DS0710 - Sciences et technologies des composants nanoélectroniques et nanophotoniques

PLAteforme phoTOnique à base de nanoFILs – PLATOFIL

Résumé de soumission

L’intégration hétérogène de composants miniatures photoniques avec des éléments non-photoniques tels que les circuits électroniques, les systèmes micro-mécaniques ou les biocapteurs est un enjeu stratégique ouvrant la voie à la réalisation de plateformes aux multiples fonctionnalités pour l’électronique ou la bio-détection. Les dispositifs photoniques à nanofils offrent des perspectives nouvelles pour ces applications.
Le projet PLATOFIL vise le développement d’une nouvelle technologie reposant sur des composants photoniques actifs à nanofils assemblés dans une plateforme fonctionnelle. Cette technologie innovante repose sur l’utilisation de DELs et photodétecteurs à nanofils cœur-coquille InGaN/GaN fabriqués par épitaxie MOVPE. Le domaine spectral visé va du vert au proche-ultraviolet ouvrant de très nombreuses applications dans le domaine biologique. Le cœur du projet consiste à adresser le problème de l’assemblage et de l’interfaçage des composants à nanofils de façon parallèle à grande échelle. Deux architectures sont proposées : l’intégration verticale et l’intégration planaire. L’architecture verticale est basée sur des réseaux organisés de nanofils encapsulés dans une matrice de polymère, détachés de leur substrat puis assemblés verticalement. Cette stratégie souple est d’un grand intérêt car elle permet d’assembler des nanofils de matériaux ayant des propriétés très différentes. L’architecture planaire repose quant à elle sur l’alignement par diélectrophorèse d’un grand nombre de nanofils et de leur interconnexion par des guides d’onde.

Aujourd’hui il y a un fort besoin pour des dispositifs fonctionnels souples pouvant s’intégrer sur des objets de forme complexe. Dans ce contexte, le projet PLATOFIL vise à développer des plateformes flexibles ce qui est rendu possible par la petite taille des nanofils par rapport aux rayons de courbure typiques. Pour réaliser des dispositifs flexibles nous allons développer une technologie innovante de contactage électrique en utilisant notamment des électrodes souples en graphène. Pour l’architecture planaire nous allons également explorer l’intégration des DELs et détecteurs à nanofils sur des substrats plastiques et leur interconnexion par des guides d’onde polymère. Ce projet vise à développer les premiers démonstrateurs de la nano-architecture photonique du futur, qui sera validée sur deux cas modèle, notamment (i) l’excitation des fluorophores commerciaux avec une DEL et (ii) la détection de l’absorption d’un composé organique par un couple DEL et détecteur interconnectés.

Ce projet de recherche fondamentale s’inscrit dans le défi sociétal 7: « société de l'information et de la communication", et plus précisément l’axe 7.2.7 “Sciences et technologies des composants nano-e´lectroniques et nanophotoniques”. Le consortium regroupe des e´quipes en pointe au niveau international dans les domaines d’expertise complémentaires sur la modélisation optique et électrique des nanofils, sur l’e´laboration des nanofils nitrures par MOVPE, aussi bien que sur la nanofabrication et caractérisation. Les avancés proposées dans le projet PLATOFIL auront un fort impact scientifique et technologique.

Coordinateur du projet

Monsieur Christophe DURAND (Institut Nanosciences et cryogenie)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

CNRS DR ILE DE FRANCE SUD
IM2NP Institut des Matériaux, de Microélectronique et des Nanosciences de Provence
LPICM Laboratoire de Physique des Interfaces et des Couches Minces
INAC/SP2M Institut Nanosciences et cryogenie
UPSud/IEF Université Paris Sud / Institut d'Electronique Fondamental

Aide de l'ANR 494 824 euros
Début et durée du projet scientifique : septembre 2014 - 36 Mois

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