WO2005015596B1 - Procede de croissance localisee de nanofils ou nanotubes - Google Patents
Procede de croissance localisee de nanofils ou nanotubesInfo
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Abstract
L'invention concerne un procédé de croissance localisée de nanofils ou nanotubes caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: la réalisation de surfaces élémentaires conductrices à la surface d'une couche isolante sur un substrat conducteur ou à la surface d' un substrat isolant; la réalisation d'au moins une couche de structure nanoporeuse à la surface de la couche isolante ou du substrat isolante; la croissance de nanofils à l'intérieur d'une partie au moins des nanopores de la couche poreuse, en regard d'au moins une partie des surfaces élémentaires conductrices. Avantageusement la réalisation de la couche de structure nanoporeuse à la surface de la couche isolante ou du substrat isolant peut comprendre: le dépôt d'une couche précurseur d'une couche de structure poreuse présentant des nanopores; le bombardement ionique de la couche précurseur de manière à obtenir la couche de structure poreuse. Application: Structure à émission de champ, pour écrans plats.
Claims
1 . Procédé de croissance localisée de nanofils ou nanotubes caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- la réalisation de surfaces élémentaires conductrices (SEÎ) à la surface d'une couche isolante (So) sur un substrat conducteur (s) ou à la surface d' un substrat isolant ;
- la réalisation d'au moins une couche de structure nanoporeuse (C2) à la surface de la couche isolante ou du substrat isolant ;
- la croissance de nanofiis ou nanotubes (Nfj) à i'intérieur d'une partie au moins des nanopores (Npi) de la couche poreuse, en regard d'au moins une partie des surfaces élémentaires conductrices (ZEy).
- le retrait de la couche de structure nanoporeuse (C2).
2 . Procédé de croissance localisée de nanofils ou nanotubes selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la réalisation de la couche de structure nanoporeuse à la surface de la couche isolante ou du substrat isolant comprend :
- le dépôt d'une couche (C1 ) précurseur d'une couche de structure poreuse (C2) présentant des nanopores ;
- le bombardement ionique de la couche précurseur de manière à obtenir la couche de structure poreuse.
3. Procédé de croissance localisée de nanofils ou nanotubes selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la réalisation de la couche de structure nanoporeuse à la surface de la couche isolante ou du substrat isolant comprend : le dépôt d'une couche de structure nanoporeuse à la surface de la couche isolante ou du substrat isolant.
4. Procédé de croissance localisée de nanofils ou nanotubes selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend la réalisation de plusieurs couches (Cn, C12) de structure nanoporeuse composées de matériaux de nature différente.
5. Procédé de croissance localisée de nanofils ou nanotubes selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les surfaces 16
conductrices sont réalisées par des procédés de la microélectronique de type lithographie, dépôt, gravure, ...
6. Procédé de croissance localisée de nanofils ou nanotubes selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les surfaces conductrices sont de type lignes, peignes interdigités, pistes microstrip.
7. Procédé de croissance localisée de nanofils ou nanotubes selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les surfaces conductrices ont des largeurs comprises entre environ quelques dizaines de nanomètres et une centaine de microns.
8. Procédé de croissance localisée de nanofils ou nanotubes selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les surfaces conductrices ont des épaisseurs comprises entre environ quelques nanomètres et quelques microns.
9. Procédé de croissance localisée de nanofils ou nanotubes selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le substrat est un isolant de type verre, alumine, silice.
10. Procédé de croissance localisée de nanofils ou nanotubes selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le substrat est de type métallique ou semiconducteur, recouvert d'une couche isolante de type silice ou alumine.
11. Procédé de croissance localisée de nanofils ou nanotubes selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le substrat est un substrat souple isolant de type film polymère.
12. Procédé de croissance localisée de nanofils ou nanotubes selon l'une des revendications 2 à 11, caractérisé en ce que la couche précurseur est une couche mince de type polycarbonate, polyimide, PET, PVDF, ....
13. Procédé de croissance localisée de nanofils ou nanotubes selon l'une des revendications 2 à 12, caractérisé en ce que la couche précurseur (C1) présente une épaisseur comprise entre quelques dizaines de nanomètres et une centaine de microns.
14. Procédé de croissance localisée de nanofils ou nanotubes selon l'une des revendications 2 à 13, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de bombardement ionique pouvant être effectué par un faisceau d'ions 17
de gaz rares tels que l'Argon de manière à créer les traces d'implantation de nanopores au sein de la couche précurseur.
15. Procédé de croissance localisée de nanofils ou nanotubes selon l'une des revendications 13 ou 14, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de recuit thermique de la couche précurseur bombardée (C-i).
16. Procédé de croissance localisée de nanofils ou de nanotubes selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'exposition au rayonnement ultraviolet.
17. Procédé de croissance localisée de nanofils ou de nanotubes selon la revendication 16. caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'exposition sélective au rayonnement ultraviolet, par exemple par l'utilisation d'un masque, permettant une localisation de la croissance des nanofils le long d'une même surface élémentaire conductrice.
18. Procédé de croissance localisée de nanofils ou de nanotubes selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'attaque chimique postérieure à l'étape de bombardement ionique de manière à réaliser les nanopores.
19. Procédé de croissance localisée de nanofils ou de nanotubes selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'attaque chimique spécifique permettant de modifier la forme des nanopores de manière à réaliser par exemple des nanopores coniques pour améliorer le contact mécanique et électrique des nanofils avec le substrat.
20. Procédé de croissance localisée de nanofils ou de nanotubes selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'attaque chimique spécifique de différentes couches précurseurs permettant d'obtenir des pores de rayons variables le long du nanopore permettant par exemple d'obtenir des nanopores avec un rayon faible à l'extrémité intéressant pour l'émission de champ.
21. Procédé de croissance localisée de nanofils ou de nanotubes selon l'une des revendications 1 à 20, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de croissance de nanofils à l'intérieur des nanopores par électrodéposition sur les surfaces métalliques.
22. Procédé de croissance localisée de nanofils ou de nanotubes selon la revendication 21 , caractérisé en ce que l'étape d'électrodéposition est contrôlée par la connexion sélective à un potentiel donné et durant un 18
temps donné, des surfaces conductrices élémentaires de manière à contrôler la croissance des nanofils sur des pistes prédéterminées et la longueur des nanofils.
23. Procédé de croissance localisée de nanofils ou de nanotubes selon l'une des revendications 21 ou 22, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs étapes d'électrodéposition de matériaux différents, de manière à obtenir des nanofils hétérogènes.
24. Procédé de croissance localisée de nanofils ou de nanotubes selon l'une des revendications 21 ou 22, caractérisé en ce qu'il comprend l'électrodéposition d'alliages ou de couches alternées dont au moins certaines à propriétés optiques permettant par exemple d'obtenir l'émission stimulée (par exemple par le passage d'un courant électrique) de photons.
25. Procédé de croissance localisée de nanofils ou de nanotubes selon l'une des revendications 21 ou 22, caractérisé en ce qu'il comprend l'électrodéposition d'alliages ou de couches alternés à propriétés magnétiques permettant par exemple d'obtenir d'obtenir une source électronique polarisée en spin.
26. Procédé de croissance localisée de nanofils ou de nanotubes selon l'une des revendications 21 ou 22, caractérisé en ce qu'il comprend l'électrodéposition à l'extrémité supérieure des nanofils ou de nanotubes de matériaux à faible travail de sortie permettant par exemple d'obtenir une émission électronique à faible tension.
27. Procédé de croissance localisée de nanofils ou nanotubes selon l'une des revendications 21 ou 22, caractérisé en ce qu'il comprend l'électrodéposition à l'extrémité supérieure des nanofils de matériaux magnétiques permettant par exemple d'obtenir une source électronique polarisée en spin.
28. Procédé de croissance localisée de nanofils ou de nanotubes selon l'une des revendications 21 ou 22, caractérisé en ce qu'il comprend l'électrodéposition à l'extrémité supérieure des nanofils de matériaux à propriétés optiques permettant par exemple d'obtenir l'émission stimulée (par exemple par le passage d'un courant électrique) de photons.
29. Procédé de croissance localisée de nanofils ou de nanotubes selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les nanofils ou nanotubes constituent des plots de matériaux catalytiques et qu'il 19
comprend la croissance localisée ultérieure d'autres nanofils ou nanotubes sur les plots de catalyseur.
30. Procédé de croissance localisée de nanofils ou de nanotubes selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs étapes d'électrodéposition, sur des surfaces élémentaires conductrices différentes selon les étapes d'électrodéposition.
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