500 micrometers. 5, - Elément rayonnant selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l’inductance (50) présente une forme en spirale.5, - A radiating element according to any one of claims 1 to 4, wherein the inductor (50) has a spiral shape. 6, - Antenne (10) comprenant :6, - Antenna (10) comprising: - un premier élément rayonnant (20) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, et- a first radiating element (20) according to any one of claims 1 to 5, and - pour chaque élément rayonnant (20), une ligne de transmission (25) comportant une zone (85) réalisée en un deuxième matériau conducteur et deux plans de masse (90), la ligne de transmission (25) s’étendant dans le même plan que l’inductance (50) et la zone (85) étant reliée à l’inductance (50), le premier matériau étant notamment le même matériau que le deuxième matériau, chaque plan de masse (90) étant réalisé en un troisième matériau conducteur, la zone (85) étant agencée entre les deux plans de masse (90).- for each radiating element (20), a transmission line (25) comprising a zone (85) made of a second conductive material and two ground planes (90), the transmission line (25) extending in the same plane that the inductor (50) and the area (85) being connected to the inductor (50), the first material being in particular the same material as the second material, each ground plane (90) being made of a third material conductor, the area (85) being arranged between the two ground planes (90). 7. - Antenne selon la revendication 6, dans laquelle l’inductance (50) est, en outre, interposée au moins partiellement entre les deux plans de masse (90).7. - Antenna according to claim 6, in which the inductor (50) is, moreover, interposed at least partially between the two ground planes (90). 8. - Antenne selon la revendication 6 ou 7, comprenant au moins un deuxième élément rayonnant (20) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, le premier élément rayonnant (20) et le deuxième élément rayonnant (20) présentant des valeurs d’inductances différentes l’une de l’autre.8. - Antenna according to claim 6 or 7, comprising at least a second radiating element (20) according to any one of claims 1 to 5, the first radiating element (20) and the second radiating element (20) having values of inductances different from each other. 9. - Procédé de fabrication d’un élément rayonnant (20) d’une antenne (10) comprenant des étapes de :9. - Method for manufacturing a radiating element (20) of an antenna (10) comprising steps of: - fourniture d’un substrat plan (15),- supply of a flat substrate (15), - dépôt, sur le substrat (15), d’une couche planaire, la couche planaire étant réalisée en un premier matériau conducteur,- depositing, on the substrate (15), a planar layer, the planar layer being made of a first conductive material, - gravure de la couche planaire pour former une inductance (50), et- etching of the planar layer to form an inductance (50), and - croissance, sur l’inductance (50), d’un ensemble de nanostructures filaires (45), chaque nanostructure filaire (45) s’étendant selon la même direction, dite direction commune (D), entre une première extrémité (55) et une deuxième extrémité (60), l’inductance (50) s’étendant dans un plan normal à la direction commune (D).- Growth, on the inductance (50), of a set of wire nanostructures (45), each wire nanostructure (45) extending in the same direction, called common direction (D), between a first end (55) and a second end (60), the inductor (50) extending in a plane normal to the common direction (D). 10. - Procédé de fabrication selon la revendication 9, dans lequel l’étape de dépôt est mise en œuvre par pulvérisation cathodique, le premier matériau étant du molybdène, le procédé comprenant, antérieurement à l’étape de croissance, une étape de dépôt sur l’inductance (50) d’un catalyseur de la croissance des nanostructures filaires (45).10. - The manufacturing method according to claim 9, wherein the deposition step is carried out by sputtering, the first material being molybdenum, the method comprising, prior to the growth step, a deposition step on the inductance (50) of a catalyst for the growth of wire nanostructures (45).
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3453618A (en) * 1966-09-15 1969-07-01 Allen Elect Equip Mobile antenna with flat spiral loading and matching coil
JP2003179515A (en) * 2002-08-30 2003-06-27 Toshiba Corp Portable radio equipment
US20050116861A1 (en) * 2002-04-02 2005-06-02 Kazunori Anazawa Antenna and communication device
US20090251371A1 (en) * 2004-08-12 2009-10-08 Burke Peter J Interconnected nanosystems

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3453618A (en) * 1966-09-15 1969-07-01 Allen Elect Equip Mobile antenna with flat spiral loading and matching coil
US20050116861A1 (en) * 2002-04-02 2005-06-02 Kazunori Anazawa Antenna and communication device
JP2003179515A (en) * 2002-08-30 2003-06-27 Toshiba Corp Portable radio equipment
US20090251371A1 (en) * 2004-08-12 2009-10-08 Burke Peter J Interconnected nanosystems

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BRUN C ET AL: "Monopole antenna based on carbon nanotubes", IEEE - MTTS INTERNATIONAL MICROWAVE SYMPOSIUM. DIGEST, IEEE, US, 2 June 2013 (2013-06-02), pages 1 - 4, XP032546160, ISSN: 0149-645X, [retrieved on 20131227], DOI: 10.1109/MWSYM.2013.6697482 *
LIN KUAN-TING ET AL: "Gold Plated Carbon Nanotube Bundle Antenna for Millimeter-Wave Applications", IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS, IEEE SERVICE CENTER, NEW YORK, NY, US, vol. 35, no. 3, 1 March 2014 (2014-03-01), pages 378 - 380, XP011540641, ISSN: 0741-3106, [retrieved on 20140220], DOI: 10.1109/LED.2014.2298236 *

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