Résines à base d'oxo-clusters métalliques pour l'écriture directe DUV de nanostructures semi-conductrices et conductrices – PHOTOMOC

Nous proposons dans le projet PHOTOMOC de développer une résine fonctionnelle photoréticulable préparée à base d'oxo-clusters métalliques (MOC). Une telle résine sera utilisable pour une écriture direct, par irradiation dans l'UV profond (DUV), de micro et nanostructures d'oxydes métallique (ZrO2, TiO2, HfO2, ZnO2...), à basse température (< 250°C). L'addition de dopants (complexes d'In ou Ga, nanoparticules métalliques) permettra de moduler les propriétés électrique du matériau. Un comportement semi-conducteur est tout particulièrement recherché.
Le rôle des MOC est multiples :
- Ce sont les briques élémentaires à la base du matériau final
- Ils confèrent la photosensibilité nécessaire dans le DUV pour réaliser l'étape de photostructuration
- Leurs propriétés photochimiques permettent de réaliser une minéralisation pour obtenir des oxydes à basse température (voire température ambiante)
- Avec des compositions adaptées, des propriétés semi-condustrices sont obtenues, ce qui est le but recherché.

Ainsi, les objectifs du projet PHOTOMOC sont à la fois sur le plan fondamental et appliqué. Sur un plan fondamental, un des objectifs seront d'étudier :
1/ la structure des MOC dans les conditions de synthèse utilisées,
2/ étudier les mécanismes de réticulation photoinduite sos irradiation DUV et en particulier expliquer la minéralisation à température ambiante qui peut être obtenu pour certains métaux comme Ti,
3/ établir des relations entre les propriétés du matériau (et en particulier ses propriétés électriques) et la structure du matériau aux différentes échelles,
4/ étendre la gamme de propriétés électriques accessible sur la base de cette plateforme de matériaux, avec des paramètres facilement ajustables.

Des dispositifs simples (transistors) seront fabriquées pour valider le concept et caractériser précisément les propriétés électriques. En particulier nous validerons la possibilité d'un procédé basse température (< 200°C) permettant de fabriquer un transistor performant sur un substrat plastique flexible.

Ce projet sera conduit par deux partenaires ayant une interaction forte depuis plus de 5 ans. Dr Olivier Soppera (IS2M, CNRS, FRANCE) and Prof. Hsiao Wen Zan (NCTU, NSC, TAIWAN) ont des activités de recherches complémentaires dans ce domaine. Le projet PHOTOMOC sera une occasion unique pour partager cette expertise et accélérer cette activité à fort potentiel d'innovation scientifique et industriel. Sur cette base, des avancées scientifiques et techniques ainsi que des applications dans le domaine de la microélectronique, des capteurs ou afficheurs sur Si ou substrat souples sont attendues.