NanolithographyNanolithography (NL) is a growing field of techniques within nanotechnology dealing with the engineering (patterning e.g. etching, depositing, writing, printing etc) of nanometer-scale structures on various materials. The modern term reflects on a design of structures built in range of 10−9 to 10−6 meters, i.e. nanometer scale. Essentially, the field is a derivative of lithography, only covering very small structures. All NL methods can be categorized into four groups: photo lithography, scanning lithography, soft lithography and other miscellaneous techniques.
Scanning probe lithographyScanning probe lithography (SPL) describes a set of nanolithographic methods to pattern material on the nanoscale using scanning probes. It is a direct-write, mask-less approach which bypasses the diffraction limit and can reach resolutions below 10 nm. It is considered an alternative lithographic technology often used in academic and research environments. The term scanning probe lithography was coined after the first patterning experiments with scanning probe microscopes (SPM) in the late 1980s.
Lithographie à faisceau d'électronsL'utilisation d'un faisceau d'électrons pour tracer des motifs sur une surface est connue sous le nom de lithographie par faisceau d'électrons. On parle également de lithographie électronique. Par rapport à la photolithographie, l'avantage de cette technique est qu'elle permet de repousser les limites de la diffraction de la lumière et de dessiner des motifs avec une résolution pouvant aller jusqu'au nanomètre. Cette forme de lithographie a trouvé diverses formes d'application dans la recherche et l'industrie des semi-conducteurs et dans ce qu'il est convenu d'appeler les nanotechnologies.
Lithographiethumb|Affiche pour une exposition consacrée au centenaire de la lithographie par Pierre Puvis de Chavannes, 1895. La lithographie (du grec lithos, « pierre » et graphein, « écrire ») est une technique d’impression qui permet la création et la reproduction à de multiples exemplaires d’un tracé exécuté à l’encre ou au crayon sur une pierre calcaire. Inventée par Aloys Senefelder, à partir de 1796, en Allemagne, elle a été définitivement mise au point dans les premières années du .
Nanoimprint lithographyNanoimprint lithography (NIL) is a method of fabricating nanometer scale patterns. It is a simple nanolithography process with low cost, high throughput and high resolution. It creates patterns by mechanical deformation of imprint resist and subsequent processes. The imprint resist is typically a monomer or polymer formulation that is cured by heat or UV light during the imprinting. Adhesion between the resist and the template is controlled to allow proper release.
Polymérisationvignette|Le latex de ce ballon de baudruche est synthétisé par polymérisation. vignette|Structure du UHMWPE, un haut polymère avec n supérieur à . La polymérisation désigne la réaction chimique ou le procédé par lesquels des petites molécules (par exemple des hydrocarbures de deux à dix atomes de carbone) réagissent entre elles pour former des molécules de masses molaires plus élevées. Les molécules initiales peuvent être des monomères ou des pré-polymères ; la synthèse conduit à des polymères.
Lithographie extrême ultravioletvignette|La technologie EUV. vignette|Outil de lithographie EUV. La lithographie extrême ultraviolet ou lithographie EUV est un procédé de photolithographie assez semblable aux procédés de lithographie classiques actuels. Il utilise un rayonnement ultraviolet (UV) d'une longueur d'onde de l'ordre de dix à quinze nanomètres (le rayonnement EUV avoisine donc la gamme des rayons X-mous), en remplaçant les objectifs (ou masques dits « en transmission ») par une série de miroirs de précision (exemple des masques dits « en réflexion »).
PhotolithographieLa photolithographie est l'ensemble des opérations permettant de transférer une image (généralement présente sur un masque) vers un substrat. Cette technique est très utilisée dans l'industrie du semi-conducteur. Les motifs de l'image ainsi transférée deviendront par la suite les différentes zones des composants électroniques (exemple : contact, drain...) ou les jonctions entre ces composants.
Dip-pen nanolithographyDip pen nanolithography (DPN) is a scanning probe lithography technique where an atomic force microscope (AFM) tip is used to create patterns directly on a range of substances with a variety of inks. A common example of this technique is exemplified by the use of alkane thiolates to imprint onto a gold surface. This technique allows surface patterning on scales of under 100 nanometers.
Polymèrevignette|Fibres de polyester observées au Microscopie électronique à balayage. vignette|La fabrication d'une éolienne fait intervenir le moulage de composites résines/renforts. Les polymères (étymologie : du grec polus, plusieurs, et meros, partie) constituent une classe de matériaux. D'un point de vue chimique, un polymère est une substance composée de macromolécules et issue de molécules de faible masse moléculaire. Un polymère est caractérisé par le degré de polymérisation.
Chimie macromoléculairePolymer chemistry is a sub-discipline of chemistry that focuses on the structures of chemicals, chemical synthesis, and chemical and physical properties of polymers and macromolecules. The principles and methods used within polymer chemistry are also applicable through a wide range of other chemistry sub-disciplines like organic chemistry, analytical chemistry, and physical chemistry. Many materials have polymeric structures, from fully inorganic metals and ceramics to DNA and other biological molecules.
NanomètreLe nanomètre, de symbole nm, est une unité de longueur du Système international. C'est un sous-multiple du mètre, il vaut un milliardième de mètre : = 10 m (donc aussi 10 mm ou 10 μm). Un nanomètre équivaut à 10 ångströms : = . Le nanomètre est souvent utilisé pour exprimer des dimensions à l'échelle atomique : le diamètre de l'atome d'hydrogène par exemple, mesure environ , et celui d'un ribosome . Il est également utilisé dans l'industrie microélectronique pour mesurer la finesse de gravure : plus elle est fine (quelques nanomètres en 2020), plus il est possible de placer de transistors sur une surface donnée.
Polymérisation radicalaireLa polymérisation (par voie) radicalaire est un processus de polymérisation en chaîne qui, comme son nom l'indique, fait intervenir comme espèce active des radicaux. Elle fait intervenir des réactions d'amorçage, de propagation, de terminaison et de transfert de chaîne. Le site actif qui propage est un radical possédant une structure quasi plane au carbone terminal qui porte l'électron non apparié. L'assemblage du maillon suivant peut alors se faire par-dessus ou dessous aléatoirement.
Graft polymerIn polymer chemistry, graft polymers are segmented copolymers with a linear backbone of one composite and randomly distributed branches of another composite. The picture labeled "graft polymer" shows how grafted chains of species B are covalently bonded to polymer species A. Although the side chains are structurally distinct from the main chain, the individual grafted chains may be homopolymers or copolymers.
Addition polymerIn polymer chemistry, an addition polymer is a polymer that forms by simple linking of monomers without the co-generation of other products. Addition polymerization differs from condensation polymerization, which does co-generate a product, usually water. Addition polymers can be formed by chain polymerization, when the polymer is formed by the sequential addition of monomer units to an active site in a chain reaction, or by polyaddition, when the polymer is formed by addition reactions between species of all degrees of polymerization.
Eau-fortevignette|Rembrandt, La Pièce aux cent florins, eau-forte. L’eau-forte est un procédé de gravure en taille-douce sur une plaque métallique à l’aide d’un mordant chimique (un acide). L’artiste utilisant l’eau-forte est appelé aquafortiste. À l’origine, l’eau-forte était le nom donné à l’acide nitrique. Aujourd’hui, l’acide nitrique est remplacé par des mordants moins toxiques, tel le perchlorure de fer. L’eau-forte est un procédé de taille indirecte (par morsure du métal par un acide), par opposition à la taille directe (à l’aide d’outils, tels burin ou pointe sèche).
MicroscopieLa microscopie est un ensemble de techniques d' des objets de petites dimensions. Quelle que soit la technique employée, l'appareil utilisé pour rendre possible cette observation est appelé un . Des mots grecs anciens mikros et skopein signifiant respectivement « petit » et « examiner », la microscopie désigne étymologiquement l'observation d'objets invisibles à l'œil nu. On distingue principalement trois types de microscopies : la microscopie optique, la microscopie électronique et la microscopie à sonde locale.
Métrologiethumb|La barre de platine-iridium utilisée comme prototype du mètre de 1889 à 1960. La métrologie est la science de la mesure. Elle définit les principes et les méthodes permettant de garantir et maintenir la confiance envers les mesures résultant des processus de mesure. Il s'agit d'une science transversale qui s'applique dans tous les domaines où des mesures quantitatives sont effectuées.
Microscopie à super-résolutionLa microscopie à super-résolution est un ensemble de techniques permettant d'imager en microscopie optique des objets à une résolution à l’échelle nanométrique. Elle se démarque par le fait que la résolution obtenue n'est plus limitée par le phénomène de diffraction. Du fait de la diffraction de la lumière, la résolution d’un microscope optique conventionnel est en principe limitée, indépendamment du capteur utilisé et des aberrations ou imperfections des lentilles.
Prototypage logicielLe prototypage logiciel (ou « software prototyping » en anglais) désigne l'ensemble des activités de création de prototypes pour les logiciels, c'est-à-dire des versions incomplètes du programme en cours de développement. Cette activité est donc assez proche de la création et la validation de prototypes, telle qu'on la pratique dans l'industrie. Ainsi, un prototype permet d'explorer de façon interactive des scénarios d'utilisation du produit pour en valider les orientations.
