Films minces nanostructurés de verres métalliques avec des propriétés mécaniques et électriques supérieures – EGLASS

Les verres métalliques en couche mince (TFMG) sont une classe émergente de matériaux, avec le potentiel de réaliser des combinaisons de propriétés mécaniques et électriques exceptionnelles, jusqu'à présent impossibles à atteindre avec les alliages cristallins conventionnels. Plus précisément, les TFMG se caractérisent par l'absence de périodicité atomique à longue distance ainsi que par l'absence de défauts communs aux matériaux cristallins, ce qui entraîne des propriétés mécaniques et une conductivité électrique métallique exceptionnelles et en fait des candidats intéressants dans le domaine en pleine croissance de l'électronique extensible. Malgré ces applications potentielles, la synthèse de TFMG avancés avec une ingénierie de leur microstructure et la compréhension de leurs propriétés mécaniques/électriques est à peine abordée, nécessitant le développement de nouvelles stratégies pour leur synthèse et des techniques de pointe pour la caractérisation à l'échelle submicrométrique.

Dans ce contexte, le projet EGLASS vise à développer des TFMG avancés avec une conception nanométrique sur mesure, tels que des interfaces avec de grands volumes libres, des structures assemblées en clusters, des multicouches et des films amorphes avec des nanocristaux intégrés dans la matrice, résultant en une combinaison exceptionnelle de propriétés mécaniques/électriques. Des techniques de caractérisation in situ de pointe comprenant la compression de micropiliers et la mesure des propriétés électriques locales combinées à une caractérisation structurelle avancée (HRTEM/APT) seront utilisées pour comprendre le comportement physique fondamental et le lien entre la structure et les propriétés mécaniques/électriques. Le projet fusionnera l'expertise unique du LSPM (dépôt par pulvérisation cathodique et caractérisation mécanique in situ, simulations de dynamique moléculaire Ab initio) et du KIT (voies de synthèse avancées, caractérisation structurale/électrique) favorisant l'application des TFMG en tant que futurs matériaux pour l'électronique extensible.

L'équipe franco-allemande fusionne l'expertise reconnue dans différents domaines de la science des matériaux et sa connaissance approfondie des verres métalliques et des couches minces. En étroite coopération, les équipes étudieront les problèmes fondamentaux suivants des TFMG : (i) synthèse de nouvelles architectures de TFMG, (ii) propriétés mécaniques/électriques à l'échelle micrométrique, (iii) relation composition-microstructure-propriétés mécaniques/électriques en se concentrant sur des paramètres clés pour augmenter les propriétés mécaniques et la conductivité électrique, (iv) l'utilisation de TFMG pour l'électronique étirable combinant ensemble, une bonne adhérence, déformabilité et conductivité électrique.