Nanoparticules Janus pour la nanostructuration de surface – JA-SUR

JA-SUR vise à concevoir des surfaces polymères périodiques nanostructurées grâce à un auto-assemblage innovant en deux étapes de nanoparticules anisotropes en forme de batônnets, présentant deux faces de compositions chimiques différentes (Janus Nanorods, JNRs). Notre objectif est de produire des surfaces présentant des motifs de taille inférieure à 10 nm, avec une faible densité de défauts et des interfaces bien délimitées, pour des applications potentielles dans des processus de lithographie avancée. L'approche que nous proposons combine un assemblage supramoléculaire en solution de polymères fonctionnels et une agrégation colloïdale des JNRs préformés sur des surfaces. Dans le détail, des polymères fonctionnalisés par des stickers possédant des liaisons hydrogènes complémentaires seront synthétisés, puis pré-assemblés en solution pour former des JNRs rigides, à rapport d'aspect élevé, avec un contrôle parfait de leur forme et de leur composition de surface. Des motifs 2D seront ensuite obtenus par auto-assemblage des nanoparticules préformées sur une surface. L’utilisation de l'auto-organisation de JNRs à la place de copolymères à blocs, pour générer des surfaces nanostructurées, est une approche en rupture et exploratoire. Avec ces JNR uniques, des domaines de taille < 10 nm (jusqu’à 5 nm) avec des interfaces bien délimitées sont visés. De plus, la forte anisotropie des JNR devrait faciliter la formation de domaines orientés, avec une densité de défauts limitée. Enfin, la différence de chimie des deux bras des JNRs et leur association réversible par assemblage supramoléculaire, peuvent être exploitées pour leur élimination sélective, ouvrant la voie à des applications potentielles en nanolithographie. Ce projet nécessitera une équipe pluridisciplinaire, agissant de manière complémentaire sur chaque étape du projet : synthèse des polymères, auto-assemblage en solution, dépôt de surface et caractérisations physiques des motifs.